Avaliação da incorporação combinada dos resíduos de cascalho de perfuração de poço de petróleo e de polimento do porcelanato em cerâmica vermelha

Among the industries, those that produce ceramic porcelain for use in construction industry and oil, during the exploration and production period, play an important role in the production of waste. Much research has been carried out both by academia and the productive sector, sometimes reintroducing them in the same production line that generated them, sometimes in areas unrelated to their generation, as in the production of concrete and mortar for the construction, for example, but each one in an isolated way. In this research, the aim is to study the combined incorporation of the waste drill cuttings of oil well and the residue of the polishing of porcelain, generated in the final stage of finishing of this product in a clay matrix, for the production of red pottery, specifically bricks, ceramic blocks and tiles. The clay comes from the municipality of São Gonçalo, RN, the drilling waste is from the Natal basin, in Rio Grande do Norte, and the residue of the polishing proceeds from a ceramic porcelain of the State of Paraíba. For this purpose, we used a mixture of a plastic clay with a non-plastic, in a ratio of 50% each, settling formulations with the addition of these two residues in this clay matrix. In the formulations, both residues were incorporated with a minimum percentage of 2.5% and maximum of 12.5%, varying from 2.5% each, in each formulation, which the sum of the waste be no more than 15%. It should be noted that the residue of the polishing of ceramic porcelain is a IIa class (not inert). The materials were characterized by XRF, XRD, TG, DTA, laser granulometry and the plasticity index. The technological properties of water absorption, apparent porosity, linear shrinkage of burning, flexural tensile strength and bulk density were evaluated after the sintering of the pieces to 850 °C, 950 °C and 1050 °C, with a burning time of 3 hr, 3 hr and 30 minutes, and 3 hr and 50 minutes, respectively, with a heating rate of 10 °C/minute, for all formulations and landing of 30 minutes. To better understand the influence of each residue and temperature on the evaluated properties, we used the factorial planning and its surfaces of response for the interpretation of the results. It was found that the temperature has no statistical significance at a 95% of reliability level in flexural tensile strength and that it decreases the water absorption and the porosity, but increases the shrinkage and the bulk density. The results showed the feasibility of the desired incorporation, but adjusting the temperature to each product and formulation, and that the temperatures of 850 °C and 950 °C were the one that responded to the largest number of formulations

A indústria de produção de porcelanatos para uso na construção civil e a do petróleo, na fase de exploração e produção, exercem um papel importante na produção de resíduos. Muitas pesquisas têm sido realizadas tanto pela academia quanto pelo setor produtivo, ora reintroduzindo esses resíduos na mesma linha de produção que os gerou, ora em setores alheios ao de sua geração, como na produção de concretos e argamassas para a construção civil, por exemplo, mas cada um de forma isolada. O objetivo desta pesquisa é estudar a incorporação combinada do resíduo de cascalho de perfuração de poço petrolífero e do resíduo do polimento do porcelanato, gerado na fase de acabamento final do produto, numa matriz argilosa, para a produção de cerâmica vermelha - especificamente tijolos, blocos cerâmicos e telhas. A argila utilizada é oriunda do município de São Gonçalo do Amarante, RN; o resíduo de perfuração, da bacia potiguar, no Rio Grande do Norte; e o do polimento é de uma cerâmica de porcelanato do Estado da Paraíba. Utilizou-se a mistura de uma argila plástica com uma não plástica, numa proporção de 50 % de cada uma (que é o percentual de mistura adotado na cerâmica fornecedora dessa argila), estabelecendo-se formulações com a incorporação dos dois resíduos nessa matriz argilosa. Nas formulações, os dois resíduos foram incorporados com um percentual mínimo de 2,5 % e máximo de 12,5 %, variando-se em 2,5 % cada um, em cada formulação, de modo que a soma dos resíduos fosse no máximo 15 %. É oportuno registrar que o resíduo do polimento do porcelanato é de classe IIa (não inerte). Os materiais foram caracterizados por FRX, DRX, TG, DTA, granulometria a laser e pelo índice de plasticidade. As propriedades tecnológicas de absorção de água, porosidade aparente, retração linear de queima, tensão de ruptura à flexão e massa específica aparente, foram avaliadas após a sinterização das peças a 850 °C, 950 °C e 1050 °C, com ciclo de queima de 3 h , 3 h e 30 min e 3 h e 50 min, respectivamente, com taxa de aquecimento de 10 °C/min. e patamar de 30 min., para todas as formulações. Para melhor compreender-se a influência de cada resíduo e de cada temperatura nas propriedades avaliadas, utilizou-se o planejamento fatorial e suas superfícies de resposta para interpretação dos resultados. Verificou-se que a temperatura não tem significância estatística no nível de 95 % de confiabilidade na tensão de ruptura à flexão e que ela diminui a absorção de água e a porosidade, mas aumenta a retração e a massa específica aparente. Os resultados mostraram a viabilidade da incorporação pretendida, adequando-se a temperatura a cada produto e cada formulação, e as temperaturas de 850 °C e 950 °C foram as que atenderam ao maior número de formulações