argilas

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  1. 1. 5. ARGILAS As argilas, juntamente com a areia-base e a água constituem-se num dos três componentes básicos das areias de moldagem. Quando umedecidas, elas conferem às areias as propriedades coesivas necessárias à moldagem. Em vista das variações de características aglomerantes observadas nos diversos tipos de argila e da importância do papel exercido pela argila na areia de moldagem, um estudo, ainda que sumário, dos tipos disponíveis para uso em fundição e não apenas justificado, mas altamente necessário. 5.1 - Definições e conceitos gerais A Norma P-TS-4 da ABNT (1961) definia argila como “uma rocha, geralmente plástica, constituída essencialmente por silicatos de alumínio hidratados, denominados minerais de argila ou argilominerais, que pode conter sílica livre e outras impurezas”. Outras definições concordam basicamente com essa. Algumas ressaltam o ponto de que uma argila pode ser constituída por um único argilomineral, mas normalmente contém diversos; outras, como a de Grim, evidenciam a característica lamelar da estrutura cristalina das argilas, chamando a atenção para a provável ligação entre a plasticidade das argilas e a forma lamelar de suas partículas. As impurezas encontradas nas argilas variam em teor e espécie, segundo o tipo de argila e depósito, dependendo principalmente da gênese do depósito em questão e de sua localização e proximidade de fontes de impurezas. A principal impureza encontrada nas argilas é a sílica, que ocorre na forma de partículas de dimensões comparáveis às da própria argila. Outras impurezas comuns são os feldspatos, gipso, pirita, magnetita etc. Algumas argilas mostram contaminações de matéria orgânica proveniente de depósitos carbonáceos a elas superpostos. As argilas são, geralmente, agrupadas para fins de classificação, segundo os argilominerais que predominam em sua constituição. Apenas dois (ou possivelmente três) dos diversos grupos existentes nas classificações mais completas apresentam interesse para uso como aglomerantes em areias de moldagem: • o grupo da caulinita, caracterizado por apresentar predominância de argilominerais cuja estrutura cristalina é constituída caracteriza-se pela existência de “camadas” constituídas pela alternância de uma “folha” tetraédrica de átomos de silício e oxigênio e de uma “folha” octaédrica de átomos de alumínio e hidroxilas, por isso designadas camadas 1:1. • o grupo da ilita, que apresentam estrutura cristalina em que as camadas são constituídas por três folhas, sendo uma central dioctaédrica ou trioctaédrica de alumínio e hidroxilas ligada a duas folhas tetraédricas de silício e oxigênio, tendo entre as camadas cátions potássio adsorvidos. • o grupo da montmorilonita, que como o grupo da ilita, reúne argilominerais com camadas 2:1, constituídas de 3 folhas, diferenciando-se daquele principalmente pelos tipos e hidratação dos cátions adsorvidos entre camadas; as argilas deste grupo são também denominadas esmectitas. As considerações que seguem referem-se aos dois grupos mais importantes para uso em fundição: o grupo da caulinita e o grupo da montmorilonita. 33
  2. 2. 5.2 - Estrutura da caulinita Como foi mencionado no parágrafo anterior, as caulinitas apresentam, em sua estrutura, igual número de folhas tetraédricas (silício-oxigênio) e octaédricas (alumínio-hidroxilas), comumente designadas “folha de sílica” e “folha de gibbsita”, respectivamente. Diz-se, por isso, que a caulinita é um argilomineral com camadas 1:1 (de 2 folhas). Na folha de sílica, cada átomo de silício está ligado a quatro átomos de oxigênio, dos quais, 3 são repartidos com os tetraedros vizinhos, resultando na configuração hexagonal característica dessa folha. Um átomo de oxigênio em cada tetraedro continua apresentando uma valência insatisfeita. Na folha de gibbsita, cada átomo de alumínio é circundado por 6 hidroxilas (OH-), formando os octaedros característicos dessa folha. Na realidade, o tipo de ligação é tal que cada OH- recebe meia valência de cada 2 Al+++ adjacentes, de modo que as cargas dessa folha são equilibradas. A disposição