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The Journal of Engineering and Exact Sciences - JCEC 
ISSN: 2527-1075 
 
 
Vol. 0X N. 0Y (201Z) 00AA–00BB doi: https://doi.org/10.18540/252710750X0Y201Z00AA 
OPEN ACCESS 
 
 
CARACTERIZAÇÃO MECÂNICA DE COMPÓSITO 
PRODUZIDO A PARTIR DOS RESÍDUOS DE ESTEATITA 
 
MECHANICAL CHARACTERIZATION OF COMPOSITES PRODUCED FROM 
STEATITE RESIDUES 
 
C. E. da ROCHA1, M. V. VENANCIO1, P. H. B. P. GUIMARÃES1, C. R. FERREIRA1 
 
1 Instituto Federal de Minas Gerais – Campus Ouro Branco, Departamento de Engenharia de 
Metalúrgica, Brasil 
E-mail: valentim.maik@gmail.com 
 
 
RESUMO: A esteatita é um mineral de origem metamórfica conhecida por apresentar granulometria fina e 
poucas aplicações. Neste trabalho, procura-se indicar novas aplicações para este material, reaproveitando 
resíduos do processamento de pedra sabão. Os resíduos obtidos foram peneirados a 20 mesh, o passante foi 
misturado com argamassa refratária para cerâmicos, acetato de polivinila (PVA), parafina granulada e água. 
As misturas foram então compactadas com forças de 10, 20 e 30 KN, com uma pré-carga de 5 KN, levadas a 
um Forno Mufla com aquecimento em rampa até atingir uma temperatura de 800ºC e mantidas a essa 
temperatura durante 1h. Para aferição das propriedades mecânicas do compactado, foram realizados ensaios 
de compressão diametral. No qual, demostraram que os resíduos compactados na presença dos aglomerantes, 
apresentaram resistência mecânica inferior devido à porosidade provocada pela volatilização da parafina. 
 
ABSTRACT: Steatite is a mineral of metamorphic origin known to have fine granulometry and few 
applications. In this work, we try to indicate new applications for this material, reusing waste from soapstone 
processing. The obtained residues were sieved at 20 mesh, the passant was mixed with ceramic refractory 
mortar, polyvinyl acetate (PVA), granular paraffin and water. The blends were then packed with forces of 10 K, 
20 KN and a preload of 5 KN, taken to a Muffle Furnace with ramp heating to a temperature of 800 ° C and 
held at that temperature for 1 h. To measure the mechanical properties of the compacted, diametrical 
compression tests were performed. In which, they demonstrated that the compacted residues in the presence of 
the binders, presented inferior mechanical resistance due to the porosity provoked by the volatilization of 
paraffin. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
a r t i c l e i n f o 
Article history: 
Received 6 July 2016 
Accepted 3 January 2017 
Available online 6 January 2017 
PALAVRAS-CHAVE: Esteatita; Pedra Sabão; Caracterização Mecânica; Reaproveitamento de 
Resíduos. 
KEYWORDS: Esteatite; Soapstone; Mechanical Characterization; Reuse of waste. 
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1. INTRODUÇÃO 
 
A esteatita, popularmente conhecida como pedra-sabão, é um mineral de origem 
metamórfica, abundante no estado de Minas Gerais e bastante utilizado para a produção de 
peças artesanais para uso doméstico, como panelas, jogos, porta-livros, copos, cinzeiros, 
entre outros. 
Devido às características físicas e mecânicas como a baixa dureza e a boa estabilidade 
dimensional, este material permite a fabricação de peças com elevado grau de complexidade, 
além de apresentar boa resistência em condições adversas (exposição ao frio, calor, chuva, 
sol entre outros), o que o faz deste material ideal para a produção de peças artísticas como 
aqueles produzidas por Aleijadinho e nas cidades históricas de Minas Gerais e o revestimento 
do Cristo Redentor no Rio de Janeiro, fazendo da pedra-sabão um dos elementos mais 
importantes da cultura popular brasileira, conforme mostra a Figura 1. 
 
