Resumo O impacto de surfactantes na extrusão semiúmida de massas argilosas está diretamente relacionado ao desempenho associado à vazão mássica e respectivo consumo energético. Neste trabalho foi elaborada uma formulação baseada em uma massa empregada na fabricação de blocos estruturais aditivada com surfactante obtido de fonte renovável (tanino). O objetivo foi avaliar os impactos da adição do tanino na trabalhabilidade da massa, na redução do consumo de energia, na dureza do extrudado e nas propriedades dos corpos secos e sinterizados, i.e., resistência à flexão, retração linear e absorção de água. Na formulação com 1,0% em massa de tanino os resultados indicaram diminuição de ~37% da dureza da massa úmida, aumento da resistência mecânica após secagem (~29%) e queima (~15%) e redução de ~75% no consumo energético específico. O efeito global da adição sugere que o tanino pode ser utilizado, salvaguardando-se os critérios econômicos, sem comprometer a manutenção do desempenho dos blocos de cerâmica vermelha.

Abstract The impact of surfactants on the semi-solid extrusion of clay masses is directly related to the performance associated with the mass flow and energy consumption. In this work, a formulation based on a ceramic mass used in the manufacture of structural blocks was formulated with the addition of surfactant obtained from a renewable source (tannin). The objective was to evaluate the impacts of tannin addition on the workability of the mass, reduction of energy consumption, the hardness of the extrudate, and properties of the dry and sintered bodies (e.g. flexural strength, linear retraction and water absorption). For the ceramic mass formulation with 1.0 wt% tannin, the results indicated a decrease of ~37% in wet mass hardness, increase in mechanical strength after drying (~29%) and firing (~15%), and ~75% reduction in specific energy consumption. The overall positive effects of surface modifier addition to the ceramic mass suggest that tannin can be used, safeguarding the economic criteria, without compromising the performance of the red ceramic blocks.

A moldagem por injeção em baixa pressão (MIBP) tem algumas vantagens sobre outros métodos de conformação de peças cerâmicas com formas complexas. Dentre as vantagens estão os menores custos na produção de lotes pequenos e médios e o menor desgaste de moldes e equipamento. Neste trabalho, foi estudado o efeito de um dos aditivos orgânicos usados na MIBP, a cera de carnaúba, no comportamento reológico da mistura (feedstock). O pó cerâmico utilizado foi uma alumina, com tamanho de partícula em torno de 0,4 μm. Com adições de 5% e 10% em peso de cera de carnaúba no veículo orgânico a viscosidade diminui significativamente, sendo bem mais acentuada com 10%, enquanto que, acima deste valor (15%), a viscosidade diminui, mas esta redução é menos pronunciada. Em contrapartida, em feedstocks sem a cera de carnaúba (0%), a viscosidade é tão elevada que praticamente inviabiliza a injeção em baixas pressões.

The low-pressure injection molding (LPIM) has some advantages over other methods of forming ceramic parts with complex shapes. Among the advantages are the lower costs in the production of small and medium lots and less wear of molds and equipment. In this work, the effect of an organic additive used in LPIM been studied, carnauba wax, on the rheology of the mixture (feedstock). The ceramic powder used was alumina with particle size of about 0.4 micrometers. With additions of 5wt% and 10wt% of carnauba wax in the organic vehicle, viscosity decreases significantly, being much more pronounced at 10%, while above this value (15%), the viscosity decrease, but this reduction is less pronounced. In contrast, in feedstock without carnauba wax (0%), the viscosity is so high that the injection almost impossible at low pressures.

