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https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/9046| Tipo: | Dissertação |
| Título: | Processamento e caracterização térmica da laterita para aplicação na construção civil |
| Autor(es): | Rafaela Marques Silva |
| Primeiro orientador: | Armando Cirilo de Souza |
| Resumo: | O setor da construção civil realiza pesquisas para tornar suas atividades mais sustentáveis e econômicas. Estão sendo realizadas pesquisas para desenvolver e empregar novos materiais e novos processos que atendam aos critérios de sustentabilidade ambiental e socioeconômica, sem que haja redução na confiabilidade e durabilidade dos materiais e processos já existentes. Neste contexto, existe a laterita, um tipo de solo abundante em diversas regiões geográficas e amplamente empregada na história da construção civil. O objetivo deste trabalho foi realizar o processamento e a caracterização de uma nova placa cerâmica a base de laterita e obter um padrão de corpos de provas com propriedades que possam ser utilizados como um material de baixo custo, projetando e confeccionando um novo produto de construção civil dentro das normas da ABNT e que atenda às demandas do mercado. O processamento das amostras foi realizado com a trituração dos torrões de laterita até a granulometria de 45 Mesh. As amostras na forma de pastilhas foram obtidas prensando o pó de laterita com uma carga de 1,5 ton/cm². As pastilhas foram submetidas a diferentes processos de sinterização, usando intervalo de 100 °C, partindo da temperatura ambiente até 600 °C. Estas amostras foram submetidas às análises térmicas de TG e DSC, aos ensaios de MEV, EDS, DRX, FTIR e microdureza Vickers. Os corpos de prova na forma de placas cerâmicas foram obtidos prensando o pó de laterita utilizando uma prensa isostática a uma pressão manométrica de 140 Kg/cm². Os corpos de prova foram sinterizados da mesma forma que as pastilhas e submetidos à análise dimensional, teste de absorção de água e teste de flexão em três pontos. Os resultados das análises TG e DSC mostraram a estabilidade térmica após 600 °C e dois picos endotérmicos, o primeiro relacionado à transição das fases da gibsita e da nacrite para formar fase da caulinita e o segundo pico endotérmico está associado à desidroxilação da caulinita. Os resultados do MEV mostraram através das micrografias um excelente grau de homogeneidade das amostras e a diminuição da porosidade superficial em função da temperatura de sinterização. Com o EDS foi possível identificar a presença de óxido de Fe, e Al em maior concentração nas amostras. Os resultados de DRX mostraram a transição das fases da gibsita e da nacrite para formar a fase da caulinita e a transição da caulinita, que após passar por uma desidroxilação, se transformou na metacaulinita de estrutura amorfa. O FTIR mostrou a estabilidade dos grupos funcionais dos minerais identificados no material nas temperaturas de sinterização de 300 °C e 600 °C. O ensaio de microdureza Vickers mostrou a influência da temperatura de sinterização para o aumento da dureza das amostras. A análise dimensional apresentou a homogeneidade morfológica e geométrica das placas cerâmicas. O teste de absorção de água apresentou índices de acordo com as normas para as placas cerâmicas sinterizadas de 300 °C a 600 °C. O teste de flexão em três pontos mostrou que a placa cerâmica sinterizada à 600 °C apresentou o maior módulo de resistência à flexão. Concluiu-se que as placas cerâmicas de laterita sinterizadas entre 300 °C e 600 °C estão de acordo com as normas vigentes de absorção de água, sendo classificadas como placas cerâmicas pertencentes ao Grupo III, de alta absorção de água e prensadas a seco. Conforme os resultados obtidos as placas cerâmicas de laterita sinterizadas entre 300 °C e 600 °C podem ser aplicadas na construção civil e a sinterização destas placas cerâmicas é fundamental para o aumento da dureza e do módulo de resistência á flexão. Palavras-chave: Cerâmica, Sustentabilidade, Sinterização, Solos, Intemperização. |
| Abstract: | The civil construction sector conducts research to make its activities more sustainable and economical. Research is being conducted to develop and employ new materials and processes that meet environmental and socioeconomic sustainability criteria without reducing the reliability and durability of existing materials and processes. In this context, there is laterite, a type of soil abundant in various geographic regions and widely used in the history of civil construction. The objective of this work was to process and characterize a new laterite-based ceramic tile and to obtain a standard for test specimens with properties that can be used as a low-cost material, designing and producing a new construction product within ABNT standards that meets market demands. The processing of the samples was carried out by crushing the laterite clods to a granulometry of 45 Mesh. The samples in the form of pellets were obtained by pressing the laterite powder with a load of 1.5 ton/cm². The pellets were subjected to different sintering processes, using a 100 °C interval, starting from room temperature up to 600 °C. These samples were subjected to TG and DSC thermal analyses, MEV, EDS, DRX, FTIR, and Vickers microhardness tests. The test specimens in the form of ceramic plates were obtained by pressing the laterite powder using an isostatic press at a gauge pressure of 140 Kg/cm². The test specimens were sintered in the same way as the pellets and subjected to dimensional analysis, water absorption test, and three-point bending test. The results of the TG and DSC analyses showed thermal stability after 600 °C and two endothermic peaks, the first related to the transition of the gibbsite and nacrite phases to form the kaolinite phase, and the second endothermic peak is associated with the dehydroxylation of kaolinite. The MEV results showed through micrographs an excellent degree of homogeneity of the samples and a decrease in porosity as a function of sintering temperature. With EDS, it was possible to identify the presence of Fe and Al oxides in higher concentration in the samples. The DRX results showed the transition of the gibbsite and nacrite phases to form the kaolinite phase and the transition of kaolinite, which after undergoing dehydroxylation, transformed into amorphous metakaolinite. FTIR showed the stability of the functional groups of the minerals identified in the material at sintering temperatures of 300 °C and 600 °C. The Vickers microhardness test showed the influence of sintering temperature on the increase in sample hardness. Dimensional analysis showed the morphological and geometric homogeneity of the ceramic plates. The water absorption test showed indices according to the standards for ceramic plates sintered from 300 °C to 600 °C. The three-point bending test showed that the ceramic plate sintered at 600 °C had the highest flexural strength modulus. It was concluded that the laterite ceramic plates sintered between 300 °C and 600 °C meet current water absorption standards, being classified as ceramic plates belonging to Group III, with high water absorption and dry pressed. According to the results obtained, the laterite ceramic plates sintered between 300 °C and 600 °C can be applied in civil construction, and the sintering of these ceramic plates is fundamental for increasing the hardness and flexural strength modulus. Keywords: Ceramic, Sustainability, Sintering, Soils, Weathering. |
| Palavras-chave: | termica construção civil laterita |
| País: | Brasil |
| Editor: | Fundação Universidade Federal de Mato Grosso do Sul |
| Sigla da Instituição: | UFMS |
| Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
| URI: | https://repositorio.ufms.br/handle/123456789/9046 |
| Data do documento: | 2024 |
| Aparece nas coleções: | Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Materiais |
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