Figura 1- A Esquerda o Profeta Abdías esculpido por Aleijadinho e a direita o Cristo 
Redentor no Morro do Corcovado no Rio de Janeiro 
Segundo Torres et al. (2007), a produção das peças de esteatita é feita a partir do 
desgaste da rocha in natura, que é primeiramente cortada com auxílio de serras, e após o 
corte as peças são torneadas ou podem ser desgastadas com pequenas ferramentas utilizadas 
pelos artesãos. 
A produção das peças de esteatita gera grande quantidade de resíduos pós, resíduos 
estes que, devido ao caráter artesanal da produção, são majoritariamente descartados de 
maneira irregular na natureza (Torres et al, 2007; Santos, 2010). Estima-se que de toda a 
esteatita extraída apenas cerca de 60% são convertidos em resíduos, segundo Rodrigues et al. 
(2012), portanto o desenvolvimento de um método para o reaproveitamento destes resíduos 
torna-se de grande relevância. 
 Entre os minerais presentes na esteatita estão a clorita, quartzo, calcita, dolomita, 
magnesita, hematita entre outros, e apesar das múltiplas aplicações, pouca literatura foi 
desenvolvida sobre a caracterização da esteatita e consequentemente de seus resíduos. Uma 
importante contribuição para o desenvolvimento de novas aplicações foi dada por Ranieri 
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(2011), no qual está, desenvolveu um método de reaproveitamento dos resíduos através de 
sua compactação, misturados em aglomerantes de baixo custo. O método desenvolvido por 
Ranieri foi levado e aprovado por artesãos da cidade de Santa Rita de Minas. Recentemente o 
método foi desenvolvido com adição de outros componentes (Rocha et al, 2017) 
Neste trabalho objetiva-se caracterizar um compósito obtido através da compactação de 
resíduos de esteatita com materiais aglomerantes, de forma a auxiliar no desenvolvimento de 
novas aplicações para estes resíduos. 
2. MATERIAIS E MÉTODOS 
 
No presente trabalho foram utilizados resíduos da chamada esteatita esverdeada. Os 
resíduos foram então peneirados, em peneiras com abertura de 20 mesh. O material passante 
foi misturado com argamassa refratária para cerâmicos comercial, parafina granulada, acetato 
de polivinila (PVA) e água. Dentre estes matérias, a agua, a parafina e o PVA foram 
satisfatoriamente testados como aglomerantes por Ranieri [5], e neste trabalho testou-se 
também a argamassa refratária para cerâmicos. 
Pela necessidade se obtenção de resistência, o método de conformação escolhido foi a 
prensagem uniaxial para a formação de todos os compostos sintéticos de esteatita. As 
amostras foram produzidas em tréplicas, sendo que no total foram produzidas 18 (dezoito) 
amostras com iguais composições química e massa total de 65 g cada amostra. Das amostras 
produzidas 9 (nove) passaram pelo processo de aquecimento até a temperatura de 800°C, 
buscando uma provável sinterização. As massas de cada material utilizado na produção das 
amostras são encontradas na Tabela 1. 
Tabela 1 - Composição em massa dos materiais misturados para formação das amostras 
Material Massa (g) % (peso) 
Esteatita 50 77,0 
Argamassa 5 7,7 
Acetato de Polivinila (PVA) 2,5 3,8 
Parafina granulada 5 7,7 
Água 2,5 3,8 
 
