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Calculo da absorção de agua, porosidade aparente e densidade.
Tipologia: Provas
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Estudante: NEYMARA CAVALCANTE NEPOMUCENO 11211936
AMANDA GOMES DE CARVALHO 11218288
Disciplina: Materiais Cerâmicos
João Pessoa, 07 de agosto de 2013
O objetivo principal desde módulo é avaliar as características dos materiais cerâmicos, como capacidade de
absorção de água, porosidade, porosidade aparente, propriedades mecânicas e viscosidade de dispersões argilosas. Ao
longo desse breve estudo, observa-se como a composição, temperaturas de queima e a que tipo de solução estão
dispersas as argilas interferem nas características dos materiais cerâmicos.
Introdução
Os materiais cerâmicos constituem-se de compostos metálicos e não-metálicos. “Estes materiais são tipicamente
isolantes à passagem de eletricidade e de calor, e são mais resistentes a altas temperaturas e ambientes rudes do que metais e polímeros. Com relação ao comportamento mecânico, cerâmicas são duras, mas muitofrágeis.” [1]
Outro fator importante que define as características dos materiais é o processo de sinterização, que consiste no aumento da temperatura mas, mantendo-a abaixo do ponto de fusão do material. Isso permite o agrupamento das
moléculas que compõem a cerâmica, com isso as imperfeições e os poros diminuem aumentando assim a densidade do material e diminuindo suas dimensões. Além disso a sinterização afeta diretamente a resistência a ruptura do material, por exemplo. Essas características variam e são determinadas de acordo com a temperatura de queima que é utilizada
durante a sinterização do material.
Materiais e métodos
O método gravimétrico foi utilizado para calcular a absorção de agua, porosidade aparente e densidade. Os passos para se medir por este método são os seguintes:
Feito isso, os seguintes dados foram obtidos e por seguinte podemos determinar os valores da absorção de agua, porosidade e densidade:
M-seco (g) M-úmido (g) M-imerso(g)
Am-01 13,738 16,961 8,
Am-02 12,787 15,959 8,
Densidade
A densidade é definida simplesmente como uma razão de massa e volume. Para materiais cerâmicos, a
densidade relativa é calculada levando em consideração a presença de poros presentes na estrutura do material, no
caso o volume da amostra e o volume dos poros abertos e fechados.
Para calcular a densidade utilizamos os dados da Tabela-1 e a seguinte equação:
No qual, , e são o peso seco, peso imerso e peso úmido, respectivamente.
AM-01 AM-02 AM-03 AM-04 AM-05 AM-06 AM-07 AM-08 AM-09 AM-
DR 0,612 0,599 0,831 0,845 0,653 0,629 0,725 0,624 0,624 0,
Tabela SEQ Tabela * ARABIC 5-Densidade relativa
Conclusão
Nesse contexto, para cada aplicação, há pelo menos uma propriedade relevante e que deve ser avaliada,
dependendo da função: química ou física. Logo, devido à porosidade elevada, a passagem de energia através da
estrutura é dificultada, isso porque o poro funciona como uma barreira. Essa condição favorece a utilização da
cerâmica como isolante térmico.
Introdução
O ensaio de flexão é muito comum em materiais cerâmicos dado à facilidade de preparação das amostras e de realização da medida. A amostra de formato simples, que pode ter seção quadrada, retangular ou circular, é apoiada sobre dois suportes equidistantes de suas extremidades. Este tipo de teste coloca a amostra sob dois tipos de tensões: tração e compressão. Da superfície superior até o plano paralelo a esta superfície situado a meia espessura atua a compressão. Dessa forma o material os planos tensionados deslizam e há a ruptura. A dificuldade deste ensaio está na dificuldade de fixar o corpo de prova e a deformação máxima ser pequena.
Materiais e métodos:
Primeiramente, realizaram-se as medidas do corpo de prova, utilizando um paquímetro. Em seguida o ajuste
do maquinário, levando em consideração o formato da retangular da amostra e a carga teórica que seria suportada pela
mesma.
