Drying of clay/diatomite hybrid ceramic plates: An experimental study

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v10i8.17174

Keywords:

Solid ceramic bricks; Humidity behavior; Drying process; Homogenization time; Temperature.

Abstract

In the production of ceramic bricks, the drying stage has a greater prominence for being substantial in the process, since the quality of the product is directly related to this stage. Drying on solid ceramic bricks with different percentages of diatomite tailings was experimentally carried out in an oven with forced air circulation. The experiments were carried out based on a 2k factorial experimental design as input factors, at air temperatures (60 and 110 °C), the homogeneity of the mixture (30 and 60 min), and the percentage of waste (10 and 30%). From the matrix of results, the influence of the planning parameters on the moisture behavior was statistically analyzed. About the results of the drying process of ceramic bricks, it was concluded that temperature is the main parameter that controls the removal of moisture from the material. It was observed that diatomite tailings reduce water retention in the specimens, with the best results being found for mixtures with 30% tailings. However, the inverse was verified for the homogenization time, with a tendency of greater water retention for longer times.

References

Almeida, K. S., Soares, R. A. L., & Matos, J. M. E. (2020). Efeito de resíduos de gesso e de granito em produtos da indústria de cerâmica vermelha: revisão bibliográfica. Revista Matéria, 25 (1). doi: 10.1590/s1517-707620200001.0893

Alves, H. J., Melchíades, F. G., & Boschi, A. O. (2008). Consumo de gás natural na indústria de revestimentos cerâmicos brasileira. Cerâmica. 54, (331), 326-331. doi: 10.1590/S0366-69132008000300009

Barreira, E., Delgado, J. M. P. Q., & Freitas, V. P. (2015). Wetting and Drying of Building Materials. Drying and Wetting of Building Materials and Components, 3, 51–69. doi: 10.1007/978-3-319-04531-3_3

Boukadida, N., Nasrallah, S. B., & Perre, P. (2007). Mechanism of two-dimensional heat and mass transfer during convective drying of porous media under different drying conditions. Drying Technology 18 (7), 1367 - 1388. doi: 10.1080/07373930008917783

Cadé, M. A., Nascimento, J. J. S., & Lima,A. G. B. (2005). Drying of Holed Ceramic Bricks: An Approach by Finite-Volumes. Matéria. 10 (3), 443 - 453. http://www.materia.coppe.ufrj.br/sarra/artigos/artigo10682

Crangle, R. D. (2014). Diatomite U.S. Geol. (2014) [Folheto]. Surv. Miner. Commodity Summaries,52–53.

Degirmenci, N., & Yilmaz, A. (2009). Use of diatomite as partial replacement for Portland cement in cement mortars. Construction and Building Materials, 23 (1), 284–288. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2007.12.008

França, S. C. A., & Luz, A. B. (2002). Beneficiamento de diatomita da Bahia. Série Rochas e Minerais Industriais, 7. http://www. http://mineralis.cetem.gov.br/handle/cetem/583

Gameiro, F., Brito, J., & Silva, D.C. (2014). Durability performance of structural concrete containing fine aggregates from waste generated by marble quarrying industry. Engineering Structures, 59, 654–662. doi: 10.1016/j.engstruct.2013.11.026

Goulart, M. R. (2010). Metodologias para reutilização do resíduo industriais, terra de diatomácea, proveniente da filtração e clarificação da cerveja. Dissertação (Mestrado em ciência do solo), Universidade do Estado de Santa Catarina-UDESC, Lages, Santa Catarina, Brasil.

Hadjar, H., Hamdi, B., Jaber, M., Brendlé, J., Kessaissia, Z., Balard, H., & Donnet, J. B. (2008). Elaboration and characterisation of new mesoporous materials from diatomite and charcoal. Microporous Mesoporous Materials, 107 (3), 219-226. doi: 10.1016/j.micromeso.2007.01.053

Macedo, A. R. S., Silva, A. S., Da luz, D. S., Ferreira, R. L. S., Lourenço, C. S., & Gomes, U. U. (2020). Estudo do efeito da diatomita nas propriedades físico-mecânicas do concreto. Cerâmica ,66 (337), 50-55. doi: 10.1590/0366-69132020663772561

