UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE CENTRO .aplicando Planejamento Experimental. In: 51º CONGRESSO

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  • UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE

    CENTRO DE CINCIAS E TECNOLOGIA PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM CINCIA E

    ENGENHARIA DE MATERIAIS

    USO DA TCNICA DE PLANEJAMENTO EXPERIMENTAL PARA OTIMIZAO DE MASSA CERMICA ALTERNATIVA PARA

    REVESTIMENTOS

    Ana Maria Gonalves Duarte Mendona

    Campina Grande

    Dezembro/2007

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  • UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE CENTRO DE CINCIAS E TECNOLOGIA

    PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM CINCIA E ENGENHARIA DE MATERIAIS

    USO DA TCNICA DE PLANEJAMENTO EXPERIMENTAL PARA OTIMIZAO DE MASSA CERMICA ALTERNATIVA PARA

    REVESTIMENTOS

    Ana Maria Gonalves Duarte Mendona

    Dissertao apresentada ao Programa de

    Ps-Graduao em Cincia e Engenharia

    de Materiais como requisito parcial

    obteno do ttulo de MESTRE EM

    CINCIA E ENGENHARIA DE

    MATERIAIS.

    Orientador: Dr. Lisiane Navarro de Lima Santana

    Co-orientador: Dr. Gelmires de Arajo Neves

    Campina Grande

    Dezembro/2007

  • FICHA CATALOGRFICA ELABORADA PELA BIBLIOTECA CENTRAL DA UFCG

    M539u

    2007 Mendona, Ana Maria Gonalves Duarte. Uso da tcnica de planejamento experimental para otimizao de

    massa cermica alternativa para revestimentos / Ana Maria Gonalves Duarte Mendona. Campina Grande: 2007.

    64f.: il. col.

    Dissertao (Mestrado em Engenharia de Materiais) - Universidade Federal de Campina Grande, Centro de Cincias e Tecnologia.

    Referncias. Orientadores : Dr. Lisiane Navarro de Lima Santana, Dr. Gelmires de

    Arajo Neves.

    1. Resduos. 2. Reciclagem. 3. Revestimentos. I. Ttulo.

    CDU 666.32/.36(043)

  • A Deus pela proteo, coragem e fora;

    Ao meu filho Emanuel, ao meu pai Manoel

    Duarte, a minha me, a meus irmos e a

    minha amiga Aluska.

    Dedico.

  • VITAE DA CANDIDATA

    Licenciatura Plena em Qumica Universidade Estadual da Paraba - UEPB

    (2000).

  • AGRADECIMENTOS

    Em especial ao nosso Deus, pela proteo em todos os momentos, pela sade e coragem e principalmente por permitir alcanar meus ideais e ajudar-

    me a suportar as provaes e superar as dificuldades da vida.

    Ao meu filho Emanuel, pelo amor e carinho que inocentemente me

    acolhia quando o cansao da luta diria e os obstculos eram transparecidos, e

    acima de tudo por compreender as minhas ausncias... Amo-te infinitamente!

    Ao meu amado e querido pai, Manoel Duarte, pelo amor, pela confiana,

    pelo incentivo e por acreditar em meu potencial... s a pessoa mais especial de

    minha vida!

    A minha me, Doralice e aos meus irmos por compreender as faltas e

    ausncias nos momentos aos quais deveramos estar juntos.

    Aos professores/orientadores Dr Lisiane Navarro, Dr. Gelmires Neves, e

    ao PhD Romualdo Menezes, pela pacincia, amizade e compreenso.

    Aos alunos de Iniciao Cientfica Danbia e Henry pelo

    desenvolvimento da parte experimental possibilitando a realizao deste

    trabalho.

    Ao Coordenador do Programa do Programa de Ps-Graduao em

    Cincias e Engenharia de Materiais, Sr. Toms Jferson, pelo incentivo,

    ateno, respeito e reconhecimento do esforo em busca do alcance dos meus

    objetivos.

    Ao professor Flvio Luiz Honorato, pela amizade e apoio durante a

    realizao deste trabalho.

    Aos professores do Programa de Ps-Graduao em Cincias e

    Engenharia de Materiais, em especial a Prof. Dr. Crislene, pelos

    conhecimentos adquiridos e pela contribuio direta para o sucesso de minha

    carreira acadmica.

