Top Banner
Enhancing the mechanical properties of porcelain stoneware tiles: a microstructural approach Cristina Leonelli *, Federica Bondioli, Paolo Veronesi, Marcello Romagnoli, Tiziano Manfredini, Gian Carlo Pellacani, Valeria Cannillo Faculty of Engineering, University of Modena and Reggio Emilia, 41100 Modena, Italy Received 25 May 2000; received in revised form 30 August 2000; accepted 10 September 2000 Abstract This paper focuses on the complexities of the microstructure and phase development in porcelain stoneware tiles produced fol- lowing industrial fast single ®ring cycles. A microstructural investigation was conducted to determine if the addition of selected low cost minerals would improve mechanical properties. The minerals tested were quartz, mullite and kyanite. Uniaxially pressed samples were submitted to the same industrial ®ring schedule and tested according to the European tile standards before further microstructural analysis. All the requirements speci®ed in UNI EN normative concerning BIa class tiles were ful®lled; moreover, mullite and kyanite added formulations showed sensible increases in mechanical properties, especially as far as ¯exural strength and abrasion resistance are concerned. # 2001 Published by Elsevier Science Ltd. Keywords: Mechanical properties; Microstructure-®nal; Porcelain; Tiles 1. Introduction Porcelain stoneware tiles are primarily composed of clay, feldspar and quartz, heat-treated to form a mixture of glass and crystalline phases. Composition variations are negligible and can be presented graphically as a portion of the (Na 2 O,K 2 O)±Al 2 O 3 ±SiO 2 phase diagram (Fig. 1). 1 Most of the reactions occurring during ®ring are kinetically governed processes that do not reach thermodynamic equilibrium, since the industrial cycles are as short as 1 h. Hence, it is very common for the ®nished product to contain crystals of quartz and feld- spars that have not been entirely transformed. The plastic clay components, necessary to attain high green densities and advanced densi®cation of the ®red product in a single fast ®ring cycle, disappear completely to give rise to form mullite. 2 From an economic perspective, porcelain stoneware accounts for 33% of the entire ceramic tiles market world-wide, at sales levels of 119.5 Mm 2 in 1997 and 163.8 Mm 2 in 1998. Moreover, in the last decade the global production, inclusive of porcelain tiles, was oriented mainly towards large formats (less than 25 tiles per m 2 ), increasing from 42% in 1988 to 82% in 1998. 3 This trend towards producing larger and larger ceramic tiles indicates the need to enhance the mechanical properties of the ®nal product, especially as far as ¯ex- ural strength is concerned. Despite the commercial interest in developing porce- lain stoneware tiles, very little research has been con- ducted in the ®eld, 4 leaving signi®cant opportunities for investigation and study, particularly in the two topical areas of phase and microstructure evolution and mechanical performances, which are the main topics of this paper. Within each context, the discussion of por- celain stoneware refers primarily to unglazed tiles and consequently ignores glazing, decorating and polishing issues. The ®rst objective was to follow the phase evo- lution with temperature in two industrial formulations, which have dierent mechanical properties. Secondly, the resulting specimens were investigated in order to acquire information linking their microstructural prop- erties and the occurrence of peculiar fracture mechan- isms to the development of enhanced mechanical properties. The ®nal portion of the study was aimed at preparing and examining three new compositions, where quartz, mullite and kyanite were added separately to the starting formulations, and the ®nal product experimentally evaluated. 0955-2219/01/$ - see front matter # 2001 Published by Elsevier Science Ltd. PII: S0955-2219(00)00266-1 Journal of the European Ceramic Society 21 (2001) 785±793 www.elsevier.com/locate/jeurceramsoc * Corresponding author. E-mail address: [email protected] (C. Leonelli).
9

Enhancing the mechanical properties of porcelain stoneware tiles

Apr 24, 2023

Download

Documents

Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
Page 1: Enhancing the mechanical properties of porcelain stoneware tiles

��������� �� �������� � �� ��� �� �� ����� ������ ������ �� ��� ���� �� ��� ����

� ������ ������ �� �� ��� ��������� ����� � ����� �� ���� ����������� ���� ���� ����� !��� �� �� ��������� ��� �� ��������

������� � �� ���� ��� �� ���� �� � ������ ��� ���� � � � �� ����� ������� �����

���"� #$ ��% #&&&' ��"� �� "��� �� (& )����� #&&&' ������ *& +��, #&&&

��������

���� ��� ������ �� �� ����-���� �� �� �� ��� ���� ��� ���� �"����� �� �� ����� ������ ���� � ����� ���.������ ������ ��� ���� ����� / ��� �%���0 ) �� ��� ���� �� ��"��������� ��� �������� �� �� �� �� �� �������� �� ����� ���

