Cerâmica Industrial
https://www.ceramicaindustrial.org.br/article/doi/10.4322/cerind.00152025
Cerâmica Industrial
Regular Placas cerâmicas

Influência do estado de aglomeração de partículas no processo via seca e do teor de resíduo nas propriedades físicas de argilas para revestimentos cerâmicos

Influence of dry-processing particle agglomeration and residue content on the physical properties of clays for ceramic coatings

Influencia de la aglomeración de partículas y del contenido de residuos durante el procesamiento en seco en las propiedades físicas de las arcillas para recubrimientos cerámicos

Fábio Gomes Melchiades, Natã Ferraz dos Santos*, Suelen Zenatti, Luciano Luis da Silva, Suelen Nastri

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Resumo

O processo de preparação de massas cerâmicas por via seca tem despertado crescente interesse na indústria de revestimentos cerâmicos devido às suas vantagens econômicas e ambientais em relação à via úmida. Entretanto, seu desempenho é fortemente dependente das características das matérias-primas e da eficiência da moagem. Este trabalho avaliou comparativamente a influência do estado de aglomeração das partículas e da granulometria (alto e baixo resíduo de moagem) nas propriedades físico-químicas de cinco argilas com características técnicas distintas. As amostras foram moídas por via seca em laboratório e avaliadas diretamente após a moagem a seco e após a dispersão em água das mesmas amostras, visando analisar o efeito da dispersão promovida no processo via úmida. Os corpos de prova foram prensados sob mesma pressão, secos e queimados em ciclo de 40 minutos em forno a rolos de laboratório. Foram determinadas as propriedades a verde (densidade aparente, módulo de ruptura à flexão e coeficiente de permeabilidade ao ar) e após a queima (absorção de água, retração linear e módulo de ruptura à flexão). Os resultados indicaram que, no processo via seca, menores teores de resíduo de moagem resultam em maior densidade e resistência mecânica a verde, porém menor permeabilidade, enquanto massas mais grosseiras perdem essas vantagens, evidenciando a elevada sensibilidade do processo à granulometria. Observou-se também que a água no processo via úmida promove maior dispersão das partículas, reduzindo o tamanho dos aglomerados em comparação à via seca. Após a queima, a maior reatividade associada à melhor dispersão no processo via úmida mostrou-se determinante para o desempenho de sinterização. Em condições de moagem menos eficientes, a via úmida apresentou melhor sinterização, com menor absorção de água e resistência mecânica equivalente ou superior à via seca. Conclui-se que a competitividade do processo por via seca está diretamente condicionada à obtenção de moagem altamente eficiente, enquanto a presença de água na via úmida exerce papel decisivo na homogeneização da massa e no desempenho final do produto.

Palavras-chave

Revestimentos cerâmicos, porcelanatos, moagem a seco, dispersão, granulometria, permeabilidade, sinterização.

Abstract

The dry processing of ceramic tiles has attracted increasing interest in the ceramic coating industry due to its economic and environmental advantages compared to the wet processing. However, its performance is strongly dependent on the characteristics of the raw materials and the efficiency of the grinding process. This work comparatively evaluated the influence of the particle agglomeration state and granulometry (high and low grinding residue) on the physicochemical properties of five clays with distinct technical characteristics. The samples were ground by dry processing in the laboratory and evaluated directly after dry grinding and after dispersion in water, aiming to analyze the effect of the dispersion promoted in the wet processing. The specimens were pressed under the same pressure, dried, and fired in a 40-minute cycle in a laboratory roller kiln. The properties were determined in the green state (apparent density, flexural modulus of rupture, and air permeability coefficient) and after firing (water absorption, linear shrinkage, and flexural modulus of rupture). The results showed that, in the dry processing, lower grinding residue results in higher density and green mechanical strength, but lower permeability, while coarser pastes lose these advantages, highlighting the high sensitivity of the processing to particle size. It was also observed that water in the wet processing promotes greater particle dispersion, reducing the size of the agglomerates compared to the dry processing. After firing, the greater reactivity associated with better dispersion in the wet processing proved to be decisive for sintering performance. Under less efficient grinding conditions, the wet processing showed better sintering, with lower water absorption and equivalent or superior mechanical strength compared to the dry processing. It is concluded that the competitiveness of the dry processing is directly conditioned by obtaining highly efficient grinding, while the presence of water in the wet processing plays a decisive role in paste homogenization and final product performance.

Keywords

Ceramic tiles, porcelain tiles, dry grinding, dispersion, particle size, permeability, sintering.

Resumen

El procesamiento en seco de cuerpos cerámicos ha atraído un interés creciente en la industria de recubrimientos cerámicos debido a sus ventajas económicas y ambientales en comparación con el procesamiento en húmedo. Sin embargo, su rendimiento depende en gran medida de las características de las materias primas y la eficiencia del proceso de molienda. Este trabajo evaluó comparativamente la influencia del estado de aglomeración de partículas y la granulometría (residuo de molienda alto y bajo) en las propiedades fisicoquímicas de cinco arcillas con distintas características técnicas. Las muestras se molieron mediante procesamiento en seco en el laboratorio y se evaluaron inmediatamente después de la molienda en seco y después de la dispersión en agua, con el objetivo de analizar el efecto de la dispersión promovida en el procesamiento en húmedo. Las muestras se prensaron bajo la misma presión, se secaron y se cocieron en un ciclo de 40 minutos en un horno de rodillos de laboratorio. Las propiedades se determinaron en estado verde (densidad aparente, módulo de flexión de ruptura y coeficiente de permeabilidad al aire) y después de la cocción (absorción de agua, contracción lineal y módulo de flexión de ruptura). Los resultados mostraron que, en el procesamiento en seco, un menor residuo de molienda resulta en mayor densidad y resistencia mecánica en verde, pero menor permeabilidad, mientras que las pastas más gruesas pierden estas ventajas, lo que subraya la alta sensibilidad del procesamiento al tamaño de partícula. También se observó que el agua en el procesamiento húmedo promueve una mayor dispersión de partículas, reduciendo el tamaño de los aglomerados en comparación con el procesamiento en seco. Tras la cocción, la mayor reactividad asociada a una mejor dispersión en el procesamiento húmedo resultó decisiva para el rendimiento de la sinterización. En condiciones de molienda menos eficientes, el procesamiento húmedo mostró una mejor sinterización, con menor absorción de agua y una resistencia mecánica equivalente o superior en comparación con el procesamiento en seco. Se concluye que la competitividad del procesamiento en seco está directamente condicionada por la obtención de una molienda altamente eficiente, mientras que la presencia de agua en el procesamiento húmedo desempeña un papel decisivo en la homogeneización de la pasta y el rendimiento del producto final.

Palabras clave

Recubrimientos cerámicos, porcelánicos, molienda en seco, dispersión, tamaño de partícula, permeabilidad, sinterización.

Submetido em:
23/11/2025

Revisado em:
04/02/2026

Aceito em:
18/02/2026

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