8
XXIII Encontro Nacional de Tratamento de Minérios e Metalurgia Extrativa INFLUÊNCIA DO PH E DO TAMANHO DA PARTÍCULA NAS CARACTERÍSTICAS DO GESSO Carlos A.M. Baltar, Samuray, J.N. Oliveira & Jacqueline, M.M. Araújo Universidade Federal de Pernambuco, Departamento de Engenharia de Minas / CTG /UFPE. Rua Acadêmico Hélio Ramos s/n °, Cidade Universitária, CEP 50740-530, Re c ife- PE. E-mail: [email protected] RESUMO A gipsita 0 um sulfato de cúlcio diidratado que tem a propriedade peculiar de perd er c recuperar a água de cristalização. Durante o processo de calcinação o mim;ra l perde parte da úgua de cristalização assumindo a forma, hemidratada, conhecida como gesso. O hemidrato , cm contato com úgua, pode ser moldado c traba lhado antes de e ndurecer e adquir ir a consistência mec â- nica da forma cstúvcl rchidratada. A relação ág ua/ gesso é um parámctro de fundamental importância para as propri edades do produto. Para se conseguir a trabalhabilid adc desej ada , a quantidade de ág ua adicionada é sempre maior do que a cstc- quiomctricamcntc necess á ri a à completa rchidratação do gesso. No entant o, esse excesso deixa vazios na estrutura que di- minuem a resistência da peça Constitui-s e cm um desafio tecno lógico con seg uir-se a diminuiç ão da con- s istência da pasta sem perda da resistência me<.:á nica. Diversos ad iti vos têm sido suge ridos, ma s pouco se tem estudado sobre a influência de paràmct ros de processo como o pH da pasta c o ta manho das partículas. O trabalho teve por objctivo verificar a influência desses parâmetros na consistência e te mpo de pega da pasta. Foram feitas me- diçõe s do t ama nho médio das partículas, da cond uti vidade c do calor de hidrat ação do gesso. Utilizou-se um Aparelho de Vicat para a dch.:rm inaçào da consistência c tempo de pega da pasta. Os resultados mostraram uma tendência de aumento na con- sistência c de diminuição do tempo de p ega à medida que diminui o tama nho das partícul as . Isso se deve ao a umento da área superficial específica com o, conseqüe nte, aumento da veloci dade de hidrataçã o c dissolução do gesso. Por sua vez, a influência do pH ocorre cm meio bastante alcalino (acima de pH li) . PALAVRAS-CHAVE: gesso, hcmidrato ; taman ho de partícula: processo de hidratação; tempo de pega; consistência. ABSTRACT Gypsum a dchydratcd cale i um sulfate has a pec uliar charactcristic that consists in thc fa cility of dehydration and rehydration. During calcinations pro ccss gypsum loscs part of its crystallization water tran sfor ming into calei um sulfate hemihydratc, kno- wn as pi as ter of paris or stucco . The gypsum hcmihydrate, in contact with watcr. can bc moldcd and workcd bcfo re becoming hard and acquiring the mecha- nics propcrtics of thc rchydrat cd stablc form. Thc watcr/ stucco ratio is a vcry important paramcters for thc product cha- rac tcristics. For gctting thc aimcd fluidit y, thc amount of wa tcr added is always grcatcr than that is stequiomctrica ll y necessa ry tor thc co mplete rehidratation. Nc vcrthclcss, this cxccss res ults in voids in the structure that a tTects the mechanical strength of the rchydratcd product. A tcc hnologic challcn gcr is gctting a grcatcr tluidity ofthe gypsum plaster without loss of the mecha- nicai strcngth. A lot of additivcs havc becn suggcsted for this purposc, but th ere are fcw studics about the influcnce of pro- cess paramctcrs sue h as pH of thc plastcr and thc parti ele sizc. Thc aim of this pa pcr was to vc ri fy thcsc paramctcrs influenc in g in thc consistency and sctting time. lt wcre performed mcasure- ments of thc particlcs sizc. conductivity and gypsum plaster hydratation hcat. An Vicat apparatus was used for the gypsum pias- ter consistcncy and setting time measuremcnt s. Thc rcsults rcvcalcd a tcndency for consistency in crease and setting t im e decreasc with thc rcduction ofthc sizc particlcs. This rcsu lt is dueto thc incrcasc in the spec ifi c surface area that increascs the gyps um pias- ter hidratation and dissoluti on vclocity. Thc pl-1 intlucncc was on ly vcrificd in a very alkaline medi um (above pl-1 I I). KEY WORDS: gy psum plastcr, hcmih ydrat c, particlc size, hydra tation process , setting time , consiste nc y. 561