���� �� ��� ����� �� �" �������� � �� ���0 �� �� ��� ���� � 1�� � � ����� ��� 2%����0 3���-����% � �������� � ��,���� �� �� �� ������ ��� / ��� ������ ��� ���� ���� ���� �� �� �� ���� ��� ������ �� ,�� �� �� �� ��� ���� �� ����%���0 )�� �� 1�� ��� ����/� �� 345 �4 �� ���" ���� ���� �5� ����� ���� � ���/���' � �" �

����� ��� 2%���� ���� �� �������� ����� ����,� ��� ��� �� �������� � �� ���� �������% �� �� �� 6-� �� �� ���� ����, ����� ������� � ���� ��0 � #&&* ��,����� ,% ���"� +���� ���0

��������� ��������� � �� ���' ��� ��� ���� ./���' �� �����' ����

� ���� ������

�� ����� ������ ���� � � �� ��% ������ �����%� ������ ��� 1�� � � ���.� ��� �� �� � �-�� �� ����� ��� � %������� �����0 ���������� "� �������� ������,� ��� ��� , � ���� � ��������% �� ��� ���� �� �� 74�#8�9#8:;)�#8(;+�8# ���� ���� �7���0 *:0* ���� �� �� ������� ���� ��� �� ��� / ���� 2��������% ��" �� � ����� ���� �� ��� ����� ��%���� 1����, ��� ���� �� ������ ��� �%���� �� ��� � �� * �0 <��� �� �� " % ���� �� ��/����� � ����� �� ������� � %����� �� 1�� � ��� ���.��� � ���� ��" ��� ,� ��� �% � ����� �0 ��������� ���% ��������� ����� % �� ������ ���� � �������� ��� ��"���� ����/������ �� �� / � � ������� � ����� ���� / ��� �%��� ������� ������% �� ��" �� �� �� �����0#

� � �� ������ � �����"� �� ����� ������ �������� �� ((= �� �� ��� � ��� ���� � 2��� ��.���� �� ���� �"�� �� **>0$ �# �� *>>? ���*@(0A �# �� *>>A0 �� �" � �� �� ���� ���� �����,�� � ��������� �������" �� �� ����� ����� ���� ���� ����% ���� �� �� � �� ��� 7��� ���� #$ ����

� #:� ��� ����� � � B#= �� *>AA �� A#= �� *>>A0(

���� � �� ���� �� � ������� �� � ��� �� � � ������� �������� �� �� �� ����� �� ��������� �� ��� �� �� /��� � ������ �������% �� �� �� 6-.� �� �� ���� �� ���� ��0

C���� �� �� ���� ��� �� �� �"������ �� �.���� ������ ����� " % ����� �� �� ��� ,� ���.����� �� �� /���B ��"��� �����/���� ���� ������� �� ��"��������� ��� ����%� �� ������ �% �� �� ��� �������� �� �� ���� ��� �� ��� ���� "������� ����������� � �� ����� ����� � �� ��� ������ ������ ��� 0 D����� ��� ����-�� �� ���������� �� �� .����� ������ � � � �� ��% �� ����� � ���� �������1����% ���� � ��� ���� ��� ����� ��� ��������������0 �� / �� �,E���" ��� �� ������ �� ���� "�.������ ���� �� ��� �� ��� ������ ��� �� �������������� ��" ��F �� �������� � �� ���0 +�����%��� ������� ������ � ��"������� �� � � ����1�� ���� ����� ���2��� ��� �� ��� ���� �� � ��. ��� ��� �� ���� �� �� ������ � ���� ����.��� �� �� �"����� �� ������ ��������� �� ���0 �� /��� �� ���� �� �� ����% ��� ��� ��� �� ��� ��� -������ �� �� �������������� 1�� � � ����� ��� 2%���� � ���� ��� ���%�� �� ��� ���� �� ��������� ��� �� /��� � �����-� ������% "������0

