Abstract This work produced glass foams from soda-lime glass bottles, bentonite, and alumina by the replica method. Compositions with different contents of bentonite (5, 10, 15, and 20 wt%) were prepared and heat-treated at 800 °C. In the alumina-added compositions, 50 wt% of the bentonite was replaced by the alumina. The influences of the content of bentonite (binder) and alumina addition were evaluated through the physical-mechanical properties. The results showed that the alumina did not promote a significant effect on physical and mechanical properties in most glass foams; the exception was the sample with 20 wt% bentonite+alumina, which presented better physical properties (lower linear shrinkage and density and greater porosity) when compared to its equivalent sample (without alumina). Foams with 5% of bentonite or bentonite+alumina showed higher linear shrinkage indexes and high densification. Samples with 15% of bentonite or bentonite+alumina showed the best combination of properties: higher porosity (79.2% and 80.2%), water absorption (58.8% and 59.7%), lower shrinkage index (25.5% and 29.4%), and good flexural strength (0.69 and 0.45 MPa).

Resumo Atualmente a remoção de contaminantes, como o corante de águas residuais, tornou-se uma tarefa essencial. Em vista disso, melhorar o desempenho dos adsorventes para melhorar a técnica de adsorção e reduzir o custo total do processo de adsorção é de grande interesse para o setor industrial. Este trabalho investigou o processo de adsorção de bentonitas naturais e purificadas, usando rodamina B em meio aquoso. A rodamina B é muito tóxica para os organismos aquáticos e pode causar efeitos nocivos a longo prazo no ambiente aquático. Estas argilas foram utilizadas na forma natural e após tratamento de purificação por centrifugação. Todos os adsorventes foram caracterizados. A cinética e o equilíbrio de adsorção foram estudados. No equilíbrio, o modelo de isoterma de Freundlich foi o que melhor se ajustou aos dados experimentais. No estudo cinético, os dados se ajustaram melhor ao modelo pseudossegunda ordem. As argilas purificadas removeram eficientemente o corante rodamina B.

Abstract Currently, the removal of contaminants such as wastewater dye has become an essential task. In view of this, improving the performance of the adsorbents in order to improve the adsorption technique and reduce the total cost of the adsorption process is of great interest to the industrial sector. This study investigated the adsorption process of natural and purified bentonite clay adsorbents, using rhodamine B in an aqueous media. Rhodamine B is very toxic to aquatic organisms and may cause long-term adverse effects in the aquatic environment. These clays were used both in the natural form and after purification by centrifuge. All adsorbents were characterized. The kinetics and equilibrium isotherms were studied. In equilibrium, the Freundlich isotherm model was the best fit to the experimental data. In kinetics study, the data were best fit by the pseudo-second order model. The purified clays efficiently removed the rhodamine B.

Resumo Os cátions lítio (Li+), sódio (Na+) e potássio (K+) encontram-se em primeiro lugar no plano de seletividade para a obtenção de bentonitas monocatiônicas a partir das policatiônicas, influenciando de forma específica o comportamento reológico dos fluidos de perfuração base água. O objetivo deste trabalho foi estudar a influência do Li+, Na+ e K+ na reologia de bentonitas do estado da Paraíba, Brasil, para uso em fluidos de perfuração à base de água. Os novos depósitos de bentonitas brasileiras foram comparados com base nas suas características químicas, físicas, mineralógicas, propriedades reológicas e de filtração. As amostras de bentonitas foram caracterizadas por meio da composição química através do método clássico, capacidade de troca de cátions, análise granulométrica por difração a laser, difração de raios X e análises térmicas. A reologia das dispersões foi estudada e determinadas as viscosidades aparente, viscosidade plástica e limite de escoamento com base nas normas da API e Petrobras, além dos estudos de inchamento em água e filtrado. Os resultados mostraram uma melhora significativa nas propriedades reológicas e de filtração das dispersões após a aditivação com os carbonatos de lítio e de sódio, nessa ordem, havendo presença de tixotropia nas curvas de fluxo das dispersões de argilas estudadas.