INFLUÊNCIA DO PH E DO TAMANHO DA PARTÍCULA NAS ...searchentmme.yang.art.br/download/2009/minerais_industriais/2062... · Baltar, Samuray, Oliveira & Araújo L INTRODUÇÃO As reservas

  • Upload
    doanbao

  • View
    216

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

XXIII Encontro Nacional de Tratamento de Minérios e Metalurgia Extrativa

INFLUÊNCIA DO PH E DO TAMANHO DA PARTÍCULA NAS CARACTERÍSTICAS DO GESSO

Carlos A.M. Baltar, Samuray, J.N. Oliveira & Jacqueline, M.M. Araújo

Universidade Federal de Pernambuco , Departamento de Engenharia de Minas/CTG /UFPE. Rua Acadêmico Hélio Ramos s/n °, Cidade Universitária, CEP 50740-530, Recife-PE. E-mail: [email protected]

RESUMO A gipsita 0 um sulfato de cúlcio diidratado que tem a propriedade peculiar de perder c recuperar a água de cristalização. Durante o processo de calcinação o mim;ral perde parte da úgua de cristalização assumindo a forma, hemidratada, conhecida como gesso.

O hemidrato, cm contato com úgua, pode ser moldado c traba lhado antes de endurecer e adquirir a consistência mecâ­

nica da forma cstúvcl rchidratada. A relação água/gesso é um parámctro de fundamental importância para as propriedades do

produto. Para se conseguir a trabalhabilidadc desej ada, a quantidade de água adicionada é sempre maior do que a cstc­

quiomctricamcntc necessári a à completa rchidratação do gesso. No entanto, esse excesso deixa vazios na estrutura que di­

minuem a resistência mecüni~.:a da peça endure~.:ida. Constitui-se cm um desafi o tecnológico conseguir-se a diminuição da con­

sistência da pasta sem perda da resistência me<.:á nica. Diversos ad iti vos têm s ido sugeridos , mas pouco se tem estudado sobre

a influência de paràmct ros de processo como o pH da pasta c o tamanho das partículas.

O trabalho teve por objctivo verificar a influência desses parâmetros na consistência e tempo de pega da pasta . Foram fe itas me­

dições do tamanho médio das partículas, da cond uti vidade c do ca lor de hidratação do gesso. Utilizou-se um Aparelho de Vicat para a dch.:rm inaçào da con sis tência c tempo de pega da pasta. Os resultados mostraram uma tendência de aumento na con­

sistência c de diminuição do tempo de pega à medida que diminui o tamanho das partículas . Isso se deve ao aumento

da área superficia l específi ca com o, conseqüente , aumento da ve locidade de hidra tação c disso lução do gesso. Por sua vez, a

influência do pH só ocorre cm meio bas tante a lca lino (acima de pH li).

PALAVRAS-CHAVE: gesso, hcmidrato; taman ho de partícul a: processo de hid ratação; tempo de pega; consi stência.

ABSTRACT Gypsum a dchydratcd cale i um sulfate has a peculiar charactcristic that consists in thc fac ility of dehydration and rehydration.

During calcinations proccss gypsum loscs part of its crysta llization water transforming into calei um sulfate hemihydratc , kno­

wn as pi as ter of paris or stucco.