dos átomos e seu espaçamento resultam numa configuração hexagonal semelhante à da folha de sílica, o que permite a justaposição das mesmas formando uma camada 1:1. As ligações entre elas decorrem da eliminação de dois terços das hidroxilas da interface da folha de gibbsita e de sua substituição pelas valências insatisfeitas da folha de sílica. Figura 5.1 – Estrutura da caulinita 3. O resultado é uma estrutura cristalina definida e equilibrada em que se tem igual número não só de folhas de sílica e gibbsita alternadas, como também de átomos de silício e de alumínio. A fórmula química que a representa é A14Si4O10 (OH)8 ou A12O3.2SiO2 .2H2O. Essa estrutura cristalina reflete-se na morfologia das partículas de caulinita, as quais se apresentam na forma de lamelas com contornos hexagonais tendo espessura em geral bem menor que as outras duas dimensões, conforme o exemplo da figura 5.2. A caulinita não apresenta, portanto, cargas insatisfeitas entre camadas, podendo apresentá-las apenas nas bordas de partículas fraturadas e nas superfícies externas, onde se torna possível a fixação de moléculas de água ou certos cátions. 34
  3. 3. 5.3 - Estrutura da montmorilonita Na montmorilonita (assim como na ilita) a unidade estrutural consiste, em essência, de uma folha de gibbsita entre duas folhas de sílica, pertencendo, portanto, à família dos argilominerais com camadas 2:1 de 3 folhas. As ligações entre as folhas se processam de maneira análoga à que ocorre na caulinita. Nas argilas desse grupo, entretanto, o alumínio (Al+++) foi parcialmente substituído por magnésio (Mg++). Dessa maneira, a estrutura (que de Figura 5.23– Caulim, réplica de carbono; outra forma estaria totalmente balanceada em termos de 20.000× . cargas) apresenta uma deficiência de cargas positivas (ou excesso de cargas negativas), que são satisfeitas por cátions sódio (Na+), cálcio (Ca++) ou outros, em geral hidratados, os quais ficam posicionados entre as unidades estruturais de tal modo que permitem alguma movimentação relativa das camadas contíguas. Embora também seja um argilomineral com camadas 2:1 de 3 folhas, a ilita se caracteriza por ter apenas potássio (K+) como cátion adsorvido entre folhas. Portanto, as partículas de argila montmorilonítica poderiam ser comparadas a um maço de cartas de baralho, onde cada carta representa uma camada constituída pelas três folhas descritas. A figura 5.3 compara, de maneira esquemática, as estruturas dos argilominerais descritos acima. A presença dos cátions adsorvidos na superfície de cada camada unitária da montmorilonita é muito importante, pois determina grandes diferenças de propriedades entre esse tipo de argila e a caulinita. Não se tem certeza de qual seja o exato mecanismo que determina essas diferenças, mas supõe-se que devido às pequenas dimensões dos espaçamentos interatômicos da folha de sílica, a maioria dos cátions adsorvidos não encontra aí nenhum recesso onde se alojar, sendo obrigados a se posicionar externamente à face da lamela unitária. Isto impõe um certo espaçamento mínimo entre lamelas adjacentes que depende do raio iônico do cátion adsorvido. Esse espaçamento inicial e a ausência de ligações fortes entre lamelas contíguas permitem a introdução de moléculas de água que vão formando camadas monomoleculares rigidamente ligadas à superfície das folhas de sílica. As montmorilonita são capazes de adsorver de forma rígida entre as lamelas, até três camadas monomoleculares de água, alinha das de forma bastante perfeita. A cada camada monomolecular adsorvida, o espaçamento entre lamelas aumenta e, inversamente, o espaçamento diminui a cada camada removida (por aquecimento, por exemplo). As montmorilonitas ocorrem naturalmente com algum tipo de cátion adsorvido. As mais famosas são aquelas encontradas entre os estados de Wyoming e South Dakota, nos Estados Unidos, que são as mais importantes e conhecidas ocorrências naturais de montmorilonitas sódicas (o cátion adsorvido é o sódio). Figura 5.3 – Estrutura esquemática de alguns dos principais argilominerais 3 . 35