Abstract The lithium (Li+), sodium (Na+) and potassium (K+) cations are first in the plane of selectivity for obtaining monocationic bentonites from the polycationics, specifically influencing the rheological behavior of water based drilling fluids. The aim of this work was to study the influence of Li+, Na+ and K+ in the bentonite rheology of Paraíba State, Brazil, for use in waterborne drilling fluids. The new deposits of Brazilian bentonites were compared based on their chemical, physical, mineralogical characteristics, rheological and filtration properties. The bentonite samples were characterized by the chemical composition through the classical method, cation exchange capacity, particle size analysis by laser diffraction, X-ray diffraction and thermal analysis. The rheology of the dispersions was studied and the apparent viscosities, plastic viscosity and flow limit were determined based on API and Petrobras standards, in addition to studies of water swelling and filtration. The results showed a significant improvement in the rheological and filtration properties of the dispersions after the additivation with the lithium and sodium carbonates, in that order, with thixotropy being present in the flow curves of the studied clay dispersions.

Resumo As propriedades dos produtos cerâmicos estão intimamente relacionadas às características iniciais das matérias-primas, mas também aos parâmetros e condições de processamento. Dentro desse contexto, este trabalho teve como objetivo avaliar a influência das características de argilas e sua interação com as variáveis de processamento sobre as propriedades tecnológicas de corpos de prova. Foram utilizadas argilas provenientes dos estados de Pernambuco e da Paraíba. As argilas foram beneficiadas e em seguida submetidas a ensaios de caracterização. Os corpos de prova foram conformados por prensagem e por extrusão, secos a 110 ºC e em seguida submetidos à queima nas temperaturas de 800, 900, 1000, 1100 e 1200 ºC com taxa de aquecimento de 5 ºC/min e tempo de queima de 60 e 180 min. Em seguida foram avaliadas as propriedades tecnológicas (retração linear de queima, absorção de água e resistência à flexão em três pontos) e as fases formadas para os diferentes tratamentos térmicos. Pôde-se concluir que a interação das características granulométricas, mineralógicas e químicas, assim como os parâmetros de processamento, principalmente o método de conformação, são determinantes para as propriedades tecnológicas da peça cerâmica.

Abstract Properties of ceramics materials are closely related to the initial characteristics of the raw materials and also to the conditions and parameters of the processing. In this context, this study aimed to evaluate the influence of clays characteristics and their interaction with the processing variables on technological properties of fired specimens. Clays from the states of Pernambuco and Paraíba were used in this work. Clays were processed and then subjected to characterization tests. The specimens were produced by pressing and extrusion, dried at 110 °C and then subjected to firing at temperatures of 800, 900, 1000, 1100 and 1200 °C, with heating rate of 5 °C/min and firing time of 60 and 180 min. Then, the technological properties (linear firing shrinkage, water absorption, and three-point flexural strength) and the phases produced under the different thermal treatments were analyzed. It was concluded that the interaction of particle size, mineralogical and chemical characteristics, as well as the processing parameters, especially the forming method, were determinants to the technological properties of ceramic bodies.

Resumo Este trabalho investigou a influência do armazenamento de argilas esmectíticas naturais e industrializadas nas suas propriedades reológicas, tendo em vista que a reação de dupla troca que ocorre após o tratamento das argilas policatiônicas com o Na2CO3 é reversível. Os fenômenos envolvidos nesta reação ainda não são totalmente conhecidos e estudos anteriores mostram melhoras em algumas propriedades. As propriedades reológicas foram determinadas em argilas sódicas em 1995 e policatiônicas aditivadas com carbonato de sódio (Na2CO3) em 2015. A caracterização física, química e mineralógica das amostras foi realizada através das seguintes técnicas: análise granulométrica por difração a laser, composição química por fluorescência de raios X, difração de raios X e análises térmicas (DTA e TG). A reologia das dispersões foi determinada através da viscosidade aparente, viscosidade plástica e volume do filtrado, onde posteriormente foram consideradas normas da indústria do petróleo apenas como parâmetro de referência. Os resultados mostraram que as condições de armazenamento, umidade e tamanho de partículas das amostras trouxeram melhoras nas suas propriedades reológicas no decorrer dos anos, indicando a não reversibilidade da reação de troca de cátions, o que é importante na sua validade após fabricação.

Abstract This work investigates the storage influence of natural and industrial smectite clays in their rheological properties, since the salt metathesis reaction that occurs following treatment of polycationic clays with Na2CO3 is reversible. The phenomena involved in this reaction are not yet fully known and previous studies show improvement in some properties. The rheological properties were determined in sodium-clays in 1995 and polycationic clays added with sodium carbonate (Na2CO3) in 2015. Physical, chemical and mineralogical characterizations of the samples were performed using the following techniques: particle size analysis by laser diffraction, chemical composition by X-ray fluorescence, X-ray diffraction and thermal analysis (DTA and TGA). The rheology of dispersions was determined by the apparent viscosity, plastic viscosity and filtrate volume, which were later considered the oil industry standards only as a benchmark. The results showed that the storage conditions, humidity and particle size of the samples resulted in improvements in their rheological properties over the years, indicating the non-reversibility of the reaction of cation exchange, which is important in their validity after manufacturing.