  • RESUMO

    O volume de resduos gerado pela minerao e o beneficiamento mineral

    vm se intensificando a cada dia, em virtude do aumento da demanda

    causado pelo crescimento da economia mundial. As indstrias do

    beneficiamento do caulim e da serragem do granito so importantes

    segmentos econmicos do Estado da Paraba, entretanto produzem

    enormes quantidades de resduos. Assim, este trabalho tem como

    objetivo avaliar a potencialidade do uso conjunto dos resduos do

    beneficiamento do caulim e da serragem do granito para a produo de

    revestimentos cermicos. Utilizando o planejamento experimental foram

    formuladas composies com as matrias-primas em determinadas

    propores e confeccionados corpos de prova por prensagem uniaxial. Os

    corpos de prova foram queimados e, em seguida, determinou-se

    absoro de gua, a retrao linear e o mdulo de ruptura flexo.

    Foram ajustados modelos matemticos de regresso relacionando a

    estas propriedades fsico-mecnicas com as propores das matrias-

    primas. Os resultados mostraram que o procedimento de planejamento

    experimental utilizado permite maximizar a quantidade de resduo

    incorporado s formulaes para revestimentos cermicos, sendo

    possvel a incorporao de teores de resduos de at 40% em

    composies para a produo de revestimentos cermicos.

    Palavras-chave: resduos, reciclagem, revestimentos

  • ABSTRACT

    The amount of wastes generated by the miner and mineral processing

    industries has increasing day by day due to the high demand cause by the

    global economy grow up. The processing kaolin ad sawing granite

    industries are important economic segments in the state of Paraba, but

    generate high amounts of wastes. Thus, this work has as aim the

    evaluation of granite sawing waste and kaolin processing waste use

    together for the production of ceramic tiles. Based on the raw materials,

    specific formulations were developed using the experimental design. The

    raw materials were mixed and sample bodies were produced by uniaxial

    pressing. The sample bodies were fired and characterized in terms of

    water absorption, shrinkage and mechanical strength after firing.

    Regression models were adjusted relating the physical-mechanical

    properties with the amount of raw materials. The results showed that the

    experimental design methodology maximizes the content of wastes

    incorporated in ceramic bricks and tiles formulations. Formulations

    containing up to 40% of waste can be used for the production of ceramic

    tiles.

    Keywords: wastes, recycling, ceramic tiles

    PUBLICAES

  • COSTA, D. L.; MENDONA, A.M.G.D.; MENEZES, R.R.; FERREIRA, H. C.

    Otimizao de Massas Cermicas contendo Resduos de Caulim e Granito

    aplicando Planejamento Experimental. In: 51 CONGRESSO BRASILEIRO DE

    CERMICA. Salvador-BA, Junho, 2007.

    COSTA, D. L.; MENEZES, R.R.; NEVES, G.A.; SANTANA, L.N.L.; LIRA, H.L.;

    MENDONA, A.M.G.D. Reciclagem de Resduos Minerais visando sua

    aplicao em Massas Cermicas para Revestimento. In: 1 Simpsio

    Nordestino sobre Resduos Slidos Gesto e Tecnologias de Reciclagem.

    Campina Grande-PB, Maro, 2007.

  • SUMRIO

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    1. INTRODUO ........................................................................................ 1.1.OBJETIVOS .......................................................................................... 1.1.1. Objetivo Geral....................................................................................

    1.1.2. Objetivos Especficos.........................................................................

    2. FUNDAMENTAO TERICA............................................................... 2.1. Revestimento Cermico........................................................................

    2.2.1. A Industria de Revestimento Cermico..............................................

    2.2. Caulim ..................................................................................................

    2.1.1. Beneficiamento do Caulim ................................................................

    2.3. Granito ..................................................................................................

    2.3.1. Beneficiamento de Granito ................................................................

    2.3.2. Resduo de Granito ...........................................................................

    2.3.3. Incorporao de Resduos de Granito e Caulim em Massas

    Cermicas....................................................................................................

    2.4. Planejamento e Otimizao de Experimentos .....................................

    2.4.1. Metodologia de Delineamento de Misturas........................................

    2.4.2. Uso do Delineamento de Misturas ....................................................

    3. MATERIAIS E MTODOS ...................................................................... 3.1. Materiais...............................................................................................

    3.2. Mtodos................................................................................................

    3.2.1. Ensaios de Caracterizao................................................................

    3.2.2. Composies.....................................................................................

    3.2.3. Conformaes e caractersticas das placas cermicas ....................