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ANÁLISE GERAL DOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO DE MATERIAIS CERÂMICOS
PARA O SETOR DA CONSTRUÇÃO CIVIL
Andrea Quaranta Barbosa^1 Cesar Douglas Bezerra dos Santos^2 Diego Melo Costa 3
ISSN IMPRESSO - 2359- E-ISSN - 2359-
RESUMO
Os materiais cerâmicos foram um dos primeiros mate- riais a serem utilizados pelo homem para a criação de utensílios e fabricação de ferramentas rudimentares. Naquela época, as etapas de fabricação não eram bem definidas e não apresentavam controles nas diversas etapas de produção, tendo como consequência a obten- ção de materiais de baixa qualidade. Com isso, visando à produção de bons materiais que utilizam a argila como matéria prima, percebeu-se por meio de estudos e en- saios que são necessárias fases pré-determinadas que devem ser seguidas e observadas. Deste modo, o obje-
tivo deste trabalho é fazer uma análise das etapas de exploração, extração e tratamento da argila, bem como moldagem, secagem e cozimento, visando à produção de materiais cerâmicos de boa qualidade para que sejam utilizados em diversos segmentos da construção civil.
Palavras-chave
Construção Civil. Argila. Cerâmica. Fabricação.
EXATAS E TECNOLÓGICAS
DOI - 10.17564/2359-4934.2016v2n2p19-
Resumen
Los materiales cerámicos fueron los primeros ma- teriales utilizados por los seres humanos para crear utensilios y herramientas rudimentarias de fabrica- ción. En ese momento, las etapas de fabricación no estaban bien definidas y no había controle en las di- versas etapas de producción, lo que resulta en la ob- tención de un material de baja calidad. Por lo tanto, con el fin de producir buenos materiales utilizando la arcilla como materia prima, se percibió a través de los estudios que se necesitan etapas predeterminadas a seguir y observar. Por lo tanto, el objetivo de este
estudio fue analizar las etapas de exploración, extrac- ción y procesamiento de la arcilla, así como el moldeo, secado y cocción, con el objetivo de la producción de materiales cerámicos de buena calidad para utilizar en diversos sectores de la construcción.
Palabras clave
Construcción, Arcilla, Cerámica, Manufactura.
Abstract
Ceramic materials were the first materials to be used by humans to create tools and manufacturing rudi- mentary tools. At that time, the manufacturing steps were not well defined and controls did not show the various production steps, resulting in obtaining low quality materials. Thus, in order to produce good ma- terials using clay as raw material, it was observed through studies and trials predetermined steps are needed to be followed and observed. Therefore, the aim of this study was to analyze the stages of explora-
tion, extraction and processing of clay and molding, drying and firing, aiming the production of ceramic materials of good quality to be used in various seg- ments of the construction.
Keywords
Construction. Clay. Ceramic. Manufacture.
no qual afeta a sua característica, chegando a ser ra- ras em decorrência das suas propriedades tecnológi- cas valiosas, podendo ou não se assemelhar com as outras argilas encontradas na mesma jazida ou em jazidas distintas (COELHO ET AL., 2007).
Com isso, visando a produção de bons materiais que utilizam argila como matéria-prima, são neces- sárias fases pré-determinadas, as quais devem ser seguidas, e observadas para que se obtenha mate- riais de boa qualidade, tanto física como estética (BRITO ET AL., 2015).
Segundo o Mineropar (2007), a água e a energia são dois recursos bastante utilizados durante os pro- cessos de fabricação dos produtos cerâmicos, onde o primeiro está presente em quase todas as etapas e o segundo tem o uso centrado principalmente nos processos de secagem e queima, sendo o gás natu- ral e o gás liquefeito do petróleo (GLP), empregados na maioria das empresas. A energia elétrica por sua vez conforme o guia, é empregada nas instalações e maquinários usados para a moagem, mistura das ma- térias-primas e para a conformação das peças, sendo consumida em quantidade bastante inferior àquela dos combustíveis.