The gypsum hcmihydrate, in contact with watcr. can bc moldcd and workcd bcfore becoming hard and acquiring the mecha­

nics propcrti cs of thc rchydratcd stablc form. Thc watcr/stucco ratio is a vcry important paramcters for thc product cha­

ractcristics. For gctting thc aimcd fluidit y, thc amount of watcr added is always grcatc r than that is stequiomctrica lly necessary

tor thc complete rehidratation. Ncvcrthclcss, this cxccss results in voids in the structure that a tTects the mechanica l strength of

the rchydra tcd product. A tcchnologic challcngcr is gctting a grcatcr tluidity ofthe gypsum plaster w ithout loss of the mecha­

nicai strcngth. A lot of additivcs havc becn suggcsted for this purposc, but there are fcw studics about the influcnce of pro­

cess paramctcrs sue h as pH of thc plastcr and thc parti ele sizc.

Thc aim of this papcr was to v c ri fy thcsc paramctcrs influencing in thc consistency and sctting time. lt wcre performed mcasure­ments o f thc particlcs sizc. conductivity and gypsum plaster hydratation hcat. An Vicat apparatus was used for the gypsum pias­

ter consistcncy and setting time measuremcnts. Thc rcsults rcvcalcd a tcndency for consistency increase and setting time decreasc

with thc rcduction ofthc sizc particlcs. This rcsu lt is dueto thc incrcasc in the specific surface area that increascs the gypsum pias­

ter hidratation and dissolution vclocity. Thc pl-1 intlucncc was on ly vcrificd in a very alkaline medi um (above pl-1 I I).

KEY WORDS: gypsum plastcr, hcmihydratc, particlc size, hydra ta tion process, setting time, consistency.

561

Baltar, Samuray, Oliveira & Araújo

L INTRODUÇÃO

As reservas de gipsita da região do Araripe, no Estado de Pernambuco, caracterizam-se pela excelente quali­dade do minério e pelas condições favoráveis de cxtração. A região é responsável por 89'% da produção nacio­nal de gipsita e 85% do gesso produzido no Brasil (Lyra Sobrinho ct ai., 200X).

O mineral gipsita é um sulfato de cálcio diidratado (CaS04.2Hp), que apresenta um amplo c diversificado

leque de aplicações industriais, podendo ser utilizada nas formas natural ou calcinada. A forma natural é bastan­te usada na agricultura e na indústria de cimento (Saltar c outros, 2004a). Enquanto a ti.mna calcinada, conhecida como gesso, é empregada na construção civil, ortopedia, odontologia, indústria ccrámica, produção de vidro, in­dústria farmacêutica, carga mineral para diversos produtos c confecção de peças decorativas, entre outros.

A gipsita tem a propriedade peculiar de perder c recuperar a água de cristalização. No processo de calcinação, a uma temperatura entre 125 oc e 180 oc, a gipsita perde parte da água de cristalização c assume a forma de sul­

fato de cálcio hcmidratado (gesso).

caso •. 2Hp (gipsita)

-------125-IXO °C

caso • .Y,H/) (gesso)

(I)

A calcinação da gipsita pode ocorrer cm fornos sob pressão atmosférica ou cm autoclavcs. obtendo-se os ti­pos conhecidos como gesso (3 c gesso a, respectivamente. No pólo gcssciro de Pernambuco há cerca de 400 fornos em atividadc para a produção do gesso (3, predominando os tipos panela, marmita vertical , marmita horizontal c o rotativo de queima indireta (Saltar e outros, 2004-b ). Em geral, os ti.lfllOS são ntbricados na própria região (Saltar e outros, 2005). Por sua vez, a produção do gesso a é obtida cm autoclavcs onde a modificação da es­trutura cristalina do gesso proporciona um produto mais homogênco c menos poroso ( Phillips, 1986) o que re­sulta cm um produto com maior resistência mecânica c menor consistência. Em geral, a moagem é realizada após o processo de calcinação. A qualidade do gesso depende da pureza do minério, do processo de calcinação (tipo de forno, tempo c temperatura), e da granulometria do produto moído.

O gesso, quando é misturado com água, passa por um processo de rchidratação que ocorre cm três etapas: dis­solução do hcmidrato, nuclcação c recristalização. Durante esse processo, a pasta pode ser moldada c trabalhada antes de endurecer c adquirir a consistência mecânica da forma cstúvcl rchidratada. Para possibilitar a trabalhabi­lidadc da pasta, obtida a partir da mistura água/gesso, a quantidade de água adicionada é sempre maior do que a quantidade estequiométrica necessária à rchidratação do gesso. O excesso é evaporado durante a rcação exotérmi­ca de rchidratação deixando vazios na estrutura que diminuem a resistência mecânica da peça endurecida.

