Estudo da quantificação de quartzo em formulações de porcelanato por análise térmica diferencial

Abstract

No processo de modernização de seus produtos, as indústrias cerâmicas desenvolveram o porcelanato. As composições típicas de tal revestimento contêm caulim, argila plástica, feldspato, talco e quartzo. Para reduzir a retração de secagem e queima é indispensável à utilização desse último. A reação de inversão de fase do quartzo- para o quartzo- a 573°C, durante o resfriamento na etapa de queima, pode produzir deformação suficiente para fraturar a matriz vítrea e os grãos de quartzo em uma massa de porcelanato. Elevadas quantidades de quartzo tendem a diminuir a resistência mecânica do material. Diante da necessidade de identificar o teor de quartzo em matérias-primas cerâmicas, este trabalho propõe uma metodologia para quantificação do mineral por ATD em formulações de porcelanatos. Essa técnica possui algumas vantagens em relação aos métodos convencionais, tais como ausência de interferências, requisitos de equipamentos com menores custos e facilidade nas preparações de amostra. Com o intuito de definir as melhores condições operacionais para quantificação de quartzo por ATD, empregou-se um planejamento estatístico fatorial com três fatores (taxa de aquecimento, tamanho de partícula e quantidade em massa de amostra a ser analisada). Foram realizados ensaios de ATD de misturas de alumina e quartzo para obter a curva de calibração. Quantificou-se o teor de quartzo de formulações de porcelanato pré-definidas por meio de ensaios de ATD. O método de Rietveld também foi utilizado e comparado ao método proposto. De acordo com a análise estatística, o fator tamanho de partícula foi o que influenciou de forma mais significativa na área do pico da conversão de fase do quartzo, seguido da quantidade de massa. Obtiveram-se duas equações de regressão, uma para a faixa de teor de quartzo entre 0% e 20% e outra para a faixa entre 20% e 100%. O test-T, utilizado para comparação dos valores das médias entre a quantidade teórica de quartzo adicionada à formulação e a quantidade determinada por ATD, apresentou, para todos os casos, valores de p inferiores a 0,05 e valores de t calculados superiores ao t crítico de 4,303. A quantificação do teor de quartzo das formulações de porcelanato por Rietveld também apresentou média diferente da média de quartzo teórica. Embora o método proposto apresente resultados estatisticamente diferentes do esperado, um dos métodos já utilizado pelos pesquisadores – Rietveld, também apresentou diferença estatística.