3.1 EXPLORAÇÃO DE JAZIDA
No primeiro momento é realizada uma análise dos aspectos gerais da jazida. Nesta etapa são desen- volvidos estudos para observar qual o tipo de argila que será extraída, dessa forma serão analisados os seguintes itens: a qualidade da argila; a análise do volume total disponível; se é possível o acesso para os veículos pesados no local da extração; a logística de distribuição ao consumidor (etapa de extrema im- portância, pois quanto mais distante for a extração do local da comercialização, maior poderá ser o repasse do valor para o produto) e por fim é analisada a neces- sidade de se fazer um relatório de impacto no meio ambiente (AMBROZEWICZ, 2012).
Na avaliação das jazidas, deve-se realizar a in- vestigação geotécnica da subsuperfície, retirada de amostras para a realização dos ensaios prelimina- res, além do planejamento da lavra e exploração. A retirada de argila da jazida tem como pontos impor- tantes: a não-utilização de explosivos, ausência de beneficiamentos que gerem subprodutos tóxicos e a realização fora de corpos hídricos e a céu aberto, mas exige alguns cuidados operacionais: eliminação de riscos de desabamento, interdição de áreas com deslizamentos de massas de terra, criação de acessos seguros e manutenção da estabilidade dos taludes (SILVA ET AL., 2009).
Além desses cuidados, a execução de um projeto de exploração de uma jazida deve apresentar um projeto de recuperação ambiental, sendo que este apresenta custo elevado, contribuindo significativamente no or- çamento total da exploração (MECHI; SANCHES, 2010).
3.2 EXTRAÇÃO DE MATÉRIA-PRIMA
A primeira coisa a se observar na extração da ar- gila é a retirada de materiais que não terão utilidade e em seguida a questão do escoamento das águas (SILVA, 1991). Pois enfatiza Paschoal e Cunha (2012) que, esse tipo de atividade é capaz de alterar conside- ravelmente as características naturais do ambiente. Por isso, nesta etapa é necessária a análise eficien- te da quantitativa de matéria-prima que a jazida dis- põe para extração, pois se caso for feito de maneira despreocupada, sem avaliar as consequências para o local da extração, poderá ocasionar, por meio da ex- tração (explotação), problemas ambientais.
Dentre os tipos de problemas ambientais que esse tipo de atividade pode causar, Paschoal e Cunha (2012) fazem menção do assoreamento nos cursos dos canais fluviais e da alteração na qualidade e na turbidez das águas superficiais, onde propicia o rebai- xamento no nível do lençol freático devido às grandes cavas que podem atingir níveis de exploração situa- dos abaixo do afloramento do lençol freático, fazendo
com que haja o afloramento desta água e consequen- temente maior evaporação e redução na vazão dos corpos hídricos superficiais, entre outros.
A extração da matéria-prima pode ser feita com a utilização de equipamentos mais rudimentares, como por exemplo, pás, picaretas e carros de mão, até os mais modernos e mecanizados, como tratores, esca- vadeiras, entre outros equipamentos (SILVA, 1991).
3.3 TRATAMENTO DA MATÉRIA-PRIMA
Extraída, a argila precisa ser preparada para a in- dustrialização, na própria jazida pode ser feita a se- paração em lotes de mesma qualidade (composição, dureza, plasticidade etc.). Entre os tratamentos an- teriores à fabricação dos produtos cerâmicos desta- cados por Silva (1991), podemos citar a depuração, trituração, homogeneização e umidificação.
A depuração é um processo no qual ocorre a eli- minação de impurezas que possam prejudicar a quali- dade final do produto, tais como, raízes mortas, grãos duros, pequenos nós de cal e sais solúveis, por meio de processos particulares, como, por exemplo, a levi- gação, a sedimentação, a centrifugação, a flotação, a aeração,dentre outros (AMBROZEWICZ, 2012).
A umidificação é processo no qual se faz a mistu- ra de uma quantidade de água precisa para facilitar a homogeneização, deixando a argila mais maleável.
A homogeneização é onde ocorre a mistura da ar- gila com o desengordurante. Esse desengordurante atua como redutor da retração e da plasticidade, ou é adicionado certa quantidade de água para aumentar a plasticidade do material, facilitando assim a molda- gem (SILVA ET AL., 2013).
A trituração (maceração) é necessária para melho- rar a homogeneização, onde, por meio dela, se obtêm partículas menores, grãos mais finos. Muitas vezes é feita por processos antigos, porém os equipamentos
mais comuns utilizados são os moinhos de mandíbula e o de gaiola (MINEROPAR, 2007).