O grande desafio da tecnologia do gesso consiste na busca de uma mistura que concilie características anta­gônicas: fluidez da pasta, tempo de pega adequado e boa resistência mccünica da peça endurecida. A fluidez está relacionada com a trabalhabilidadc e aumenta com a relação úgua/gcsso ·· o aumento dessa relação diminui a consistência da pasta, facilitando a moldagem. Por outro lado, a resistência mecânica da peça endurecida diminui com a relação água/gesso. Aditivos costumam ser utilizados para possibilitar o controle do processo de rchidrata­ção do gesso proporcionando produtos com as características exigidas pelo mercado consumidor (Saltar c outros, 2006). No entanto, pouco se sabe sobre a influência de fatores operacionais importantes como tamanho das partí­

culas e qualidade da água usada na mistura. O trabalho teve por objctivo verificar a influência do tamanho médio das partículas c pH da pasta nos fenôme­

nos que ocorrem durante os processos de hidratação c recristalização do gesso, de modo a contribuir para um me­lhor entendimento do processo e controle das características do produto. Os resultados foram avaliados cm ter­mos de consistência c tempo de pega da pasta. Para subsidiar essa avaliação foram realizadas determinações de

condutividade, calor de hidratação c distribuição de tamanho das partículas do hcmidrato . Os resultados mostraram que a presença de partículas ultrafinas aumenta a consistência c diminui o tempo de

pega da pasta, sugerindo a necessidade de um melhor controle da moagem. Em relação ao pH da pasta, o efeito só

foi significativo em ambientes excessivamente alcalinos.

2. REVISÃO DA LITERATURA

A quantidade de água adicionada ao gesso para a formação da pasta com a fluidez adequada é sempre maior do que a necessária para completar a hidratação do hcmidrato. O excesso atua de forma antagónica aumentan­do a fluidez (favorável à trabalhabilidadc) c diminuindo a resistência mecânica da peça endurecida. Constitui­se cm um desafio conseguir a diminuição da consistência da pasta sem reduzir a resistência mccúnica da for­

ma endurecida. A grande maioria das publicações, sobre o tema , está relacionada ao uso de diversos aditivos como for­

ma de controlar o processo de rehidratação do gesso: úc idos carbox í I i c os ( Badcns c outros. 1999); I igno-

562

XXIII Encontro Nacional de Tratamento de Minérios e Metalurgia Extrativa

sulfonatos (Aisadi e outros, 1996); polissacarídeos (Baltar, 2009), bórax (Philips, 1986), fosfato de cál­cio (Singh e Garg, 1997), lignosulfonatos (Aisadi e outros, 1996), caseína e gelatina (Hincapie c Cincotto, 1997), entre outros. No entanto, há uma considerável escassez de informações sobre a influência de parâ­metros operacionais.

No contato, com a água, as partículas grandes do hcmidrato se desintegram dando origem a pequenas partí­culas. O grau de desintegração aumenta com a agitação mecânica e diminui com o envelhecimento do gesso. Lu­ckevich e Kuntze ( 1984) sugerem a existência de uma relação entre a demanda de água para a formação da pasta e o grau de desintegração do hemidrato. Os autores determinaram a distribuição de tamanhos das partículas e a consistência da pasta para inferir os dados relacionados ao fator de desintegração e a demanda por água, respecti­vamente. Foi observado que outros fatores tais como a forma da partícula e as características superficiais do bemi­drato também influenciam a demanda de água.

Em meio à escassez de publicações relacionadas à influência de fatores operacionais, possivelmente, a maior quantidade de estudos envolve o efeito da umidade annosférica nas propriedades do gesso. A consistência da pas­ta e o tempo de pega são bastante afetados pelas condições de armazenagem do gesso. Em contato com a at­mosfera, o hemidrato absorve wnidade e comporta-se de forma diferente durante o processo de rehidrataçào. A consistência da pasta diminui, rapidamente, quando a quantidade de vapor d'água adsorvida awnenta até o limite de I ,2% (umidade relativa de 65%). O tempo de pega, por sua vez, aumenta até o limite de 1,3% de vapor d'água adsorvido pelo bemidrato (Kuntze, 1967). No entanto, valores maiores de umidade resulta na presença de água Lí­quida, originada da adsorçào de multicamadas de moléculas de vapor d'água, que inicia um processo de pré-nu­cleação diminuindo o tempo de pega.