  4. 4. Essas montmorilonitas, também chamadas de “bentonitas” foram formadas em decorrência da alteração de cinzas vulcânicas e os cátions Na+ foram fornecidos por mares salgados que em épocas remotas cobriram a região. Igualmente de origem vulcânica são as montmorilonitas do Mississipi e do Alabama (E.U.A.). Nestas, porém, a presença cálcio de origem fóssil, determinou a adsorção preferencial de cátions Ca ++, dando como resultado montmorilonitas (ou bentonitas) cálcicas. Em outras partes do mundo e em diferentes condições formaram-se depósitos semelhantes. Mas, como as propriedades das montmorilonitas decorrem, em última análise, da introdução de “defeitos” no reticulado cristalino no inicio de sua formação geológica e, posteriormente, da adsorção de cátions de diversos tipos conforme disponibilidade local, deve-se esperar diferenças de propriedades entre montmorilonitas provenientes de diversos depósitos, embora todas elas sejam constituídas essencialmente pelo mesmo argilomineral. 5.4 - Capacidade de troca de cátions Em § 5.2 e § 5.3 mencionou-se a possibilidade que têm os argilominerais de fixar cátions sobre camadas de sílica ou nas bordas de partículas fraturadas. Esses cátions podem, em geral, ser substituídos por outros. Na realidade, para se determinar a quantidade de cátions adsorvidos pela argila, o método normalmente usado é o de substitui-los por outros que nunca sejam encontrados nas argilas naturais. Pode-se, por exemplo, lixiviar a argila com uma solução aquosa de benzil-trimetilcloreto de amônio ou com soluções de acetato de amônio. Os cátions deslocados (Ca ++, Na+ e K+) podem ser quantitativamente determinados por fotometria de chama. O magnésio pode ser determinado por diferença entre a dureza total (Ca++ mais Mg++) e o Ca++ obtido por fotometria. Assim, a capacidade de troca de cátions exprime na realidade, a quantidade de cátions adsorvidos nas superfícies dos argilominerais. A unidade de medida empregada é miliequivalentes por l00g de argila ou substancia argilosa (meq/l00g). O equivalente químico de íons mono-atômicos é definido como o átomo grama dividido pela valência. Na prática, é possível deslocar um cátion originalmente adsorvido numa argila por outro, embora se tenha razões para crer que essa substituição não deva ser sempre possível ou reversível. Alguns pesquisadores afirmam que cátions de maior valência possam deslocar ou substituir cátions de menor valência, mas não o contrário. O mais provável, no entanto, é que o mecanismo de substituição envolva uma reação química de dupla troca, por exemplo 2+ + 2+ + Cabent + 2 Nasol . ↔ Casol + 2 Nabent cuja constante de equilíbrio é dada por K = ( aCa 2 + ) ⋅ ( a Na + ) 2 sol bent ( aCa 2 + ) ⋅ ( a Na + ) 2 bent sol De qualquer modo, através da “ativação” de montmorilonitas cálcicas com carbonato de sódio não se consegue atingir exatamente as mesmas propriedades observadas nas bentonitas sódicas naturais, seja por atingir um equilíbrio químico, seja por outra razão. Como resultado de uma ativação obtém-se um material com propriedades intermediárias entre a bentonita ativa e a não ativada. 5.5 - A influência dos cátions adsorvidos As influências dos cátions Ca++ e Na+ nas propriedades das montmorilonitas são bastante conhecidas dos fundidores e extensivamente comentadas na literatura técnica, embora a explicação das causas 36
  5. 5. para tais diferenças ainda seja assunto para discussão. As caulinitas, por outro lado, apresentam uma capacidade de troca de cátions muito pequena, quando comparada com as normalmente observadas para as montmorilonitas, não se tendo detectado correlações importantes entre a capacidade de troca de cátions ou o tipo de cátion adsorvido e as propriedades, a não ser nos casos de exemplares em que teores ponderáveis de outros argilominerais (como montmorilonita, por exemplo) estejam presentes no depósito. A presença de cátions Ca++ ou Na+ nos depósitos de montmorilonitas naturais, resultam, como já foi visto em § 5.3, num espaçamento das lamelas unitárias que facilita a introdução de camadas monomoleculares de água. As moléculas polares de água são atraídas fortemente para a superfície da camada de sílica pelas cargas negativa existentes