Análise de desempenho de placas cerâmicas porosas obtidas com resíduo de vidro e lama de cal para aplicação em fachadas ventiladas

Pizzatto, F. O.; Pizzatto, S. M. S.; Arcaro, S.; Montedo, O. R. K.; Junca, E.

doi:10.1590/0366-69132021673843037

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Articles • Cerâmica 67 (384) • Oct-Dec 2021 • https://doi.org/10.1590/0366-69132021673843037 copiar

Análise de desempenho de placas cerâmicas porosas obtidas com resíduo de vidro e lama de cal para aplicação em fachadas ventiladas

Performance analysis of porous ceramic plates obtained with glass residue and lime mud for application on ventilated facades

Autoria SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

Resumo

Desenvolveu-se uma placa cerâmica porosa utilizando resíduo de vidro e lama de cal e simulou-se a aplicação em fachada ventilada. O resíduo de vidro foi usado como substituto total (100%) do feldspato. A lama de cal foi usada como material porogênico. Foi realizado um planejamento experimental com variações de 20% a 40% de lama de cal e temperatura de queima entre 860 e 1020 °C. As placas obtidas foram submetidas a testes de tensão da ruptura à flexão e porosidade total. Na melhor condição experimental, a placa contendo 40% de lama de cal queimada a 1020 °C apresentou tensão de ruptura à flexão de 7,25 MPa, porosidade total de 37,5% e absorção de água de 21,8%. No ensaio de desempenho quanto ao isolamento térmico das placas, esta amostra apresentou melhor desempenho térmico em relação à amostra comercial avaliada.

Palavras-chave:
cerâmicas porosas; lama de cal; resíduo de vidro; fachada ventilada

Tabela I Formulação (% em massa) das composições F20, F30 e F40.

Formulação	F20	F30	F40
Argila	37,50	34,61	32,14
Quartzo	2,50	2,30	2,15
Caulim	10,00	9,23	8,57
Vidro	33,33	30,78	28,57
Lama de cal	16,67	23,08	28,57
Total	100,00	100,00	100,00

Tabela II Nomenclatura das composições cerâmicas estudadas.

Corrida	1	2	3	4	5	6
Formulação	F20T860	F40T860	F20T1020	F40T1020	F30T940	F30T940

Tabela III Composição química (% em massa) das matérias-primas comerciais e resíduos utilizados na confecção das placas cerâmicas porosas.

Óxido	Resíduos			Matérias-primas comerciais
Óxido	Lama de cal	Vidro	Caulim	Argila	Quartzo
Al₂O₃	0,28	0,97	38,45	19,82	0,66
CaO	52,47	8,46	<0,05	0,08	<0,05
Fe₂O₃	0,16	0,42	0,35	1,66	0,07
K₂O	0,11	0,27	0,74	0,75	0,05
MgO	0,52	3,86	<0,05	0,37	0,07
MnO	<0,05	<0,05	<0,05	<0,05	<0,05
Na₂O	2,00	12,53	<0,05	0,11	<0,05
P₂O₅	0,78	<0,05	0,05	<0,05	<0,05
SiO₂	1,35	71,04	47,21	68,77	98,89
TiO₂	<0,05	<0,05	<0,05	1,37	0,07
PbO	0	0,15	0	0	0
SrO	0	0,08	0	0	0
Perda ao fogo	42,28	2,01	13,10	7,03	0,16

Tabela IV Composição química a verde das formulações F20, F30 e F40 (% em massa).

Óxido	F20	F30	F40
Al₂O₃	11,0	11,8	11,0
CaO	18,5	23,8	28,6
Fe₂O₃	0,9	0,9	0,8
K₂O	0,5	0,5	0,5
MgO	1,7	1,5	1,4
Na₂O	5,6	5,0	5,0
PbO	0,1	0,0	0,0
SiO₂	61,1	56,0	52,2
TiO₂	0,6	0,5	0,5
Perda ao fogo	10,8	13,5	15,4

Tabela V Resultados de densidade aparente (ϱap), porosidade (εt) e tensão de ruptura à flexão (TRF) em relação ao teor de lama de cal e à temperatura de sinterização (TS).

Teor de lama de cal	T_S=860 °C			T_S=940 °C			T_S=1020 °C
Teor de lama de cal	ϱ_ap (g/cm³)	ε_t (%)	TRF (MPa)	ϱ_ap (g/cm³)	ε_t (%)	TRF (MPa)	ϱ_ap (g/cm³)	ε_t (%)	TRF (MPa)
20%	1,74±0,03	32,2±1,2	5,2±2,1	-	-	-	1,76±0,01	32,5±0,5	11,4±2,0
30%	-	-	-	1,68±0,01	35,6±0,3	5,8±1,3	-	-	-
30%	-	-	-	1,67±0,02	36,9±0,8	6,6±1,1	-	-	-
40%	1,50±0,05	40,9 ±1,9	0,3±0,6	-	-	-	1,59±0,02	39,7±1,5	8,6±1,9

Tabela VI Resultados da análise de variância para a porosidade e tensão de ruptura à flexão.

Fator	Porosidade					Tensão de ruptura à flexão
Fator	SS	df	MS	F	p	SS	df	MS	F	p
1-Teor de lama de cal	62,750	1	62,750	129,595	0,0015	15,132	1	15,132	84,810	0,0116
2-Temperatura de queima	0,152	1	0,152	0,315	0,6139	53,173	1	53,173	298,016	0,0033
1 em relação a 2						1,100	1	1,100	6,167	0,1310
Erro	1,453	3	0,484			0,357	2	0,178
Total SS	64,355	5				69,763	5

Tabela VII Resultados de ΔT no T2, T4 e T5 em função da temperatura T1.

Ensaio	Distância (cm)	T1 (°C)	T2 (°C)	T3 (°C)	T4 (°C)	T5 (°C)	ΔT2 (°C)	ΔT4 (°C)	ΔT5 (°C)
FT	-	83,5	-	-	67,3	34,6	-	16,2	48,9
FV: comercial	5	80,4	57,2	20,7	26,2	24,2	23,2	54,2	56,2
	7,5	80,4	58,0	20,1	25,3	24,8	22,4	55,1	55,6
	10	81,1	57,4	20,2	25,2	24,9	23,7	55,8	56,1
FV: F40T1020	5	80,6	56,3	23,3	26,5	20,3	24,4	54,3	60,4
	7,5	83,5	60,7	24,2	27,2	22,1	22,8	56,3	61,4
	10	85,4	61,3	21,0	28,5	22,1	24,2	56,9	63,3

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