O efeito do pH da água adicionada ao gesso no desempenho de aditivos, usados como retardadores do tem­po de pega, foi estudado por Sing e Garg (1997). Os autores observaram uma maior eficiência dos retardadores de pega em meio alcalino, especialmente, acima de pH 10. Por sua vez, a influência da distribuição granulométrica do gesso é citada por Phi lips ( 1986) quando analisa os fatores que poderiam inAuenciar o tempo de pega da pas­ta de gesso.

3. EXPERIMENTAL

3.1 Material

Amostra: Utilizou-se um gesso alfa comercial produzido, e fornecido, pela Mincradora São Jorge. Reagentes: O pH da água utiüzada para a formação da pasta foi regulado com ácido clorídrico (HCI) ou hi­

dróxido de sódio (NaOH). Equipamentos: Os principais equipamentos utilizados no estudo foram: (1) Aparelho modificado de Vi­

cal, fabricado pela Solotest (Figura 1- A e B); (2) Moinho de Bolas, de Porcelana; (3) Sistema Pscudo-adiabáti­co, com termopar acoplado (Figura 1 -C); ( 4) Granulômetro a laser, modelo MASTERSIZER 2000, fabricado pela Malvern: (5) Agitador Mecânico, lKA, modelo Eurostar, dotado de microprocessador para possibilitar a uma agi­tação a velocidade constante: (6) Condutivímetro e (7) pHmctro.

Figura 1 -Aparelho de Vicat modificado: (A) com sonda cônica para a detcmlim1ç1!o da consistência da pasta; (B) com agulha para a detem1inação do tempo de pega e (C) Calorímetro pseudo-adiabático para

acompanhamento da variação do calor de hidratação do gesso.

563

Baltar, Samuray, Oliveira & Araújo

3.2 Metodologia

Annazenagem: Durante todo o período da pesquisa, a amostra de gesso foi mantida cm saco de plástico fe­chado c guardado em tonel tampado. As alíquotas retiradas, para uma sé rie de testes, eram colocadas cm saco de plástico colocado em depósito de plástico devidamente lacrado. Esse cuidado foi ncccssúrio para se minimizar o efeito da umidade do ambien te.

Moagem: alíquotas com um quilograma da amostra fóram moídas, por tempo variado (5. I O. 15 , 20, 25 c 30 mi­nutos), resultando em diferentes tamanhos de partículas. Utilizou-se um moinho de porcelana com carga de bolas constante. O produto de cada moagem foi analisado cm granulômctro a laser para a determinação do tamanho médio e da di stribuição granulométrica. A Tabela I relaciona o tempo de moagem com o tamanho médio do produto.

Determinação de Consistência e Tempo de Pega: Preparou-se uma mistura com 300g de gesso c 21 Oml de água que foi agitada, por um período de 2 minutos, a uma velocidade de 400 rpm . Em seguida a pasta foi trans­ferida para um molde tronco cônico, com di âmetros internos 60 c 70 milímetros, que fni fi xado cm uma base de vidro c levou-se para o Aparelho modificado de Vicat (Figuras 1-A ), previamente zcrado. A sonda cónica foi co­locada na superfície da pasta na parte central do molde. No momento cm que tocou a superfície da pasta . a son­da cônica foi solta iniciando a penetração. Ao cessar. a penetração da sonda, fez-se a leitura da profundidade . Em seguida, procedeu-se a alteração do aparelho com a substituição da sonda cónica pela agulha (Figura 1-8). O ensaio para a determinação do tempo de pega consistiu cm fa zer penetrações cm vúrios pontos mais próximos do centro, e determinou-se o fim da pega quando a agulha cfctuou penetrações menores do que 5mm. Os resul­tados dos ensaios de consistência c tempo de pega foram obtidos pela média de três ensaios realizados.