em decorrência da substituição de alumínio por magnésio e eventualmente ferro, e de silício por alumínio. Como os pólos negativos das moléculas de água de cada camada adsorvida permanecem voltados para o exterior, a face externa da cada camada continua sendo negativa, de modo que outra camada monomolecular de água pode ali se fixar e assim por diante. Os cátions Na+ e Ca++ diferem entre si quanto ao raio iônico e à valência, o que leva a diferenças importantes de comportamento entre montmorilonitas sódicas e cálcicas. O espaçamento entre lamelas contíguas numa montmorilonita sódica isenta de água adsorvida é menor do que numa montmorilonita cálcica em igual condição. A explicação que costuma ser dada para isso é que, sendo monovalentes, cada um dos cátions Na+ tem possibilidade de ligar-se apenas a uma carga negativa resultante do excesso gerado pela substituição de Al por Mg na camada de gibbsita, enquanto que cada cátion cálcio Ca++ pode neutralizar duas dessas cargas, diminuindo, dessa forma, as forças de repulsão entre lamelas contíguas. Por essa razão, as partículas de montmorilonita sódica apresentariam em alto grau a capacidade de se expandirem e se contraírem (“inchamento”) conforme as moléculas de água são adsorvidas entre as lamelas unitárias ou dessorvidas, enquanto que as cálcicas não “incham” ou o fazem em grau muito reduzido. Dessa forma, o umedecimento das montmorilonitas sódicas exige mais tempo e energia devido ao pequeno espaçamento interlamelar inicial; mas uma vez conseguido, obtém-se uma expansão das partículas de argila (inchamento) à medida que a quantidade de água adsorvida aumenta. Quando essa água é expulsa, por aquecimento, as lamelas se reaproximam e as partículas se contraem. Esta propriedade só será perdida se os cátions sódio estabelecerem ligações firmes que evitem a separação das lamelas unitárias e, portanto, a reabsorção de água nas superfícies entre lamelas. Isto acontece apenas a temperaturas próximas dos 620°C. Os cátions Ca++, divalentes e de maior diâmetro atômico que o Na+, estabelecem no espaçamento entre lamelas unitárias contíguas uma distância mínima suficiente para a acomodação de duas camadas monomoleculares de água; em decorrência disso, o umedecimento de uma montmorilonita cálcica seca exige menor tempo e energia do que os que se observam para uma montmorilonita sódica. Por outro lado, os íons Ca++ estabelecem ligações mais fortes que os íons Na+, tendo possibilidade inclusive de ligar-se simultaneamente a duas lamelas contíguas e restringindo, dessa forma, a sua movimentação relativa. Por essa razão, as partículas de montmorilonita cálcica expandem-se muito pouco ao absorverem água, como também pouco contraem à medida que perdem água. A temperaturas superiores a cerca de 320°C, os cátions Ca++ começam a estabelecer ligações químicas ainda mais rígidas (fixação térmica do Ca++). A massa argilosa torna-se frágil antes de 600°C. As considerações acima servem para explicar algumas das diferenças importantes, observadas na prática de fundição, entre montmorilonitas (ou bentonitas) sódicas e cálcicas, como: • a maior facilidade de desenvolvimento de resistência a verde das bentonitas cálcicas; • a maior facilidade ou rapidez de secagem de areias de moldagem ou moldes aglomerados com bentonita cálcica; • a maior plasticidade a quente das bentonitas sódicas; • o maior inchamento e contração das bentonitas sódicas, respectivamente por adsorção e 37
  6. 6. dessorção de água, resultando em maior capacidade de acomodação da expansão térmica dos grãos de areia-base; • a maior resistência a seco das bentonitas sódicas; • a maior durabilidade das bentonitas sódicas, decorrente da temperatura mais alta necessária para a fixação térmica do Na As montmorilonitas brasileiras não têm, em geral, a mesma gênese das americanas ou das argentinas (exceção feita a alguns depósitos de pequena importância comercial, as montmorilonitas brasileiras não poderiam, a rigor, ser denominadas “bentonitas”; entretanto, o nome bentonita tem sido usado pelos produtores e pelos fundidores para designar nossas montmorilonitas de modo que, apesar da