Optimization of mechanical strength of ceramic bodies as a function of raw materials and restrictions on technological properties

No desenvolvimento e fabricação de revestimentos cerâmicos, propriedades tecnológicas são determinadas basicamente pela combinação de matérias-primas e condições de processamento. Quando os parâmetros de processo são mantidos constantes, a técnica de delineamento de misturas pode ser usada para modelar essas propriedades em corpos cerâmicos. Neste trabalho, foram selecionadas dez formulações constituídas por uma mistura de argilas, feldspato potássico e areia quartzosa, que foram processadas sob condições semelhantes às utilizadas na indústria de revestimentos cerâmicos, e caracterizadas. Com os resultados da caracterização, foram calculados modelos de regressão relacionando cada propriedade (módulo de ruptura, densidade aparente, absorção de água, retração linear, coeficiente de dilatação linear) com as proporções de matérias-primas. Tais modelos foram usados para delimitar a gama de composições que permite produzir um corpo cerâmico com características de grés porcelânico (restrições nas propriedades finais), sujeito a restrições impostas pelo processo de fabrico.In the development and manufacture stages of floor and wall ceramic tiles, technological properties are basically determined by the combination of raw materials and processing conditions. When process parameters are kept constant, the technique of experiments with mixtures can be used to model those properties of such ceramics bodies. In the present study, ten formulations of three selected raw materials, namely a clay mixture, potash feldspar and quartz sand, were processed under conditions similar to those used in the ceramic tile industry, and characterized. From the experimental results, regression models were calculated, relating each technological property (bending strength, bulk density, water absorption, linear firing shrinkage, thermal expansion coefficient) with the proportions of raw materials. The regression models were then used to delimit the composition range suitable to produce porcelainized stoneware ceramic bodies (restrictions in the final properties), subjected to restrictions imposed by the manufacture process