Este trabalho apresenta um estudo das propriedades físico-mecânicas de massas cerâmicas com a incorporação de resíduos de cinza de lenha, lodo de estação de tratamento de água e cinza de casca de arroz, visando a sua futura utilização na produção de blocos. Os procedimentos metodológicos consistiram na caracterização química e mineralógica, na análise granulométrica e no delineamento de misturas com argila e resíduos por meio da técnica de planejamento. Foram produzidos corpos de prova por prensagem, com variações de composições no intervalo de 0 a 50% de resíduo e 50 a 100% de argila. A queima foi realizada em forno tipo mufla. As propriedades físico-mecânicas avaliadas foram absorção de água e módulo de ruptura à flexão. Como resultados principais, concluiu-se sobre a viabilidade em se utilizar composições com até 25% de resíduo nas temperaturas de 800, 900 e 1000 ºC.

This paper presents a study of the physical and mechanical properties of ceramic mass with the incorporation of waste ash wood, sludge from water treatment and rice husk ash to determine whether its future use manufacture of bricks. The procedures consisted in the chemical and mineralogical characterization, particle size analysis and design of mixtures with clay and waste through planning technique. Bodies were produced by uniaxial pressing, with variations of compositions in the range of 0 to 50% waste and 50 to 100% clay. The burning was carried out in muffle furnace. The physical and mechanical properties evaluated were water absorption and modulus of rupture strength. The main result, it was concluded on the feasibility of using compositions with up to 25% of waste at temperatures of 800, 900 and 1000ºC.

A expansão por umidade (EPU) vem sendo estudada desde o século passado, no entanto, grande parte do conhecimento gerado encontra-se muito disperso na literatura mundial. Assim, esse trabalho objetiva dá continuidade ao estudo de revisão dos aspectos fundamentais da expansão por umidade, com a exposição dos resultados mais relevantes a cerca da cinética do fenômeno e das particularidades de sua determinação. O texto aborda características do processo de expansão, com o detalhamento da evolução das modelagens mais utilizadas para descrever a cinética do fenômeno de EPU, bem como, apresenta uma sistemática para determinação da energia de ativação da EPU. Além disso, faz-se a descrição das metodologias de determinação da EPU dos materiais cerâmicos, evidenciando suas características, peculiaridades e pontos controversos.

Moisture expansion (ME) of ceramic materials has been studied since the last century. However, a large part of the acquired knowledge is very dispersed in the world literature. This work has as aim to continue the review about the fundamental aspects of the moisture expansion, exposing the most relevant results on the kinetics of the phenomenon and particularities of its determination. The review comprises the description of the expansion process characteristics, and the detailed evolution of the mathematical models used to describe the kinetics of the ME. Moreover, it presents a systematic approach for the determination of the ME activation energy. The review also includes the methodologies used in the determination of the ME of ceramic materials, pointing out its characteristics, peculiarities, and the controversial issues about it.

A expansão por umidade de materiais cerâmicos (EPU) vem sendo observada e estudada desde o início do século passado. Muitos estudos reportaram falhas estruturais e gretamento de peças esmaltadas como conseqüência de falta de controle da EPU de produtos cerâmicos, enquanto, vários outros, dedicaram-se ao estudo de suas causas, relações com a composição e com as características de queima do produto cerâmico e aos métodos de determinação. No entanto, observa-se que grande parte desse conhecimento encontra-se de forma dispersa na literatura mundial, o que dificulta o estudo, entendimento e compreensão do fenômeno, além de minimizar a importância do assunto. Assim, este trabalho tem por objetivo fazer um levantamento dos estudos realizados a cerca da EPU, evidenciando os resultados mais relevantes da literatura. O texto aborda desde aspectos históricos e causas da EPU a possíveis correlações com a composição, temperatura de queima, absorção de água e área específica de corpos cerâmicos.