&>$$.##*>G&*GH . � � ��� ��� � #&&* ��,����� ,% ���"� +���� ���0

�5 5 � +&>$$.##*>7&& :&&#@@.*

I�� ��� �� �� �� ���� � ��� +����% #* 7#&&*: ?A$;?>(

���0��"� 0��G�����GE� � ����

� �� �������� ����� 0

��� � �������� ������J���0����0�� 7�0 ������:0

Page 2: Enhancing the mechanical properties of porcelain stoneware tiles

� ������������ ����� ���

+�� ���� �� �������� � ����� ���� �� �� .��� "� ���� �� � �������� �� �� �� ��� 5������ � ������� � � 7+�������� �����:0 ��� ��F �� �� ����������� � ������ � ������ �� / �� � ���������� �, ����� ������� ��� ,��� ���� �� ���� �� ��� ����� �� +�� ��� �� ����� ���� �� ��.���� �� ���� 7�8�: "��� ��� ,��� , ������ ������ � ����� �� ���0 ��� �������� ����������� ���� ��� ,���� � ��� �-����% �� �� 7��,� *:���� �� -������ �� � ���� K +�8B� ����� �� ��������� +�0

�� � ��� �� ���� �,����� �� �� ��/ � ,���� � .���� � �%����� ,����� ���/�� ����� ���� �� / ���-�� ���� ��� �� ���% �� ��� ,��� # ��� $� ��� �� ����� �-�� �� �,��� *&;#& � �� 1�� � ��� ������ 0 �� �������" �� "� ������� ����$&= �� �� �� ����� � ,��� ? � ��� ���� ��� ���� ����� ��" ���� � ,��� $& �0$

�� ��/ � �-�� �� ,�� ,��% ���������� ������ ���� �� *& ��0= �� 1�� � � ����� ��� 2%�������� �� � ��� �������� �� �;L� �;�� �;9� �����"�% 7��,� #:0 �� �-�� � � ������ ��� � ,��� ��� ���� )�#8( ������ ��� �� *& ��0+�,�1����%� �� ��� .,��� ��� % ��� � �� �� *# �

��� �� � �� ���� � � ����� �� ���� � *#$ ���"0

)�� �� � �� � ,���� � �� � ���� ���� ,%����-����% � ����� �� �-�� �� (( ��� �� � �� ���� �,� ���� 7**&�$$ :0 �� ��� ��� �� �� ��� �� ���,� ��� % ���� ��� ��� 2���� ���� �� ������ ��� �%���� ����� $> �� ��������� �������� ���� �-�� �.� ��� � �� **@&� **A&� *#&& ��� *##&��0

�� ����/������ ,��"�� ��� ��� �,� �� � � ����� �,�� ������ �� 1�� � ,% �4 >>� ����� �������� �� ��2��� �4 >A0 M. �% ��F ������� M�C 7���.���� �D (?*&� �� 4�� �����: ���� � �� �� / ������ � ��2� �� �� �� ��� �� �� ��.�,����� �� ���0 �� �������� �� ��� �� �� &0&#� #�� � �" � ��� �� B;@&� #�� ����� �������� ���� ����� ��F ������.��� ��������� �� ���%�� 1�� � � ���.��� � ��������0 �� ���������� ����� ��� ���� ���� ����� � ���� ,��� �� �� ���� �� M. �% 6��. ���� ����%��� �� ��� � ,% �C+ 7�C)M �C3��)�� 4N� 3+:� �� / � �� ���� ������% ��������� ���� &0( � ������ ��� %0 ��� ��������� �.�� ��� �� ���� ��� ��� ������� � �������� ���� ������� �� ���� ����%��� �� �� ���� �����"����� ��� 2�� �������� �� #& 2�0 ���� ���� ��� ������� �"���� ,% ���� ������� �� ������ �� ����������� �� �� �����%� +�� 7�+�� M� B&� �������� ��4�� �����:0 �� ����% "�������� �� �+� ���� ���� �� � ,% ����� ��� ��,� ����� ������ 75������� 3�<+�+)� 3��" ���% �� �-��� +�� )�������3+):0 ��-� �� �� ���� ��� �� ��� ���� ���� ���4 *&& �� #&&�*&& ������� ������ �, ����� ������� ��� � �� � ����� �� ���� ���� �, ���" �� ��� �,� �� ��� �4 *&#0 � ���� ,��"�� ��� ��"������� �� � � �� � ��2 ������%� �� �,� "�,% +�� ��� ���������� �� (& � ���� � ������ >0A 4�� � ������ �� � ���2 � ������ ����� ����� ���� �������� �� �� ��� �� ��� 7��� ���� � +�2� ��0C�<.#� ��2%�� I����:0