A moldagem por injeção em baixa pressão (MIBP) é uma técnica que já vem sendo empregada na produção de peças cerâmicas com formas e geometrias complexas. A homogeneidade da mistura de ligantes orgânicos e pós cerâmicos é um fator determinante que deve ser controlado para minimizar a formação de imperfeições no processamento de feedstocks para MIBP. Defeitos típicos de processamento por MIBP, como bolhas de ar e aglomerados, geram gradientes de densidade nas misturas que, após conformação, possuem poucas possibilidades de remoção. Essas imperfeições comprometem o desempenho dos produtos obtidos por essa técnica. Este trabalho está focado na avaliação dessas heterogeneidades e como elas podem ser correlacionadas com a variação da densidade aparente e com o comportamento reológico dessas misturas. Para tanto, aluminas submicrométricas, como recebida e desaglomerada, foram adicionadas a uma mistura fundida de ligantes a base de parafinas, ceras e aditivos e processada em dois tipos diferentes de misturadores, com e sem o auxílio de vácuo. Foi observada a presença de aglomerados existentes na alumina como recebida, possivelmente gerados durante a etapa de calcinação. Também foi observado que o tipo de misturador e a aplicação ou não de vácuo durante a etapa final do processamento têm grande influência no tempo de mistura necessário para reduzir a viscosidade do feedstock para a injeção.

The low-pressure injection molding (LPIM) is a technique already being used in the production of ceramic parts with complex shapes and geometries. The homogeneity of the mixture of organic binder and ceramic powder is a determining factor which must be controlled to minimize defects formation while feedstock processing to LPIM. Typical defects of LPIM processing, such as air bubbles and agglomerates, generate density gradients in the mixtures, which, after shaping, have little possibility of removal. These imperfections compromise the performance of the products obtained by this technique. This work is focused on the evaluation of these inhomogeneities and how they can be correlated with density variation and the rheological behavior of these mixtures. Therefore, submicrometer aluminas, as received and deagglomerated, were added to a molten mixture of paraffin based binders, waxes and additives and processed in two different mixers, with and without vacuum. The presence of alumina agglomerates was observed in the powder as received, possibly generated during the calcination step. It was also observed that the type of mixer and vacuum application or not during the final processing step, has a major influence on the mixing time required to reduce the viscosity of the feedstock for injection.

Este trabalho tem como objetivo a caracterização química e mineralógica de matérias-primas argilosas utilizadas pelas indústrias cerâmicas do Vale do Rio Caí, RS. Essa região, situada entre Porto Alegre e a Serra Gaúcha, é o maior centro produtor cerâmico para construção civil do estado do Rio Grande do Sul. Apesar da importância da indústria cerâmica para a economia local e do Estado, a grande maioria das argilas disponíveis para consumo nunca foi caracterizada satisfatoriamente e não existem dados técnicos e científicos que possam orientar tanto a correta exploração das jazidas quanto o desenvolvimento de produtos cerâmicos de maior valor agregado. Neste trabalho foram feitas análises por fluorescência e difração de raios X das principais argilas utilizadas pela indústria cerâmica da região. De acordo com o método de análise hierárquica de agrupamentos e tendo como base a composição química das amostras, foram identificados três grupos de matérias-primas: argilas residuais (ou primárias) e dois grupos de argilas transportadas (ou secundárias). A diferenciação das matérias-primas em grupos se manifesta também na composição de fases das amostras, tal como determinada por difração de raios X e análise racional.

This work aims to characterize the chemistry and mineralogy of clay raw materials used in the heavy clay industry of the Caí River Valley, in southern Brazil. This region lies between Porto Alegre and Serra Gaúcha and is regarded as the major production center of brick and tiles in the Rio Grande do Sul. Despite the importance of this activity for both the local and state economy, the vast majority of clay raw materials have never been satisfactorily characterized, so there is not adequate data to guide its correct exploitation or to allow the development of ceramic products of higher quality. In this work X-ray fluorescence and diffraction were applied to analyze the clays largely used by the ceramic industry. Three groups of heavy clay were identified based on the hierarchical agglomerative cluster analysis of the samples chemical composition: residual (or primary), and transported (or secondary) clays. This was further verified considering the phase composition of samples, as estimated by X-ray diffraction and rational analysis.