 
Para a compactação das amostras adaptou-se uma Máquina Universal de Tração EMIC 
DL-30000 de carga máxima de 300 KN, com um punção de aço SAE 1020 com diâmetro de 
40 mm ou área de 1256 mm2, de forma com que este se encaixa perfeitamente, em um tubo 
também de aço SAE 1020 utilizado como matriz de compactação. A Figura 2 mostra o 
equipamento utilizado na compactação das amostras e a Figura 3 mostra o esquema do 
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Figura 2 - Máquina de Universal de Tração adpatada para o ensaio (esquerda) e amostras 
preparadas (direita). 
 Foram realizadas misturas com a mesma composição, essas misturas foram então 
compactadas com 3(três) forças diferentes: 10, 20 e 30 KN em um intervalo de tempo de 45-
60 segundos cada, com uma pré-carga de 2 KN. Após a compactação das amostras aguardou-
se a secagem desta in natura por pelo menos 48 horas. Para uma melhor visualização das 
informações, as pressõesde compactação são de 7.96, 15.92 e 23.88 Mpa. A Tabela 2 mostra 
uma representação geral das amostras preparadas, lembrando que estas foram feitas em 
tréplicas. 
 
Tabela 2 – Representação geral das amostras preparadas 
Amostra Força de 
compactação (kN) 
Força de Compressão Média 
(N) 
Aquecimento 
à 800°C 
1 10 740 Não 
2 20 840 Não 
3 30 406,6 Não 
4 10 173,3 Sim 
5 20 220 Sim 
6 30 186,6 Sim 
 
 
 Após a compactação, as amostras 4, 5 e 6 foram aquecidas na rampa em forno do tipo 
mufla com uma taxa de aquecimento 30ºC/min até atingir uma temperatura de 800ºC. As 
amostras foram então mantidas nessa temperatura por aproximadamente 1h e em seguida, 
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resfriadas à temperatura ambiente. A Figura 3 retrata a curva de aquecimento/resfriamento 
em relação ao tempo, no qual as amostras foram submetidas. 
 
 
Figura 3 - Ciclo térmico de Aquecimento 
 
A partir das amostras, aquecidas a 800°C ou não, teve início o processo de 
caracterização das propriedades mecânicas do material obtido. O método escolhido para a 
caracterização das propriedades mecânicas das amostra foi a resistência a tração calculada a 
partir da compressão diametral conforme Figura 4 e equação a seguir: 
 (1) 
Nessa formula P representa a carga aplicada, D o diâmetro da amostra e h a espessura 
da amostra. A escolha deste método baseou-se na boa repetibilidade e facilidade na obtenção 
dos resultados. A carga máxima aplicada em cada amostra foi a carga até o rompimento. Os 
ensaios foram todos conduzidos no Laboratório de Ensaios Mecânicos do IFMG Campus 
Ouro Branco e o aquecimento foi conduzido em um Forno Mufla do IFMG Campus Ouro 
Branco. 
 
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Figura 4 - Esquema do Ensaio de Compressão Diametral (esquerda) e realização do ensaio 
(direita). 
 
3. RESULTADOS E DISCUSSÕES 
 
A partir das amostras compactadas e aquecidas à 800°C quando foi o caso, mediu-se a 
espessura dessas e verificou-se que quanto maior a força de compactação menor é a espessura 
obtida. Após a compactação, aguardou-se a secagem das amostras in natura por pelo menos 
48 horas e notou-se que estas esfarelavam bem menos que as amostras recém-compactadas, 
que apesar de apresentar boa estabilidade, esfarelavam bastante nas bordas. 
Percebeu-se ainda que as amostras aquecidas até 800°C apresentavam elevada 
porosidade, e que estas esfarelavam bastante. Acredita-se que isso tenho sido resultado da 
volatização da parafina granulada. A volatização da parafina pode ser percebida de maneira 
clara quando o forno estava em temperaturas entre 250 e 400°C. Acredita-se que a parafina e 
água deixaram nas amostras muitos espaços vazios, o que resultou em elevada porosidade e 
consequentemente menor resistência mecânica. 
A Tabela 2 e a Figura 5 mostra os resultados de resistência a tração obtidos através da 
compressão diametral das amostras. A partir dos dados percebe-se que tanto nas amostras 
aquecidas a 800 °C quanto nas amostras sem aquecimento a maior resistência mecânica foi 
obtido com a força de compressão de 20 KN, o que equivale a 15,92 MPa (Figura 5). 
 