impropriedade, essa designação será empregada doravante neste texto). Nas “bentonitas” brasileiras, que ocorrem em quantidades comerciais principalmente no Estado da Paraíba (ocorrências no Rio Grande do Norte, em Minas Gerais, em São Paulo e outros estados não se têm revelado comercialmente aproveitáveis), predominam o Ca++ e possivelmente H3O+ como cátions trocáveis. Embora as análises químicas revelem teores relativamente elevados de potássio (determinado como K2O), esse elemento pode estar presente como impureza, na forma de feldspato. Alguns exemplares apresentam, na forma natural comportamento típico de bentonita cálcica. Várias bentonitas brasileiras são comercializadas no estado “ativado” ou como bentonitas sódicas. Nessa forma, elas são capazes de conferir às areias de moldagem propriedades a verde e a seco que se aproximam das conseguidas com bentonitas sódicas naturais. Algumas variedades selecionadas provenientes da Paraíba e do Rio Grande do Norte, chegam a superar os níveis de resistência a verde e a seco obtidos em ensaios paralelos com bentonitas do Wyoming (U.S.A.). Em termos de durabilidade, no entanto, os comportamentos são bem distintos, observando-se início de calcinação na faixa aproximada de 450 a 500°C (contra 300-350°C para as bentonitas cálcicas e cerca de 600°C para as bentonitas sódicas naturais). 5.6 - Identificação de argilas As partículas individuais de argila são pequenas demais para que possam ser vistas mesmo com o auxílio de potentes microscópios ópticos. As partículas de montmorilonita são difíceis de observar mesmo ao microscópio eletrônico. Por essa razão, até cerca de 50 anos atrás, tudo o que se conhecia a respeito de minerais de argila era pouco mais que meras especulações baseadas em análises químicas. As idéias básicas que hoje predominam a respeito da estrutura das argilas foram introduzidas em 1929 por Pauling, que usou o método da difração de raios-X para estudar o arranjo dos átomos na estrutura das argilas. Os trabalhos de Grim e colaboradores, a partir de 1936, enfocaram de modo especial o comportamento das argilas como constituintes de massas cerâmicas, mas também como aglomerantes em areias de fundição. As investigações que se seguiram mostraram que as argilas são constituídas de partículas lamelares com espessura muito menor que a largura e o comprimento e com estruturas cristalinas conforme descritas em §5.2 e §5.3. Atualmente, para identificação das argilas empregam-se, além das análises químicas, dos métodos de difração de raios-X e de métodos para determinação quantitativa dos cátions trocáveis e da capacidade de troca total, ensaios reológicos de barbotinas (suspensões de argila em água), ensaios empíricos (como o “limite líquido” ou “limite de liquidez”, por exemplo), análise térmica diferencial, análise termogravimétrica e o ensaio do azul de metileno, entre outros. Algumas características usadas para distinguir entre diversos argilominerais são mencionadas a seguir. 38
  7. 7. a) Distância interplanar basal Essa expressão é usada para denominar a distancia entre planos basais equivalentes ou correspondentes de duas lamelas unitárias contíguas, medida por difração de raios-X. Essa distância é de 7,2Å (1Å = 10-8 cm) para a caulinita, de 10,0Å para as micas hidratadas (ilitas) e de 14,0 a 15,0Å para as montmorilonitas hidratadas (*) (10,0Å para as montmorilonitas anidras, podendo chegar a 18,0Å). b) Capacidade de troca de cátions A capacidade de troca de cátions dos argilominerais do grupo da caulinita fica compreendida na faixa de 1 a 10 meq/l00g. Já para as micas hidratadas esse valor sobe a cerca de 30 meq/l00g. No grupo das montmorilonitas, são comuns valores de 65 a 80 meq/l00g, podendo chegar a 100 ou mais, através de substituição de cátions. Para o controle rotineiro nas fundições, o chamado “teste do azul de metileno”, por sua simplicidade de execução e relativa precisão, tem se revelado bastante útil como ferramenta para verificação de constância de qualidade das argilas. c) Análise térmica diferencial Quando aquecidas, as argilas passam por transformações químicas e estruturais que se dão com