� ������� �� ���������

!�! "��� #��� ��

C���/������ ��� ����� � ,% ��� ��� ��� "� �.�,��� ���� �� ��2�� ��� ��� �,�� �����0

���0 *0 ������� ����� �� �%����� �� ����� ������ ����������� ��

�� 74�#8�9#8:;)�#8(;+�8# ���� ���� �0

��,� *

���� �� �������� ���������� �� �� ��� ,���� 7- �������� ����"

1��������:

��� �� �� ��� +�

L�� � -- --

9������� - --

���� - -

5���� -- -

������ ������ - -

+���� ������ - -

K� ��� ; -

��,� #

���������� ��� � ��� �� �� �� ���� �� �� ����

L�� � ������ 9%����

+�8# 7��0=: >> #B0$ (A;BB

)�#8( 7��0=: &0$ ?$ $B;@&

�#8( 7��0=: &0&$ &0B;*0*

)�2���� �-��� 7��0=: &0#> ;

! ��� �� 7�: #&;(& #&;(& A;>

?A@ $! %������ �� ��! & '������ � �(� ���)��� $���� � *�� ��� +� ,+���- ./01.2

Page 3: Enhancing the mechanical properties of porcelain stoneware tiles

�� ������ �� ��2�� "���� � �� �� �� � ���+� ������� � ������ �� ������ 2��������� ���%������ ���� ���� �� ��� ,����0 ���� ����� ���2%����.���� ����������� ����� ��� �� ��2��"����� ��� �� 1�� � ���� ��� �� -����� ������� ,��% ��"��� �� ������ �� ��2�� 7���0 #:0

�� ������ ,��"�� ����� ,% ,�� ,��%� �00 ����� �� �� �� ��2�� � � *#&& �� *##&��� ���������" / ���' ���� ���� ������� �� �,��� �� �� ��� ������������ �� ��� ���� *& ��0= �������� �� � ���� % �� �� ����� ���� �� �� ��� ��� �� ��������%� � ���� 1�� � � ������ ��� 2%����� �� ��O������ -��� �� / ��� ���0 )� �� / ��� �� ��� ��*##&��� ,��� �;L� �;�� �;9 � ��� " % ����� �� ��2�� ���� "���� ��� �-����% ?=� ���� �,��� �� ������ ��� ��� �� $;?0$=0@

D�� �,�� ����� 7D): �� �� �� �� � ��������� ���� �� �4 A?� �/�� �� ����� �� ����� ��% ���� ����� ,������ �� �� ���� � �� ��� ��� ���� ���� ����% �� ����/������0 )� ����� �� ���0 ( ��� ��,���� � ��� "���� ��� ,��� &0$= ���������� ��� ����� ��% �� �4A? �� ���" ����� �5 7D)P(=:���,����� �5� 7D)P&0(=:0

���� ����� ���� ���� �� �;L� �;�� �;9 ,���� ���, ������/� �� �� ��� �� �����% ��� �� �� �.���� ������ �� �� �� ��� �,�� ����� �� ���� ��0)� ��� �� �� �� ���� �� ��2��� �� ��� � ��.�� % ,��% �� �� 1�� � .���� �� �������� ������� ,%���� ���������� 2%���� ��� ������ ��� �� +� �� .������� ���������� � �����0

!+! � ������������

���0 B ����� +�� �� �� ���� �� � �� ��� �������,�� �����0

�� �� �� ����� ��2� �� ��� ����� / ��� �� �.�� �� ���� �� �%����� �1��� �� ������ ����/��.���� ���� ��� ����� �� ��� � ��� ��� ����� �� ����� ����������� ��� �� ���� �� 20 �� ���� �� ����% ����� �% "���,� �� �� ����� �� ��� � ��� ��� -����� �����% ���/ � ,% ��� ����%���0 )� ���� �� ��� �� �� � ��� � �� ������ �� �� � ������� ����% ����� �� ���� �� -������ � � *#&& ��*##&��� ���� �� -������ �� �� ,�� ����0 �� ����� � ��" ,� �,� "� �� ��" � ���� ��� �-�.���% �� *$;#& �0 5� �� �� � ��� �� ������ ������ ���G� ������� �� �� �� �������� ���� ���� �� ��.��% "�� "������.���� ���� ��� ��� ���� ��� ������� ���� �� ��� � ���� �� �� �� ��� ��� ��?&&;*&&&�� �� �������� ,��� �����% ���� � �������� "�������% ���� �� �����.,��� �����? ����.��� �� �� ������ �������� ����0A