Tabela I - Relação entre o tamanho médio das partículas c o t..:mro de moagem.

TEM PO DE MOAGEM, minutos TAMANHO MI~ DIO, pm o 20.X 5 -

lO 11,5

15 -

20 IO,X55

25 -

30 IO.X

60 9,5

Determinação do Calor de Hidratação: O calor de hidratação do gesso foi medido sob condições pscudo-adiabá­ticas. O ensaio foi realizado a partir de uma mistura, formada por I OOg de gesso c 70 mi de água, submetida a uma agitação a 400 rpm por 2 minutos. Em seguida, a mistura foi transferida para um recipiente no interior de uma garrafa de isopor para o isolamento do meio externo (Figura 1-C). Para registrar o aumento de temperatura do gesso, duran­te a hidratação, usou-se um tcnnopar que foi ligado a um termómetro digital com graduação de O, I 0 C. Registrou-se a leitura da elevação de temperatura cm função do tempo, obtendo-se as curvas de evolução de hidratação.

Determinação de Condutividade: Usou-se um condutivímctro com constante da célula igual a 0,4 75cm -I . Para a realização do ensaio 25g de gesso foram adicionados a 500ml de água. A mistura foi mantida cm agitação a 400rpm durante todo o ensaio. A primeira leitura foi feita após I minuto da adição do gesso, depois de 4 minutos foi feita uma segunda leitura, postcrionncntc, as leituras passaram a ser feitas a cada 5 minutos.

4. RESULTADOS E DISCUSSÃO

Estudou-se a influencia da granulomctria do gesso e do pH da água adicionada ao hcmidrato na consistência e tempo de pega da pasta. Os resultados são apresentados nas Figuras 2 a 7.

4.1 Influência do Tamanho das Partículas

Para se obter amostras de gesso com diferentes granulometrias reali zaram-se moagens variando-se o tempo da operação (de 5 a 30 minutos). Com cada um dos produtos obtidos foram realizados ensaios de consistência, tem­po de pega e obtidas curvas de condutividade c de calor de hidratação. Os resultados foram comparados com os obtidos com a amostra original de gesso (sem moagem).

A Figura 2 apresenta a influência do tempo de moagem (tamanho médio das partículas) na profundidade de penetração da sonda e no tempo de pega da pasta. A profundidade de penetração está relacionada com a tl1cilidadc de manuseio da pasta (trabalhabilidade), diminuindo com o aumento da consistência da pasta. O tempo de pega é o tempo necessário para a completa rehidratação do gesso.

564

XXIII Encontro Nacional de Tratamento de Minérios e Metalurgia Extrativa

Os resultados mostram que tanto a profundidade de penetração da sonda cónica quanto o tempo de pega, da pasta de gesso, diminuem ú medida que diminui o tamanho médio das partículas, ou seja, a consistência e o tem­po ncccssúrio para o endurecimento da pasta aumentam como aumento da área da superfície específica do gesso, provave lmente, devido ao aumento das taxas de hidratação c dissolução do hcmidrato .

20 10

18 9 c E 16 8 E E 14 7 lll'

õ 12 Ull

~ 10

6 Cl Ql

5 o. Ql ...

8 .. Ql

4 'ti o c 6

Ql o. 4

3 Q.

2 E Ql

2 1 t-

o o o 5 10 15 20 25 30

Tempo de moagem, min

-o- Penetração --Tempo de Pega

Figura 2- lnrluêneia do tempo de moagem na profundidade de penet ração da sonda cônica c tempo de pega da pasta de gesso.

O efeito da granulomctria do gesso, no tempo de pega, foi observado traçando-se curvas "condutividade x tempo" para cada produto de moagem. Os resultados são apresentados na Figura 3. É possível se identificar três estágios que correspondem ús etapas do processo de rchidratação (dissolução do hemidrato, nucleação c cristaliza­ção). O primeiro estágio de cada curva, os va lores elevados de condutividade sugerem uma saturação da solução por íons cúlcio c sulfato disso lvidos do hcmidrato. O segundo estágio corresponde à formação de núcleos de dii­drato (CaS0 •. 2H/)) com conseqüente redução da condutividade. Finalmente, as curvas mostram uma estabiliza­ção da condutividade indicando o término da etapa de crista li zação.