adsorção ou liberação de energia térmica (transformações endotérmicas e exotérmicas). A ocorrência ou não de determinadas reações, as temperaturas em que elas se dão e, às vezes, a quantidade relativa de energia consumida ou liberada são fatores que servem para caracterizar determinados argilominerais ou processamentos pelos quais eles tenham passado. A análise térmica diferencial permite detectar a ocorrência dessas reações. O procedimento usado é o de aquecer conjuntamente, lenta e uniformemente, uma amostra do material a ser ensaiado e um material “inerte” (que na faixa de temperaturas a ser estudada não apresente qualquer alteração). Posicionam-se dois pares termoelétricos, um para Fig. 5.4 - Alguns exemplos de termogramas de argilas, com cada amostra, ligados entre si e comentários para interpretação das curvas. a um registrador gráfico de tal maneira que o registro obtido corresponda às diferenças (positivas ou negativas) de temperaturas entre a amostra em ensaio e o (*) Neste caso, os termos “anidra” ou “hidratada” referem-se aos cátions intercalados entre lamelas unitárias. 39
  8. 8. material inerte. A figura 5.4 mostra alguns exemplos de termogramas de argilas. O exame e a interpretação de curvas desse tipo permitem deduzir, por exemplo, que: • a estrutura da montmorilonita desaparece entre 850 e 900°C, formando-se mulita e cristobalita ou, nas bentonitas cálcicas, cordierita; • nas montmorilonitas ricas em ferro e na presença de magnésio, o desenvolvimento de uma fase cristalina como a mulita fica inibido; • a cristobalita forma-se na presença de Ca, mas o Na e o K evitam sua formação; isto significa que o Ca promove a formação de uma fase cristalina frágil a altas temperaturas, enquanto que o Na+ e o K + facilitam a fusão e contribuem para a plasticidade a quente. • uma argila caulinítica mostra alteração estrutural a 600°C (formação de mulita primária, pico endotérmico) e uma segunda mudança a 1000°C (formação de mulita secundária, pico exotérmico). d) Termogravimetria A termogravimetria, isto é, a detecção das variações de massa de uma amostra à medida que ela vai sendo aquecida lenta e uniformemente, também fornece indicações importantes a respeito das modificações que ocorrem pelo aquecimento. Estas modificações podem ser usadas para a caracterização de argilas. Existem equipamentos bastante precisos capazes de registrar as perdas de peso da amostra à medida que ela vai sendo aquecida. Os custos de tais equipamentos fazem com que seu uso se limite a alguns laboratórios de pesquisa. Entretanto, para ensaios de recepção de materiais argilosos, é possível conduzir um ensaio aproximado, pesando-se a amostra fria após aquecimentos a diversos níveis crescentes de temperatura. Ensaios desse tipo permitem determinar as faixas aproximadas de temperatura em que ocorrem as perdas de água adsorvida, de hidroxilas e, eventualmente, a decomposição de certos constituintes ou produtos incorporados à argila (matéria orgânica e carbonatos, por exemplo). e) Testes com suspensões aquosas ou barbotinas O grau de inchamento, observado quando se suspende em água argilas montmoriloníticas sódicas, naturais ou ativadas, ou então a viscosidade da lama ou barbotina resultante, são ensaios complementares de caracterização de argilas (particularmente de montmorilonitas). Esses testes têm maior significação nas aplicações de bentonitas como agentes de suspensão ou lamas para perfuração de poços de petróleo, mas encontraram emprego na indústria de fundição como testes de recepção. 5.7 - As argilas no processo de fundição Quando usadas como aglomerantes em areias para moldagem, as argilas, juntamente com o restante da areia, sofrem repetidas solicitações térmicas tanto mais intensas quanto maior a temperatura de vazamento da liga e quanto maior a peça fundida. Nos parágrafos anteriores, indicaram-se as temperaturas que as diversas argilas podem suportar sem perder suas características aglomerantes e deu-se uma idéia do comportamento a quente de algumas delas. Devido ao fato de que as areias de moldagem são na maioria das fundiç3es, reutilizadas um número 40