�� �" / ��� F�� �� �� ��� ���� ��� ���/ �,% +�� �,� "������ �� �� �� �� ���0 $� ������� ������ ����/������ ���� ���� ����� �� ���0 B0

�� ��� �� �� �� ��, �� �� ���� �� � ��� �-���% �� � ��� ,����� �� � ���� "���� �� ������ ��� �� �� �� ���� �����%� ��� �����,�% � %������ �����0 +��� �� F�� �� ��� � ��� �� �� ������ ������������ � �� -��� ���0 @ �� �� �� ��� ���� �� �� +� ���� �� � ����0

�� �+� ��� 7���0 @: ����� ��� �� � ��� ������ K 8#. ��� � %����� �� � �� ���� ���� # ������� � ������ ����% ���� �� �� � ��������� ,��%�� �������0 +��� �� �� +� ,��% � ����� �� � ������% �� �� � %������� �� �� �������� � ���� �� ��� ,����� ���� �� ���� ���� �� ���0 @ � K +�8B

� %������ �� ���/ � ,% M. �% ��F ������ 7���0 @�:0 5��� ��� ����� �� ����� ���� ��� ���� �,����� �� �� ��� ���� �� � � %����� �2 �� � �/� �� ������ ��� � "����� ���� ,�� �/���� � %�����Q����� ��� ���� �,�����0 <��� �� �� �����,� �� ���.�������� ��� ��F �� �%�� �� �� � � ���� 7#&;(& �:� � ��� ��F �� ���� �� � �% ���� 7���0 @,:� ���� 2 ,��� �����/� �� ����% ������ �� +� ��� 8��0 0 1�� � � ��� �� , ���� �� ������ �� )�� 9� +���� 8� � �,�,�% ������ �� ���� ��� �� ���% �� ���� ��� ��� � � ,% #;$ � � %�����0 5� ��� ����,� �����,� �� "������ ���� �� �� � � ����%

���0 #0 ���� �� ��2�� = �� �� ��� ������ ����������� ��

�������� �� �-�� / ��� �� ��� 7�4 >A:0

���0 (0 D�� �,�� ����� = �� �� ��� ������ ����������� ��

�������� �� �-�� / ��� �� ��� 7�4 >>:0

$! %������ �� ��! & '������ � �(� ���)��� $���� � *�� ��� +� ,+���- ./01.2 ?A?

Page 4: Enhancing the mechanical properties of porcelain stoneware tiles

������ ��� �� �� �� ����� ���� �� �� � ����,����� ��0

�� ,�� "���� �� ���� �� �� ��F �� � %����.��� ��� �� ����� ����� �� ����� ���� �,������� ������� �� ��F �� ���� ��� � ���� ������ �,����� ��� �� ���0 ?0 ��� ��� ��� � ��" ��������� ���� �,����� �� ��� �� ������ ��� ��� ���� �,����� ��� � ������ ������ 9� 4�� )�� +�� K �� ������ ��� �� ��F �� � �� ���������� ��F �������0 +���� ��� �������� � ���������% ���.� �� �� ���� � �� �� ������� � ���� � ���������� ������ �� �� ��� , ����� ���� ��% � � ����� ,��� ������ � ��� ���%�� ��� � %������� � �� .

������ ���� ��% � ������% �,��� �� �� 1�� � � %�����0 )��� ������ �� �,��� �� �� � �� �� ������������� ������ ������ ����� ���������� �� � ��� ��1�� � � ,�� ��� ������ ����� �� �� �� ����� ���� � ���� � � �� �� ���% ����"��% ���� �� �� �� .����� ���� ��� ����� � %����� 7� M�C ���� ������.����:0 +��� �� �� ����� ���� �� �� ���% �� � � ��� �� ����� ������ ��, ��� �� ��� �� ��2���������������� ����� �� �� ������ �% ����"�>�*& �����.,�% ��������� �� ������ �� �� >>&�� ���� ������������ ** ��� �� *&$&�� �� ���� ������ � ���� ���� ���� 9#8;)�#8(;+�8# ��� 4�#8;)�#8(;+�8# �������� ��� �����"�%0*# K� ����� �� ������ ��� ��

���0 B0 +�� �� �� ���� �� �� ��� ���� / � �� 7�: **@&��� 7,: **A&��� 7�: *#&&�� ��� 7�: *##&��0

���0 $0 +�� �� �� ���� �� �� ��� ���� / � �� 7�: *#&&��� 7,: *##&��0

?AA $! %������ �� ��! & '������ � �(� ���)��� $���� � *�� ��� +� ,+���- ./01.2

Page 5: Enhancing the mechanical properties of porcelain stoneware tiles

�� � ��� � %����� �� �� ��% ��� �,� �� �� �+����0 �� ���� �,����� �� �� )� �� �� �" / � ������� �������� ���� �� �� ����� ���� �� � ��� ��� �� � -��� ���� ���� �� �� ��� ,���� 7���0 A:0�� , ���� � �� � ���� ���%����� ����� � ���� ����� ��F �� � �% �"�� ������� ���� ������ � .� ������% �� ��� �� �� �� ����� ���� ���� �,����� � ��� ,� � �0 �� �������� �� ����� �;L� �;���;9 � " % ����� �� ���� �������� �,�" ��� � ������ �� �� �+� ���� �� �� ��������� ������0

�� ����� � %������ ��� �-����% * � �� �� � � � ��� �� ��� ��� ��� ����� ���.��2 � ������%����� �� �� �����% �� �- �� � � ���� ������� � �1�� � � ������ � ����� ��� 2%���� � ���� 7���0 >:0���� ���� �,����� ��� �% �������� �� �� ����� �� � �.� % ����� � %����� � � ���% �� ��� ��� �� ���.

��� � % �� ����� �� �� ��� ������ �����% ��% ������� ������"� �� ��� ������0 )� F�� ����� �� �����,� "� ,% �� �% ��� +������*( �� )�#8( � ���� ���� ����� ���� �� -���� �� K +�8B � ����� �� �-����"� � ����� � %������ ����� �� ��� �� ��� ����� �% ��� ������% �� ������ �� �� �����0

�� � ��� �� � ��O�����% -���� �����% ��������,� �� ������ ��� �� � %������� ����� ����� ��� �������� �� ��� / ��� ������ �� ���� ����,��� �� �� ��� ���� �� �� ����� ������ ������� �� �� �����0 <��� �� �� ��� ���� ����% � ������ ����% ��� , ����% "������ � �� ���� �� � ��������� ���� �� �� �� �- �� � ���� ,% �� ���.������� �����% ���� ��� �� ���� �� �� ����� � �����/� ���� � %������� ������ ���� �� 1�� � � �����7���� � �� � �� ��� / ���:� ��� 2%����0

���0 @0 +�� �� �� ���� �� �� +� ���� / � �� 7�: *#&&��� 7,: *##&��0

���0 ?0 �+� ��� 7�: ��� ��� ��� �� �� ����� ���� �,����� 7,: 9� 7�: 4�� 7�: )�� 7: +� ��� 7�: K �� +� ���� / � �� *##&��0

$! %������ �� ��! & '������ � �(� ���)��� $���� � *�� ��� +� ,+���- ./01.2 ?A>

Page 6: Enhancing the mechanical properties of porcelain stoneware tiles

)� �� �� �� �����/������ �� �� � %������� ����� ���� / � ���� �� ���� ��� �� ��� �,� "� � � M�C���� �� ���� ���� �� ��� ���� �� �� ���� �� ,���+� ��� �;L �� ��������� ���% 1�� � ���� ������� �� �� �� / ��� �%��� ���� ����� ��� �� ���%���% �� � � %����0@ L�� � ��� ����� � �� ���%��� � %������� ����� �����/� ���� �� �;�0 �� ���;9 ���������� ��� ��� ��� ����� � ����.����� ,% 2%���� ����� ��� ��� ���� �� ��" ��.�� �� ��� �� ���� �� ��� �%��0 ���� � ������ ������� �� ����� ������ ,���� �� ���% �������� ����� ������ ()�#8(0#+�8#� "������� ������%� ����%� �-%���� 2������ ��2������ � ����� � ���� ����1����, �� �����,� ����� �%� �� ���� � ��������" �� �� ����� �,�" *&?$��0*(

! ! ���(�� ��� )��)��� �� ��� ������� ������ �

��-� �� �� ���� �� �� / � ���� ��� -���� ��� � �� ������ �� ���� 7�8�: �� � �������� ���-�� / ��� �� ��� 7���0 *&:0 �� ��������

,��"�� �� 1��� ����� �� ��� �� ������������ �00�8� "���� ��� �� ���� ����/������� ���� �� ,��,��% ��"��� �� ����� �8� "���� ��� �� �;9 ������ � ���� ��"��� �� ������ "����0 )� �� �-.�� / ��� �� ��� �� �" �� �8� "���� � ,��� (& ��� $& 4G#� ,��� ������,� ���� ������ �4 *&& ���� 1�� � "���� ���� ���� #? 4G#0