Os dados coletados estão destacados na seguinte tabela: Am-01 Am-02 Am- Espessura 5mm 5,2mm 5,1mm Comprimento 58mm 57mm 56mm Largura 19,4mm 19,2mm 19,6mm Força máx (N) 123,126 202,268 173,
Tabela SEQ Tabela * ARABIC 6-Medidas do corpo de prova
Resultados
Há diversas maneiras de se calcular o modulo de ruptura, como por exemplo a razão entre o momento de inercia e a distância da linha neutra da superfície do corpo de prova. Outras propriedades que podem ser avaliadas no ensaio de flexão são a flexa máxima e o módulo de elasticidade, esses conceitos são apenas citados.
Nesse trabalho, utilizando os dados da tabela .(numeração da tabela )... .e com o auxilio da equação abaixo, foram calculados o modulo de resistência à flexão das amostras utilizadas na aula prática:
(modulo de resistência a ruptura)
Am-01 Am-02 Am-
Tabela SEQ Tabela * ARABIC 7-Modulo de resistência a flexão
Conclusão
Através dos resultados do ensaio de flexão, podemos classificar as cerâmicas e posteriormente determinar onde elas podem ser devidamente empregas. A tabela seguinte classifica os materiais cerâmicos de acordo com o modulo de resistência à flexão:
Tabela SEQ Tabela * ARABIC 8-Classificação dos materiais cerâmicos com relação ao modulo de resistência a flexão
As comparando os resultados obtidos, a amostra 1 e 3 são classificadas como semi-gres que pode é utilizado na fabricação de telhas, por exemplo. A amostra 2, é caracterizada como uma cerâmica porosa, podendo ser utilizada para a fabricação de revestimentos, como pisos, e azulejos.
O estudo reológico dos fluidos de perfuração foi feito após repouso de 24h do material. O fluido foi agitado durante 5min em agitador mecânico e transferido para o recipiente do viscosímetro. O viscosímetro, acionado na velocidade de 4000rpm durante 2min, foi efetuada a leitura da viscosidade aparente (VA). Logo após, a velocidade foi mudada para 300rpm durante 15s, foi efetuada a leitura da viscosidade plástica (VP). Após a medição das viscosidades, foi medido o Volume de Filtrado (VF). O fluido foi colocado num recipiente, com o fundo revestido com um papel filtro, e deixado sob pressão durante 30min. Segundo a norma da PETROBRAS N-2605.
Resultados:
As propriedades reológicas (viscosidade aparente (VA) e viscosidade plástica (VP)), obtidas para os fluidos de perfuração preparados com argila bentonítica “Bofe” e “chocolate” para diferentes tempos de leitura estão apresentadas nas Tabelas 1 e 2, respectivamente:
Propriedades reológicas VA (cP) 4, VP (cP) 2, VF(ml) 25ml Especificação da Petrobras NR-2604 VA ≥ 15,0 cP ; VP ≥ 4,0 cP e VF ≤ 18ml
Tabela 1- bofe
Propriedades reológicas VA (cP) 16, VP (cP) 12, VF(ml) 29 Especificação da Petrobras NR-2604 VA ≥ 15,0 cP ; VP ≥ 4,0 cP e VF ≤ 18ml
Tabela 2 - chocolate
A partir da determinação das viscosidades aparente e plástica realizou-se a avaliação dos produtos argilosos utilizados no preparo dos fluidos de perfuração. Comparando os resultados apresentados pelas dispersões preparadas com a amostra bofe com as especificações da Petrobras (1998), observa-se que os valores obtidos para VA e VP foram inferiores ao mínimo exigido, que é de 15,0 cP e 4,0cP, respectivamente. O valor obtido para VF encontrou-se acima dos padrões especificados, pois, apresentou valores superiores a 18ml, que é o mínimo exigido pela norma. Comparando os resultados apresentados na Tabela 2, com as especificações da Petrobras (1998), observa-se que os valores de VA e VP apresentados pelas dispersões preparadas com o chocolate foram superiores ao mínimo exigido, que é de 15,0 cP, e 0,4 cP, respectivamente, da mesma forma ocorreu para os valores de VF que alcançaram mais que o máximo exigido, que é de 18ml.
Conclusão:
Permeabilidade a gases-VF