Moisture expansion (ME) of ceramic materials have being studied and observed since the beginning of the last century. Many studies reported the failure of structural ceramics and the crazing of glazed bodies as a consequence of the lack of control of the ME of ceramic products. While many other studies analyzed the reasons of the ME, its relations with the composition and firing characteristics of the ceramic body, and the methodologies for the determination of ME. However, this knowledge is dispersed in the world literature, making difficult the study and understanding of the phenomenon; moreover, it minimizes the importance of the subject. This work aims to make a review of the studies on the moisture expansion of ceramic bodies, emphasizing the most relevant results. The text consists on the historic aspects, the reasons of the ME and the correlations of the ME with composition, firing temperature, water absorption and surface area of ceramic bodies.

Os depósitos de argilas plásticas para cerâmica branca ("ball clays") de alta qualidade não são comuns, estando localizados basicamente nos Estados Unidos e no Reino Unido. As "ball clays" são utilizadas em uma série de indústrias que vão desde a indústria cerâmica à de cosméticos. Assim, este trabalho tem por objetivo analisar argilas do tipo "ball clay" extraídas do litoral paraibano, realizando sua caracterização para fins cerâmicos. Sua caracterização foi realizada por meio da determinação da massa específica real, CTC, área superficial (BET), distribuição granulométrica, composição química, ATD/ATG, DRX e MET. Após caracterização, foram conduzidos ensaios tecnológicos para fins cerâmicos com as amostras. Com base nos resultados pode-se concluir que as amostras são argilas basicamente cauliníticas com queima branca em temperaturas de 1250 ºC e 1450 ºC. Além disso, apresentaram propriedades físico-mecânicas dentro das faixas indicadas na literatura para "ball clays" utilizadas em tecnologia cerâmica.

Deposits of high quality ball clays are not common. They are mainly located in the United States and in the United Kingdom. Ball clays are used in several industries, from the ceramic industry to the cosmetic one. Thus, this work aims to analyse ball clays from the seabord of Paraíba State. The characterization of the samples for ceramic purposes was done through the determination of: specific mass, specific surface area, particle size distribution, chemical analysis, differential thermal analysis, thermogravimetric analysis, X-ray diffraction and transmission electron microscopy. Technological tests were also carried out for ceramic applications. The results show that the samples are basically composed of kaolinite and have white color after firing at 1250 ºC and 1450 ºC. Moreover, the physical-mechanical properties are in the range indicated in the literature to ball clays used in the ceramic industry.

A indústria do beneficiamento de granito gera uma enorme quantidade de rejeitos, que poluem e degradam o meio ambiente. Assim este trabalho tem por objetivo caracterizar e avaliar as possibilidades de utilização dos rejeitos da serragem de granitos gerados pelas indústrias de beneficiamento da Região Nordeste, como matéria-prima cerâmica alternativa na produção de blocos e revestimentos cerâmicos. Foram coletadas amostras de resíduos da serragem de granito em empresas da Paraíba, Ceará e Pernambuco, em seguida foi realizada sua caracterização através da determinação da distribuição granulométrica, massa específica real e área específica (BET) e de análise química, ATD, ATG, DRX, MEV. Após caracterização foram conduzidos ensaios tecnológicos com composições cerâmicas a fim de avaliar a possibilidade de adição dos resíduos em massas cerâmicas para confecção de blocos e revestimentos cerâmicos. Com base nos resultados verificou-se que os resíduos apresentam características físicas e mineralógicas semelhantes as das matérias-primas cerâmicas convencionais e que corpos cerâmicos formulados com resíduos apresentam características dentro das especificações da normalização brasileira tanto para blocos como para revestimentos cerâmicos.

The granite industry generates a large quantity of wastes that pollute and damage the environment. This work aim to characterize and evaluate the possibilities of the use of granite sawing wastes, generated by the industries from Northeast region, as alternative ceramic raw materials for production of ceramic bricks and tiles. Samples of granite sawing wastes were collected from industries located at Paraíba, Ceará and Pernambuco states, and afterwards were characterized for the determination of their particle size distribution, specific mass, surface area (BET) and chemical analyses, differential thermal analysis, GTA, X-ray diffraction, and scanning electron microscopy. After characterization, technological tests were performed in ceramic compositions with the objective of evaluation of the possibilities of the addition of wastes in ceramic masses for the production of ceramic bricks and tiles. The main results show that the wastes have physical and mineralogical characteristics similar to the conventional ceramic raw materials and ceramic bodies. Moreover, the ceramic pieces prepared using the wastes have technical characteristics according to the Brazilian standards for ceramic bricks and tiles.