Nesse processo de tratamento como cita Bauer (2011), pode se realizar o que ele chama de apodreci- mento da argila, onde a argila é separada e levada para locais ao ar livre, revolvida sumariamente, passando assim por um período de descanso, para que ocorra a fermentação das partículas orgânicas (aumentando assim a plasticidade) e algumas correções com relação ao efeito das pressões sobre a argila. Sendo que certas porcelanas sofrem apodrecimento de até vários anos.
O tratamento da argila (ou simplesmente argila modificada) é comum em muitas áreas de comercia- lização industrial. Ummartyotina e colaboradores (2016) mostram a importância da etapa do tratamento da matéria-prima, eles citam os excelentes resultados demonstrados pela argila quanto à elevada resistência térmica e química, bem como uma elevada porosidade.
3.4 MOLDAGEM
De acordo com Ambrozewicz (2012) essa é a etapa onde se dá a forma definitiva à pasta. Sendo que os tipos de moldagem estão ligados à plasticidade e à quantidade de água adicionada.
Existem quatro processos básicos de moldagem, são eles:
a) Moldagem a seco ou semisseco (com 4 a 10% de água): é feita por prensagem. Nesse tipo de mol- dagem, a argila é moldada quase seca, mas então, para adquirir a forma desejada, ela deve passar por prensas específicas, tais como, a prensa me- cânica, hidráulica ou a isostática segundo o Guia Técnico Ambiental da Indústria de Cerâmica Bran- ca e de Revestimento. Essa moldagem é usada para produzir ladrilhos, azulejos, refratários, iso- ladores elétricos e para tijolos e telhas de superior qualidade (AMBROZEWICZ, 2012);
-ondas. No entanto, dá alto rendimento e pouca deformação. É usada para peças de precisão.
3.6 QUEIMA (COZIMENTO)
É talvez o processo mais importante para a fabricação de materiais cerâmicos, pois toda a água é eliminada nessa fase, ocorrendo mudanças químicas e estruturais na argila. Por isso, a marcha de aqueci- mento e resfriamento precisa ser controlada (de uma temperatura menor para uma maior, para evitar trin- camento e/ou deformidade do material) e diferencia- da para cada tipo de peça. De acordo com Ambrozewi- cz (2012), existem basicamente três fases de queima:
a) Desidratação (150 °C a 600 °C): complementa a secagem, onde se perde a água de capilaridade (água que se encontra entre as fendas do material);
b) Oxidação (600 °C a 950 °C): queima a matéria orgâ- nica e elimina o carvão e o enxofre, para evitar pos- síveis patologias e melhorar a qualidade do produto;
c) Vitrificação (950 °C a 1200 °C): a sílica (areia) se funde, formando pequenas quantidades de vidro, que aglutinam os demais elementos e fecham os poros dando resistência ao material, essa é a fase onde ocorrem mudanças químicas.
4 CONCLUSÃO
Diante da análise dos processos é possível perce- ber a importância de cada etapa (exploração, extra- ção, tratamento, moldagem, cozimento e secagem), pois cada uma delas pode influenciar nas caracterís- ticas dos materiais produzidos de maneira particular, caso sejam realizadas de forma despreocupada.
O intuito deste trabalho foi reunir, de um modo geral, informações sobre as etapas básicas que todos os tipos de materiais cerâmicos necessitam passar para assim se
formar, bem como determinar a potencialidade de uma região, quanto à possibilidade de existirem ocorrências favoráveis ou não para a exploração de jazidas.
REFERÊNCIAS
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**1. Mestranda em Saúde e Ambiente e Professora Assistente da Universidade Tiradentes – UNIT. E-mail: andreaquaranta@live.com
- Graduando em Engenharia Civil, Universidade Tiradentes – UNIT. E- -mail:rasecsotnas@hotmail.com
- Doutor em Engenharia de Processos e Professor Titular I da Universidade Tiradentes – UNIT. E-mail:diego.dmc@gmail.com**
Recebido em: 15 de Março de 2016 Avaliado em: 17 de Março de 2016 Aceito em: 2 de Abril de 2016