Observa-se, na Figura 3, que a curva correspondente ú amostra origina l (maior granulomctria) apresenta uma maior conduti vidade no intervalo entre 5 c 30 minutos que corresponde à etapa de nucleaçào. Para cada ins­tante. nesse intervalo de tempo, a conduti vidade diminui com o tamanho das partículas, ou seja, nos sistemas com as partículas pequenas a nuclcação é ma is rúpida, diminuindo o tempo de pega.

A evolução do processo de hidratação foi, também, acompanhada pela determinação da variação da tempera­tura com o te mpo cm um sistema de calorimctria pscudo-adiabática (Figura 4). Considerando-se que a hidratação do gesso é um processo exotérmico, uma maior variação de temperatura. cm um mesmo período de tempo, indica uma maior velocidade do processo de hidra taç<lo do hemidrato .

Os resultados mostram que a diminuição do tamanho médio das partícul as provoca um deslocamento da cur­va para esquerda, sugerindo uma elevação mais rápida da temperatura, ou seja, um aumento na velocidade da re­ação de hidratação. As partículas menores necessitam de menos tempo para atingirem a temperatura máx ima que corresponde à conc lusão da hidratação (final da pega) .

O aumento do tempo de pega provocado pelo aumento do tempo de moagem está de acordo com a ob­servação de Ph i I ips ( 19X6) de que o tempo para o endureci mcnto da pasta aumenta à medida que diminui o tama­nho das partículas, principalmente, se o gesso for triturado.

565

Baltar, Samuray, Oliveira & Araújo

E u

....... (/)

E cU ~ RI ~ ·s; :;:; ::I ~ r: o u

6~---------------------------------------------------,

s

4

3

2

o o lO

Tempo de Moagem

-fr-10 min

~20 min

-o- 30 min

-----Sem rroagem

20 30 -40 Tempo, min

50

Figura 3 - Monitoramento dos processos de dissolução. nuclcaçào c cristalização através de curvas de variação de condutividade da pasta com o tempo.

I ~ 30

u o 25 ...... RI ... ::I 20 .... f III c.

15 E III 1-o 10 ~Gesso Sem Moagem

IR! U> -o- Gesso 10 min Moagem RI ·;:

5 -fr- Gesso 20 min Moagem RI ... RI -o- Gesso 30 min Moagem > o

o 5 10 15 20 25 30

Tempo (min) L ___ __ -------·----·- -----· --··· ····-· --- . ---- ----. ---·· ---

Figura 4 - Curvas de calor de hidratação. em função do tempo. para amostras de gesso com di fcrcntcs granulomctrias.

4.2 Influência do pH

Verificou-se a influência do pH da pasta mantendo-se a mistura sob uma agitação constante de 150 rpm duran­te um período de 3 minutos. O pH foi regulado com ácido clorídrico (HCI) ou hidróxido de sódio (NaOH). con­fonne o caso. Os resultados são mostrados na Figura 5.

Observa-se que a influência do pH, tanto na consistência da pasta quanto no tempo de pega, só ocorre em meio extremamente alcalino (acima de pH 11 ). É possível que a maior dispersão das partículas, nessa faixa de pH, fa­voreça as etapas de hidratação e dissolução, do hemidrato, contribuindo para o aumento da consistência da pasta e para a aceleração do processo de endurecimento.

566

XXIII Encontro Nacional de Tratamento de Minérios e Metalurgia Extrativa

30 ------- -- - - 10 .E

E 25 8 E E

~ ~

~ ...

20 ~ lU õ C'l

liU 6 QJ \)I 15 o. lU QJ ...

4 'tJ .. QJ 10 o c: c. QJ

2 E o. 5 QJ 1-

o o 3 4 6 8 10 12

pH

i-o- Penetração, mm --a- Temp~ de P~ga , ~~~--

Figura 5 -- lntlucJH.:ia do pH da pasta no tempo de pega para uma mostra de gesso com tamanho médio de 20,8 11m.

