Riassunto analitico
L'attuale situazione geopolitica e l'esigenza di ricorrere a risorse locali per dipendere il meno possibile da stati esteri ha portato ad un cambio di rotta nel rifornimento di materie prime. In particolar modo, la progressiva riduzione dei giacimenti di materie prime ha messo in crisi la produzione ceramica negli ultimi anni. Perciò in campo ceramico non è più possibile ragionare in termini di economia lineare, ma di economia circolare. Quest’ultima è un modello produttivo che consente un riciclo dei materiali esistenti e comporta una notevole riduzione dei rifiuti industriali. Dunque, il presente lavoro di tesi ha l’obiettivo di testare l’utilizzo di argilla rossa tedesca ed argille rosse italiane in un impasto per gres porcellanato in uso in ambito ceramico industriale. Le argille, dopo essere state caratterizzate, sono state inserite in quantità percentuali differenti in impasti lavorati fino ad ottenere dei risultati che mettano in evidenza le potenzialità di queste materie prime alternative nel loro impiego ceramico, in particolar modo per gres porcellanato, prendendo in considerazione anche i limiti tecnologici a livello industriale, al fine di ottenere un prodotto classificabile dal punto di vista commerciale. La prima parte del lavoro è stata svolta presso il Dipartimento di Scienze Chimiche e Geologiche di Modena, ed ha permesso la caratterizzazione delle tre argille rosse. La seconda fase è stata svolta presso l’ISTEC-CNR di Faenza (RA). Qui è stato simulato il processo industriale a scala di laboratorio, e le osservazioni sono state fatte sui campioni semilavorati (barbottina, verdi, secchi) e cotti. Sono stati formulati cinque impasti, di cui uno di riferimento (BASE) formato con la classica argilla ucraina, e gli altri aventi argilla tedesca (TED20 e TED35) e locale (RUG10 e RUG20) a sostituire in parte l’ucraina di partenza. Le sostituzioni sono state fatte sulla base della composizione chimica: l’impasto BASE ha un chimismo tipico da gres porcellanato, mentre negli altri impasti è stata aggiunta argilla rossa contenente Fe in modo da ottenere un aumento di Fe significativo, conservando un bilanciamento chimico che abbia un senso. L’argilla locale ha molto più ferro, dunque ne è bastato metterne di meno nell’impasto per ottenere la massima concentrazione di Fe, pari al 2 % circa. I parametri valutati sui campioni in verde sono densità apparente, espansione post-pressatura ed umidità. Per i provini secchi è stata calcolata la densità apparente. Sui provini cotti sono stati ricavati: ritiro lineare, densità apparente, assorbimento d’acqua e porosità aperta, oltre ai dati della colorimetria. Dalle analisi fatte sui provini semilavorati si nota che l’aggiunta di argilla locale non comporta variazioni considerevoli per le proprietà tecnologiche, mentre l’aggiunta di argilla tedesca negli impasti comporta una riduzione in termini di densità apparente ed un espansione post-pressatura leggermente più alta dei provini standard. Nei provini cotti, l’impasto base raggiunge la temperatura di massima densificazione a 1200 °C. Con gli impasti aventi argilla rossa locale si ha una diminuzione della temperatura di densificazione. Osservando la densità apparente si nota che sia RUG10 che RUG20 hanno un buon intervallo di stabilità, tra 1160 e 1180 °C. Le argille tedesche presentano molto più quarzo rispetto alle altre considerate nella prova. La presenza di quarzo, che in minima parte è refrattario, aumenta la temperatura di sinterizzazione di questi materiali, stimata a 1220 °C. Tutti i provini hanno una densità apparente che si aggira intorno ai 2,3-2,4 g/cm3. Il colore risulta essere modificato rispetto al benchmark iniziale, vista la presenza di Fe più alta nelle argille rosse utilizzate. Quanto ottenuto dimostra che le materie prime utilizzate in questo progetto di tesi possono essere impiegate per realizzare piastrelle in gres porcellanato.
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