Reforço mecânico em pavimentos de grés porcelânico de baixa espessura

Abstract

A redução da espessura dos pavimentos e revestimentos tem ganho elevada importância com vista a um futuro mais sustentável e a um menor impacto no ambiente. Esta redução de espessura permite transportar peças de pavimento e revestimento de forma mais eficaz e económica, reduzindo as emissões de dióxido de carbono, além de diminuir a quantidade de matérias-primas utilizadas e facilitar a aplicação final das peças finais. Permite ainda restauro de edifícios e imóveis antigos, a custos mais reduzidos, por fácil aplicação sobre as superfícies usadas. No entanto, esta redução pode fragilizar a peça final, diminuindo a sua resistência mecânica e, consequentemente, o número de aplicações onde pode ser utilizada. Este trabalho surge em parceria com a empresa “Revigrés” (fabricante de revestimentos e pavimentos cerâmicos), e na continuação de um trabalho anterior, com o objetivo de estudar o aumento da resistência mecânica dos pavimentos de baixa espessura (Light Floor®) através da incorporação de aditivos à pasta produzida pela empresa. Estudou-se o efeito da mulite, como reforço mecânico, por incorporação de diferentes teores de mulite e à sua combinação com adições de 5% de dióxido de titânio, tendo em conta os resultados anteriormente obtidos. A escolha da mulite como aditivo para reforço mecânico do corpo cerâmico deve-se ao conhecimento de que a fase cristalina da mulite é uma das fases responsável pela resistência mecânica da peça final. Efetivamente, verificou-se neste trabalho que com a adição de 10% de mulite se obtêm valores de resistência à flexão de ~55 N/mm2 e valores de absorção de água abaixo do limite estabelecido pela norma ISO 13006 (< 0,5%), evidenciando claramente o reforço mecânico da pasta Light. Este reforço não é tão evidente na composição com dióxido de titânio (mulite + TiO2). O aumento da resistência mecânica pode ser explicado através da hipótese da mulite, que atua como reforço através do entrelaçamento das agulhas de mulite formadas durante o processo de sinterização. Comparativamente ao dióxido de titânio, sugere-se assim a mulite como um aditivo de reforço mecânico economicamente mais viável, dado o seu preço reduzido em relação ao dióxido de titânio.

Reducing the thickness of the floor and wall ceramic tiles has gained high importance aiming at a more sustainable future and a lower impact on the environment. This reduction in thickness allows carrying the ceramic tiles and coating floor and walls more efficiently and economically contributiing directly and indirectly to the reductions of carbon dioxide emissions, of the amount of raw materials used and to facilitate the final application of the end pieces. It also allows restoration of old buildings and properties, at lower costs, by an easy application on used surfaces. However, this thickness reduction in the final product may weaken the mechanical resistance of the ceramic body by decreasing its mechanical strength and, consequently, the number of applications which can be used. This work was conducted within a partnership with the company "Revigrés" (ceramic tiles manufacturer), and in continuation of a previous work, aiming to increase the mechanical strength of low thickness floors (manley Revigrés Light Floor®) by incorporation of additives to the original formulation. In the presnt work the effect of mullite, as mechanical reinforcement was studied, by incorporating different amounts of mullite and by combining with titanium dioxide. The choice of mullite as mechanical reinforcement of the ceramic body was based on the knowledge that the mullite crystalline phase is a responsible phase for the mechanical strength of the final ceramic body. Indeed, in this work it was found that with the addition of 10% mullite permited to obtained a flexural strength of ~ 55 N / mm2 and water absorption values below the limit set by ISO 13006 (<0.5%) clearly showing the mechanical reinforcement of Light paste. This reinforcement is not as evident in the composition with titanium dioxide (TiO2 + mullite). The increased mechanical strength can be explained by the hypothesis of the mullite, which acts as reinforcement through the interlocking of mullite needles formed during the sintering process. Compared to titanium dioxide, mullite is suggested as a mechanical reinforcement additive economically more feasible, given its low price compared to titanium dioxide.