Medeiros, F. K., Aquino, R. C. A., Rodrigues, A. M. T., Silva, H. C., Dias, I. B. C., & Ferreira, H. S. (2014). Produção de Tijolos Maciços e Placas Cerâmicas de Revestimento com Adição de Óleo Lubrificante Usado. Cerâmica Industrial, 19 (2), 38-45. doi: 10.4322/cerind.2014.071

Monteiro, F. M., Costa, F. A., Machado, T. G., & Assis, R. B. (2017). Caracterização de argila caulínitica da região metropolitana de Natal-RN – parte 1. 72º ABM Annual Congres, 72, 3658-3669. doi: 10.5151/1516-392X-30958

Monteiro, S. N., & Vieira, C. M. F. (2005). Effect of oily waste addition to clay ceramic. Ceramics International, 31 (2), 353-358. doi: 10.1016/j.ceramint.2004.05.002

Nascimento, J. J. S. Fenômenos de difusão transiente em sólidos paralelepípedos. Estudo de caso: Secagem de materiais cerâmicos. 2002. Tese (Doutorado em engenharia mecânica) - Universidade federal da paraíba- Joao pessoa, Paraíba, Brasil.

Nascimento, J. J. S., Lima, A. G. B., Teruel, B. J., & Belo, F. A. (2006) . Inf. Tecnol. 17 (6), 145-151.

Nociti, D. M. (2011). Aproveitamento de rejeitos oriundos da extração de minério de ferro na fabricação de cerâmicas vermelhas. Dissertação (Mestrado em engenharia mecânica na área de materiais) - Universidade Estadual Paulista, Guaratinguetá, São Paulo, Brasil.

Posi, P., Lertnimoolchai, S., Sata, V., & Chindaprasirt, P. (2013). Constr. Build. Mater. 47, 896.

Reis, A. S., Oliveira, J. N., Della-sagrillo, V. P., & Valenzuela-diaz, F. R. (2014). Caracterização e avaliação das propriedades cerâmicas de argila utilizada em cerâmica estrutural. Anais do 21º CBECIMAT - Congresso Brasileiro de Engenharia e Ciência dos Materiais, Cuiabá, MT, Brasil.

Rodrigues, L. R., Rodrigues, E. R.., Albani, C. B., Dos Reis, A. S., Louzada, D. M., & Sagrillo, D. V. P. (2019). Resíduo do processo Kraft (dregs) como matéria-prima alternativa para cerâmica vermelha. Cerâmica, 65 (373), 162-169. doi: 10.1590/0366-69132019653732431

Souza Santos P. (1975). Tecnologia das argilas. São Paulo: Edgard Blucher, Vol.1-2.

Schackow, A., Stringari, D., Senff, L., Correia, S. L., & Segadães, A. M. (2015). Influence of fired clay brick waste additions on the durability of mortars. Cement & Concrete Composites, 62, 82-89. doi: 10.1016/j.cemconcomp.2015.04.019

Zlatanović, I., Komatina, M., & Antonijević, D. (2013). Low-temperature convective drying of apple cubes. Applied Thermal Engineering, 53 (1), 114-123. doi: 10.1016/j.applthermaleng.2013.01.012

Wang, J., Law, C., Nema, P. K., Zhao, J., Liu, Z., Gao, Z., & Xiao, H. (2018). Pulsed vacuum drying enhances drying kinetics and quality of lemon slices. Journal of Food Engineering, 224, 129-138. doi: 10.1016/j.jfoodeng.2018.01.002

Published

08/07/2021

How to Cite

COSTA, R. F. .; FERREIRA, A. D. .; SILVA JUNIOR, J. J. da .; BARBOSA, P. M. A.; BANDEIRA, D. J. A. .; REZENDE, M. L. de S. .; NASCIMENTO, J. J. da S. . Drying of clay/diatomite hybrid ceramic plates: An experimental study. Research, Society and Development, [S. l.], v. 10, n. 8, p. e13710817174, 2021. DOI: 10.33448/rsd-v10i8.17174. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/17174. Acesso em: 8 nov. 2024.

Issue

Section

Engineerings