Riassunto analitico
La tesi prende in esame il metodo di macinazione a secco e granulazione di un impasto ceramico e l’impatto che questo ha sulle caratteristiche tecnologiche dei manufatti ceramici. Tale metodo è attualmente di grande interesse, in quanto economicamente vantaggioso per il risparmio energetico e d’acqua nel processo.
Questo progetto di tesi è stato redatto in cooperazione con LB Officine Meccaniche S.p.A, azienda che gode di un’esperienza pluriennale nella tecnologia di macinazione a secco e di granulazione.
La tesi si pone come obiettivo quello di analizzare le caratteristiche tecnologiche (modulo di rottura, assorbimento d’acqua, ritiro) di manufatti ceramici ottenuti per pressatura di granulati derivanti dalla lavorazione di semilavorati, definiti “semi-granulati”.
Sono stati preparati dodici diversi “semi-granulati”, ottenuti dal mescolamento di due semilavorati ceramici: polvere macinata a secco di un impasto da gres porcellanato smaltato e barbottina (ottenuta dalla stessa polvere macinata a secco, dispersa in acqua, con deflocculante).
I “semi-granulati” sono stati preparati con tre differenti rapporti barbottina/polvere secca, ottenendo prodotti con umidità diverse (12%, 14% e 16%); per ogni valore di umidità sono stati prodotti campioni con quattro tempi di mescolazione differenti (1/1min30sec, 3min, 4min 30sec e 7min).
Successivamente, i dodici “semi-granulati” sono stati lavorati in un innovativo impianto di granulazione, i cui utensili lavorano per impatto ed abrasione.
Con il materiale ottenuto dal processo di granulazione, sono state prodotte piastrelle 5x10 cm, successivamente cotte a diverse temperature (1175°C, 1185°C, 1195°C e 1205°C). Sui cotti sono state eseguite prove tecnologiche quali modulo di rottura, assorbimento d’acqua e ritiro ed un’analisi microstrutturale al SEM, sia in superfice che in sezione.
Per apprezzare la deformabilità dei granulati, sono state inoltre pressate piastrelle 5x10 cm, con gomme di durezza diversa interposte tra i tamponi della pressa e il materiale. Le piastrelle ottenute, sono poi state fotografate in luce radente, per valutarne la rugosità.
A parità di temperatura e ciclo di cottura, i dati rilevati dimostrano che i parametri tecnologici sono legati all’umidità originaria del “semi-granulato” ed al relativo tempo di mescolazione.
Questo comportamento è confermato dall’analisi microstrutturale al SEM, effettuata confrontando due “semi-granulati”: a) minore umidità e minor tempo di miscelazione, b) maggiore umidità e maggior tempo di miscelazione. Le immagini al SEM evidenziano una spiccata differenza di porosità, verosimilmente legata alla diversa deformabilità dei singoli granuli, caratteristica questa derivante dal metodo di preparazione dei “semi-granulati”. In particolare i risultati migliori in termini di porosità si sono ottenuti dai campioni derivanti dal “semi-granulato” al 12% di umidità, mescolato per un tempo di 1min30sec.
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