Optimisation du traitement thermique par le développement de nouvelles formulations de porcelaine dans l'industrie du sanitaire

Abstract

Le développement de nouvelles compositions de pâte en porcelaine pour appareils sanitaires à partir d’un mélange de kaolins, argiles, feldspaths et quartz, revient à faire varier le taux de l’oxyde de sodium Na2O au détriment de l’oxyde de potassium K2O, pour arriver à un rapport Na2O/K2O presque égal à 6 afin d’augmenter le volume de la phase vitreuse de la pâte à basse température de cuisson. Dans cette étude, nous avons caractérisé les matières premières utilisées pour développer les formules. Par la suite, nous avons fait un choix de formules et avons calculé la composition en différents oxydes « formules Seger ».La partie expérimentale qui consiste en la préparation des barbotines de coulage à partir des différentes formules a été menée dans un laboratoire industriel en collaboration avec la faculté des sciences et technique Settat au Maroc. Les propriétés physico-chimiques des pâtes crues ont été étudiées en termes de granulométrie, de surface spécifique et de retrait au séchage. Enfin, les transitions thermiques des pâtes préparées ont été déterminées par calorimétrie différentielle à balayage « DSC » et thermogravimétrie « TG ». La deuxième étape consiste à traiter thermiquement à différentes températures et temps de palier dans un four électrique de laboratoire les barrettes préparées et par la suite les caractériser après cuisson, en terme d’absorption d’eau, du retrait total et enfin de résistance mécanique. Les résultats de l’étude affirment qu’il est possible de réduire la température de cuisson à trente degré Celsius (30°C) moins que l’habituel avec un rapport d’oxyde de sodium par rapport à l’oxyde de potassium (Na2O/K2O) égal à 5.76. A la fin, en se basant sur la diffraction des rayons X, nous avons caractérisé la morphologie minérale de la pâte céramique obtenue comme résultat de la recherche en particulier l’existence de la mullite du quartz résiduel et de la phase amorphe. L’analyse dilatométrique et la mesure de la densité, ont montré qu’il s’agit d’une pure porcelaine qui peut être utilisée pour la fabrication d’appareils sanitaires avec une cuisson à 1190°C et durée de palier de 30 mn.