  9. 9. indefinido de vezes, é inevitável que se tenha, na areia do sistema uma certa quantidade de argila termicamente alterada (inerte). Essa parcela de argila inerte não apenas não contribui para a aglomeração da areia (e, por isso, tem que ser compensada com adições de argila nova), como pode causar problemas sérios de defeitos nas peças fundidas. A quantidade de argila que se torna inerte a cada ciclo de utilização da areia é, entre outros fatores, função da temperatura em que se dá a alteração térmica. Algumas argilas são “destruídas” a temperaturas bastante baixas (por exemplo, as montmorilonitas que tem o H30+ como cátion trocável tornam-se inertes a temperaturas inferiores a 100°C), enquanto outras suportam temperaturas até cerca de 600°C (bentonitas sódicas naturais). Essas importantes diferenças não são mostradas pelos ensaios de resistência à compressão à temperatura ambiente efetuados como controle de rotina nas fundições. Seria de todo desejável que os fornecedores de argilas para fundiç3es executassem ensaios a quente e de durabilidade desses materiais. Para evitar maiores problemas associados a baixa durabilidade das argilas e a inadequado comportamento a quente, as próprias fundições podem conduzir ensaios de recepção que forneçam informações importantes a esse respeito. Além dos ensaios físicos à temperatura ambiente, o teste do azul de metileno, embora simples e relativamente rápido, é extremamente útil por fornecer um índice da capacidade de troca de cátions da argila. Efetuando-se esse ensaio sobre amostras pré-aquecidas a determinadas temperaturas e depois esfriadas, é possível ter-se uma idéia bastante precisa da durabilidade de uma argila. Para se ter uma informação mais completa sobre resistência e plasticidade a altas temperaturas, são necessários equipamentos de laboratório que, por seu elevado custo, estão além das possibilidades da maioria das fundições. Entretanto, alguns ensaios práticos de fundição de peças em condições padronizadas, podem suprir essa deficiência. É essencial que se tenha em mente a importância da caracterização prévia da argila antes de colocá-la em uso. Uma vez introduzida no sistema de areia, uma argila inadequada só pode ser eliminada pelo descarte de quantidades expressivas de areia e sua substituição por areia nova, o que por si só onera o custo das peças fundidas, sem contar os problemas de refugo de peças que ela causa. A urgência de saldar os compromissos de produção é, muitas vezes, a razão alegada para justificar a introdução no sistema de areia de materiais cuja qualidade não foi verificada previamente. É bastante possível que os prejuízos incorridos num descuido desse tipo serão maiores que os que se teria se a fundição simplesmente parasse à espera da aprovação (ou reprovação) do material pelo laboratório. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 1. American Foundrymen's Society - Processing and Controlling Clay-bonded Foundry Sand, 1971. 2. SOUZA SANTOS, P. - Contribuição para o conhecimento das argilas usadas como aglomerantes de areias de moldagem no Estado de S.Paulo. Engenharia, Mineração e Metalurgia, 47 (219, 220 e 221), 1963. 3. SOUZA SANTOS, P. - Tecnologia de Argilas, Editora USP e Editora Edgard Blücher Ltda., 1975. 4. SANDERS, C. A. 5. BROSCH, C.O. Foundry Sand Practice. American Colloid Company, Skokie, Ill., 1978. Argilas e Bentonitas para fundição. ABM Boletim, 9 (30): 93-108, 1953. 41
  10. 10. 6. GRIM, R.E. e CUTHBERT, F.L. The bonding action of clays, University of Illinois Bulletin, 42 (50), 1945. 7. SCRATA Data Sheets on Moulding Materials, 3rd ed. Sheffield, l967. 8. YEARLEY, B.C. Sand testing can be improved. Foundry, jan. 1967. 9. TARQUINO, T. e BOLDING, D. Sand control with the methylene blue test. Foundry, fev. 1969. 10. DIETERT, H. W., GRAHAM, A. L. e SCHUMACHER, J. S. A new Methylene Blue Procedure for Determination of Clay in System Sands. Transactions of the AFS, 78 : 208, 1970. 11. HOFFMAN, F., SCHALLES, O., KOTTENHAHN, H. e MORCOS, S. Methylenblau an Kaolin Ton und Bentonit. Giesserei, 54 : 97, 1967. 42 Die Adsorption von

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