�� �� ���� �� �� ����� ��� ,� -������ ,%�"������ �� �E� ��� ��*( ���� ��� , ��� .� � �� �� ����� �%�������*B 7�� �����2 ��� ���2����� /� ����� ���� � ������,� �� �� �� ������� ����:� �� �� �- ���� ��� 7������ RR�� ��QQ��� ���" �� ��� �� �� �� �� -������� ��.���� ��� �� �� ���� �� �"��: ��� �� ���� .����.�� �������� �%������� 7�� ���� �� �� ��������� �� �� �� ! �O�� 6���� ������ �� ��� ����� ����:0 5� � � �� �� �� ����� �� ��� �%����.��� ��� , ������ �� �� ��� �� �� ����� ������ ��� �� �,� "������ � � �� � �� "����� ���� �������� ������ �� ��� � ��2 � ������������ ���������� �� >0A 4 ������ ���� �� �� ��������� ��� �� �� *##&�� � ��� �����0 ��� �� ���� ��� ��2� �"���� �� �� ,�� ��� +� ����� � ������� ���0 **0 5� ��� �� ���� �� �� ��� ��� � ��2�1�� � � ��� � ��� �% "���,�� �� �������� ,% ��� ���� �� �� ����/������ ��� �� ��� �,� "�.�����0

�� �" �� 1�� � � ��� �� ,��� ,��� �� ������� �,� ,% D� ���� ��� +�� *$ �� #$ �� $& � �� ����� � ��� �� � ���� ��� � �� �- � ���� �� ��1�� � � %����� ��� �� � ��2 � ��������� ���� ��� �� ��2��� ��������� ������0*@ �%������% ���������� �� "���,� �� �� ������ ����� �� � ��2, ������� 7���0 **�: �� �� ����� �� �� � ��2 ���� �1�� � � ���0 +��� � �������� ������ ,% ����� � .�� ������ � ��� -������ �� �� ����� ,���� ,%�� �% ��� +������0*( )��� � ��2 �6����� �� �,� "��� � � ��2 � ��������� ������ �� �� � �-���% ��

���0 A0 C�� �� �� �� ����� ���� �,����� �� )� �� �� ��� ����

/ � �� *##&��0

���0 >0 +�� �� �� ��� ��� <� ������ �� +� ���� / � ��

*##&��0

���0 *&0 ������� �� ���� �� �� ��� ������ ���������� �� �

�������� �� �-�� / ��� �� ��� 0

?>& $! %������ �� ��! & '������ � �(� ���)��� $���� � *�� ��� +� ,+���- ./01.2

Page 7: Enhancing the mechanical properties of porcelain stoneware tiles

�� 1�� � � %����� 7���0 **,:0 D�� �� � ��2 � ���.���� �� ���� � ������ � ��� 7���0 **� ��� �:� �� ������ �"��� � � ��� ���� ����� ��� �� �� � �� ���1�� � � ���' � �% �� ��������� ��� � ���������������0 5� �� +� ����� �� � ��2 �6����� ,% � .����� � ���� �� ��� O���� �� �������� �� � ��2� ������ ������� �� ���� �� � ���� 7���0 **:� ����� ��.��� �� F�� �� �� ��� 6-� �� �� ���� �� �� ��.��������� �� �� �� �� ���0 *&0 )��� �;� ��� �;9����� � ��� ���% � � ��2 �6����� ������ "������� ��� 2%���� � %����� 7���0 *#:0

�� ���� ����.�� �������� �%�������*?�#* �% ,���/ � � ���� �� ���� ��� �� �� �� ���� ��

����� ��� 2%���� �� ������ ���� � �� ��� ���� � .�� ��� 1�� � 0 ), ����� ������� ���� � � .�� � �� � � �� ���� ��% ������� �� ���� ��������� � �� �% �� �� �� � ��� �� �� � �� ��.��� ,���� �� �� �� �- ,% � ���� ��� ���0 +���,������ ��� �����/� �� �� �����% ���� ����� �� ��+�� �� �� ����0

�� �, ����� ������� �� �� ��./ � ���� ������2� ���� ���� �� �4 *&# ��� ��� � �� � � �� �"� ���� "��� 7���0 *(:0 �� "���� � �������� ��� ������ �� �� ��� ?$;>& ( �� ������� / � �� ���� �� ��� � ���� ���� �� ���-�� ����/������ ����0 �;9 ��� �;� �����

