Estudo dos processos de secagem e queima de tijolos cerâmicos com adição de resíduos de diatomita. - VIEIRA, Antônio Nunes de Oliveira. (2023)
Para a manutenção das atividades industriais, o homem extrai da natureza uma imensa quantidade de matéria-prima, sendo que grande parcela desta se transforma em resíduos ou rejeitos sólidos. Dentre os materiais que geram volumes consideráveis de resíduo/rejeito está a diatomita, que tem grande importância na indústria como filtro e material refratário, em fertilizantes, catalizadores químicos, pesticidas e outros. Grande volume de rejeitos também é gerado na indústria cerâmica devido a perdas ocorridas durante o processo de fabricação nas etapas de secagem e queima, processos estes que podem gerar aumento de custos quando mal dimensionados. Com o intuito de apresentar uma alternativa para o aproveitamento do resíduo de diatomita no setor cerâmico, o presente estudo consiste numa pesquisa experimental e computacional usando o software Wolfram Mathematica, cujo principal objetivo é realizar estudos numéricos e experimentais dos processos de secagem e queima de corpos de prova referentes aos tijolos cerâmicos vazados de seis furos fabricados com o resíduo de diatomita adicionado à argila de cerâmica vermelha. Na confecção de corpos de prova, o resíduo de diatomita foi adicionado em percentuais de 5, 10 e 15%, sendo todos os resultados comparados a composições de referência, nas quais não houve adição de resíduo. A secagem foi avaliada nas temperaturas de 50, 70 e 90oC e a queima a 800, 900 e 1000oC. Os resultados indicam que a perda de umidade e a elevação de temperatura são afetadas pela composição química do tijolo. Para maiores percentuais de resíduo ocorre maior absorção de água, sendo que a redução da temperatura de secagem contribui para reduzir a absorção após a queima. Em todos os cenários analisados, a absorção de água se manteve dentro da faixa exigida pela Associação Brasileira de Normas Técnicas, NBR 15270-1 (ABNT, 2017), que trata dos requisitos para componentes cerâmicos – blocos e tijolos para alvenaria. A porosidade do material apresentou um comportamento similar a absorção de água. No quesito resistência a compressão, apenas as amostras com 5% de resíduo, secas na temperatura de 90oC e sujeitas a queima até o patamar de 1000oC, numa taxa de aquecimento de 2 oC/min, se mantiveram dentro do que exige a NBR 15270-1 (ABNT, 2017). O problema físico foi abordado através de uma análise concentrada, e as curvas teóricas demonstram correspondências notáveis com as curvas experimentais. Isso permitiu a determinação dos coeficientes de transferência de massa convectivos e difusivos. Esses parâmetros aumentam à medida que a temperatura sobe, e a umidade relativa do ar diminui durante o processo de secagem. Além disso, observou-se que o coeficiente de transferência de massa convectivo na superfície externa do corpo de prova foi superior ao obtido na superfície interna, evidenciando claramente que a superfície externa do corpo de prova desempenha um papel central na perda de massa ao longo do processo de secagem.