Cerâmica Industrial
https://ceramicaindustrial.org.br/journal/ci/article/doi/10.4322/cerind.2023.013
Cerâmica Industrial
Regular Reciclagem

Influence of MDF residues on the physical and mechanical properties of clay ceramic products, after firing

Influência dos resíduos de MDF nas propriedades físicas e mecânicas de produtos cerâmicos argilosos, após a queima

Influencia de los residuos de MDF en las propiedades físicas y mecánicas de los productos cerámicos de arcilla, después de la cocción

Rafael Braga da Cunha, Ytalo Luiz Ouriques Rodrigues, Reginaldo Severo de Macedo

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Abstract

The aim of this research is based on the social importance of using MDF waste in clay ceramic pastes for building applications, aiming at reducing the environmental impacts caused by the inappropriate disposal of waste and the exploitation of natural resources to obtain clay ceramic products. The goal of the work is to analyze the influence of the MDF residue addition on the physical-mechanical properties of clay ceramic pastes for the manufacture of ceramic blocks by uniaxial pressing forming method. The residues and ceramic pastes were characterized physically, chemically, and mineralogically using a range of methods. Physical characterization included determining particle 
size distribution laser diffraction, linear shrinkage, apparent porosity, plasticity and flexural strength. Chemical characterization was achieved by determining elemental composition (X-ray fluorescence). Mineralogical characterization was performed using scanning electron microscopy (SEM) for high-resolution imaging and elemental analysis. Subsequently, specimens were prepared with mixtures of 10 and 20% of the residue by mass, which were subjected to heat treatment at 800 and 900°C. The physical-mechanical properties were determined using the following tests: water absorption, apparent porosity, loss on ignition and flexural modulus of rupture. The results showed that, when subjected to high temperatures, the MDF residue is largely eliminated from the composition, leaving the body with high porosity, directly influencing the final strength of the product, making it impossible to immediately indicate the use of the material in civil construction.

Keywords

Clay ceramic; MDF; uniaxial pressing; porosity.

Resumo

O objetivo desta pesquisa baseia-se na importância social da utilização de resíduos de MDF em pastas cerâmicas argilosas para aplicações na construção civil, visando reduzir os impactos ambientais causados pelo descarte inadequado de resíduos e pelo aproveitamento de recursos naturais para a obtenção de produtos cerâmicos argilosos. O objetivo do trabalho é analisar a influência da adição de resíduo de MDF nas propriedades físico-mecânicas de pastas cerâmicas argilosas para a fabricação de blocos cerâmicos pelo método de conformação por prensagem uniaxial. Os resíduos e pastas cerâmicas foram caracterizados fisicamente, quimicamente e mineralogicamente usando uma variedade de métodos. A caracterização física incluiu a determinação da distribuição de tamanho de partículas por difração a laser, retração linear, porosidade aparente, plasticidade e resistência à flexão. A caracterização química foi realizada pela determinação da composição elementar (fluorescência de raios X). A caracterização mineralógica foi realizada por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV) de alta resolução e análise elementar. Posteriormente, foram confeccionados corpos de prova com misturas de 10 e 20% do resíduo em massa, os quais foram submetidos a tratamento térmico a 800 e 900°C. As propriedades físico-mecânicas foram determinadas por meio dos seguintes ensaios: absorção de água, porosidade aparente, perda ao fogo e módulo de ruptura à flexão. Os resultados mostraram que, quando submetido a altas temperaturas, o resíduo de MDF é em grande parte eliminado da composição, deixando a estrutura com alta porosidade, influenciando diretamente na resistência final do produto, impossibilitando a indicação imediata do uso do material em obras civis.

Palavras-chave

Cerâmica argilosa; MDF; prensagem uniaxial; porosidade.

Resumen

El objetivo de esta investigación se basa en la importancia social del uso de residuos de MDF en pastas cerámicas de arcilla para aplicaciones en construcción, con el hito de reducir los impactos ambientales causados por la disposición inadecuada de residuos y la explotación de recursos naturales para obtener productos cerámicos arcillosos. El objetivo del trabajo es analizar la influencia de la adición de residuos de MDF en las propiedades físico-mecánicas de pastas arcillosas para la fabricación de bloques cerámicos por el método de conformado por prensado uniaxial. Los residuos y pastas cerámicas se caracterizaron física, química y mineralógicamente mediante diversos métodos. La caracterización física incluyó la determinación de la distribución del tamaño de partículas por difracción láser, la contracción lineal, la porosidad aparente, la plasticidad y la resistencia a la flexión. La caracterización química se logró mediante la determinación de la composición elemental (fluorescencia de rayos X). La caracterización mineralógica se realizó mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) para imágenes de alta resolución y análisis elemental. Posteriormente, se prepararon especímenes con mezclas de 10 y 20% del residuo en masa, los cuales fueron sometidos a tratamiento térmico a 800 y 900°C. Las propiedades físico-mecánicas se determinaron mediante los siguientes ensayos: absorción de agua, porosidad aparente, pérdida por ignición y módulo de ruptura a la flexión. Los resultados mostraron que, cuando se somete a altas temperaturas, el residuo de MDF se elimina en gran parte de la composición, quedando el cuerpo con alta porosidad, lo que influye directamente en la resistencia final del producto, imposibilitando la indicación inmediata del uso del material en obras civiles.

Palabras clave

Cerámica de arcilla; MDF; prensado uniaxial; porosidad.

Submetido em:
21/02/2023

Revisado em:
24/04/2023

Aceito em:
02/05/2023

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