5. CONCLUSÃO

No estudo realizado, procuraram-se identificar a influência de parâmetros físicos como o pH da pasta formada pela mistura água-gesso e o tamanho da partícula de gesso na consistência c tempo de pega da pasta.

A redução de tamanho das partículas de gesso afcta, negativamente, o processo, aumentando a consistência da pasta c diminuindo o tempo de pega. Isso significa que um melhor controle granulométrico do gesso, evitando-se uma moagem exagerada. pode melhorar as condições de trabalhabilidade da pasta.

O pH da pasta não afeta. significativamente, as características do produto, exceto cm meio bastante alcalino (pH > li) quando passa a aumentar a consistência e diminuir o tempo de pega da pasta .

6. AGRADECIMENTO

Os autores agradecem ao CNPq pelo auxílio financeiro (Edital Universal, 2004 - processo 471445/2004-5) e pelas bolsas DTI e IC que possibilitaram a reali zação da pesquisa e à Mineradora São Jorge pelo fornecimen­to da amostra c interesse demonstrado no resultado do trabalho.

7. REFERÊNCIAS

Alsadi , S. ; Combe, E. C. ; Chcng, Y-S. Propcrtics of gypsum with thc addition of gum arabic and calcium hydroxi­dc. Journal Prosthctic Dcntistry, 7ó:5, p.530-534, 1996.

Badens, E.; Yecslcr. S.; Boistclle, R. Crystallization of gipsum from hemihydrate in presence of additives. Jour­nal of Crysta l Growth, 19X-199, p.704-709, 1999.

Baltar, C.A.M.: Bastos. F.F.; Luz, A.B. Diagnóstico do pólo gcssciro de Pernambuco (Brasil) com ênfase na pro­dução de gipsita para a t~1bricação de cimento. Anais das .Jornadas lbcroamericanas de Materiales de Construc­ción, CYTED, Tegucigalpa. Honduras, 2004-a.

Baltar, C.A.M. ; Bastos, F.F.c Borges, L.E.P. Variedades mineralógicas e processos utilizados na produção dos di­ferentes tipos de gesso. Anais do Encontro Nacional de Tratamento de Minérios e Metalurgia Extrativa, v. I, p. 769-776, Florianópolis, 2004-b.

Baltar, C.A.M. ; Bastos, F.F.; Luz, A.B. Gipsita . ln .: Rochas e Minerais Industriais. Luz, A.B.; Lins, F.F. (editores). CETEM/MCT, p.449-470, 2005.

Baltar, C.A .M .; Bastos, F.F.: Luz, A.B. Mincría y calcinación cm el polo yescro de Pernambuco (Brasil).

Boletin Geológico y Minero, 117:4, p.ó95-702, 2006. Baltar, L.M. Influência de polissacarídcos nas propriedades físicas do gesso alfa. Disse1iação de Mestrado. Univer­

sidade Federal de Pernambuco, 97p. , 2009. Hincapie, A.M.: Cincotto, M.A. Efeito de retardadores de pega no mecanismo de hidratação e na microestru­

tura do gesso de construção. Ambiente Construído, I :2, p. 7-1 6, 1997. Kuntze, R.A. Thc aging of gypsum plastcr. Materiais Rcscarch & Standards, 7:8, p.350-352, 1967.

567

Baltar, Samuray, Oliveira & Araújo

Lyra Sobrinho, A.C.P.; Amaral , A.J .R.; Dantas, J.O.C. Gipsita. ln: Anuário Mineral Brasileiro. DNPM - Departa­mento da Produção Mineral, 2p., 200X.

Luckevich, L.M.; Kuntze, R.A. The rclationship between water demand and particle size distribution of stucco. ln .: The Chemistry and Technology of Gypsum . Kuntze. R.A. (editor). American Society for Testing and Materiais, p.X4-96, 19X4.

Philips, R. W. Materiais Dentários. Editora Guanabara. X a edição. Capítulo 4. p.45-56. 19X6. Singh, M.; Garg, M. Retarding action of various chemicals on setting and hardening charatteristics of gipsum

plaster at different pH . Cemcnt and Concretc Rescarch, 27:6, p.947-950, 1997.

568