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Figura 5 - Resultados dos Ensaios de Compressão Diametral apresentados graficamente. 
 
Tabela 2 – Resultados dos Ensaios de Compressão Diametral 
Amostra Força de 
compactação (kN) 
Força de Compressão Média 
(N) 
Aquecimento 
à 800°C 
1 10 740 Não 
2 20 840 Não 
3 30 406,6 Não 
4 10 173,3 Sim 
5 20 220 Sim 
6 30 186,6 Sim 
 
A partir dos dados registrados de deformação das amostras aquecidas a 800°C durante 
o ensaio de compressão diametral foi possível plotar o gráfico de tensão de compressão em 
função da deformação para as amostras que passaram pelo aquecimento. Os resultados estão 
nas Figuras a seguir para as amostras compactadas com 10, 20 e 30 kN respectivamente. 
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Figura 6 - Tensão de Compressão x Deformação para Amostra 4 
 
 
Figura 7 - Tensão de Compressão x Deformação para Amostra 5 
 
 
 
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Figura 8 - Tensão de Compressão x Deformação para Amostra 6 
 
4. CONCLUSÕES 
 
A partir dos dados encontrados e discutidos conclui-se que os resíduos de esteatita 
compactados na presença de parafina granulada, argamassa refratária para cerâmicos, PVA e 
água apresenta resistência mecânica inferior quando o compósito é aquecido a 800°C na 
rampa devido a porosidade provocada pela volatilização da parafina. Este resultado permite 
inferir que durante o aquecimento não ocorreu a sinterização do material, que era esperado 
para aumentar a resistência mecânica deste. 
Conclui-se ainda que tanto para as amostras aquecidas a 800°C quanto para as amostras 
somente compactadas a resistência mecânica é maior quando a força de compactação foi de 
20 KN ou 15,92 MPa. 
 
5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
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material refratário. 2010. 40 f. Monografia (Graduação em Engenharia Metalúrgica) 
– Escola de Minas da Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, MG, 2010. 
TORRES, H. S. S. Caracterização do refugo do esteatito das indústrias e oficinas 
artesanais da região de Congonhas, Conselheiro Lafaiete, Mariana e Ouro Preto. 
2007. 132 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Materiais) – Escola de Minas da 
Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, MG, 2007. 
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RODRIGUES, M. L. M.; LIMA, R. M. F. Cleaner production of soapstone in the Ouro Preto 
region of Brazil: a case study. Journal of Cleaner Production, Ouro Preto, MG, v.32, 
p.149-156, mar./abr. 2012. 
TORRES, H. S. S.; VARAJÃO, A. F. D. C.; SABIONI. A. C. S. Technological properties of 
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Applied Clay Science, Santa Luzia, MG, v.112-113, p.53–61, abr./mai. 2015. 
RANIERI, M. G. A. Aproveitamento dos resíduos gerados pelo processamento 
industrial/artesanal de pedra-sabão da região de Ouro Preto. 2011, 115 f. Tese 
(Doutorado em Engenharia Mecânica de Materiais) – Universidade Estadual Paulista, 
Guaratinguetá, SP, 2011. 
ROCHA, C. E.; VENANCIO, M. V.; GUIMARÃES, P. H. B. P.; FERREIRA, C. R. 
Caracterização e Produção de Compostos Sintéticos de Esteatita a partir de resíduos 
gerados pelo Processamento de Pedra Sabão. In: Seminário de Iniciação Científica 
IFMG, 2017, Betim, MG. Anais. Instituto Federal de Minas Gerais. 
 
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 7222: Argamassa e 
concreto - Determinação da resistência à tração por compressão diametral de corpos-
de-prova cilíndricos - Método de ensaio. Rio de Janeiro 1994.