���0 **0 +�� �� �� ���� �� � ��2� �� ��� ��� +� ����� ��� ����������0

$! %������ �� ��! & '������ � �(� ���)��� $���� � *�� ��� +� ,+���- ./01.2 ?>*

Page 8: Enhancing the mechanical properties of porcelain stoneware tiles

� ��� �� ����� "���� �� �, ��� "���� ���� ���./ ��� �� � ��� �� � ���� ��� ��� � ����� ������ �����% ����0

� �����������

�� �������� �� �� �� ���� �� � ,�� �� ��������� ������ ��� �� ����� ������ ��� �� � ��� ��������� ������ ��� �� 1�� ��� ����/� �� 345 �4�� ���"0

�� ������ �� � ��2 � ��������� ������� �" �������,� ��������� � ����� ����� � ���� �� �� ����� ,���� �� ���0

�� ��� �� �� 6-� �� �� ���� �� �� ����� ���2%���� ���������� �� �������� �� �� �� �� � .��� �� � � ����" ��� ��� ����� �� "���� �� ���� �� ���� �� �� �� ����� ��% �� ������� �����%����� ����� �%����� �� ���� �� ���� � %�����0

���� ����% ������� �� �����,����% �� �������� ��.���������� "� ������ �� ����� ��� ���� �� ��������� �� ��� �� �� ����� ������ �� �� ,���� �� ��

-� ����� ����� �,����� ,% ����%��� �������.��� ��� �� � ��������� � ���� ��� ������� ��. ����0

�������� �������

D ����� ��2 �� ����2 � ��0 ����� ������ �� ��%���������� ����������� ��� ����� !�F� �� �� -� �.���� ���������0

����������

*0 ��"����� �0 ��� ��� �� �0� �� �� �� �� �� ����� �� �� �� .

����� ������ ��� � ��������0 $���� �� ������3 ���� *>>(�

���� $(A;$B@0

#0 +���S �� � 90 <0 4������ � �������� � $���� � ����� ���5 $(�)�

���! �0 D0 ����� �0 � ������ ��2� +������ �� ! ��%� *>AB0

(0 ��O� !0� D� 2���� �� �� ����� ������ ���� ����� *&��

I�� *>>>0 $���� �� ������3 ���� *>>>� � �� @$>;@@A0

B0 C������ �0� �� ���1� I0� C��� � �0 ��� ��,� � �0 ��

������� ��� ���� �� �� ���� ��� �� � ��� 6�� ����0

���0 *#0 +�� �� �� ���� �� � ��2 �6����� �� 7�: �;� ��� 7,: �;9 ����� ��� ����������0

���0 *(0 ���� �"� �� ��� �, ����� ��� �� �������� �� �-�� / ��� �� ��� 7�4 *&#:0

?># $! %������ �� ��! & '������ � �(� ���)��� $���� � *�� ��� +� ,+���- ./01.2

Page 9: Enhancing the mechanical properties of porcelain stoneware tiles

5�� 4����� ��� � 6��� ��� +���� �0 �0!5 (?>.(>B� ���������

+����� #&&&0

$0 !�F� ��� �0� �� ������ ,��� �� ��� ���� ��� ��������

� �� ��� �� �� ����� ������ 0 ������ ������ 3��" ���% ��

������ *>>?0

@0 ���� ����� �0� ��������� !0 �0 ��� ��������� �0� �� ����.

�� � ������ ���0 7�! $����! *��! 8���!� *>>$� !�� ??;?>0

?0 �� ���%�� )0 90� ������������ � ������� � 9������0 )�����

� ��� +�� C���� *>>B �0 *>?0

A0 ������� +0 �0� ��� ������� �� �� �����0 5�� � ������������ �

$���� � ����� ���� ���0 #$?� 4�+ ����0 ��,���������� *>@B� ��0

>(;*&@0

>0 82���� 90� 8���2�� 40 ��� 8���2�� I0� ��� ��� ������� �� �����

���� �� � �� �� 2�����.����� �� �� �1���0 '! 7�!

$����! *��!� *>A@� " 7*&:� �.#$*;�.#$(0

*&0 +����� ��2� �0� +� �2�%�� �0 ��� )2��%� 50 )0� +���� ����

�� ����� �� ��� >A&�� -��� �� ������ �� �� 2�������.��.

����� ������ � ��0 '! 7�! $����! *��!� *>A?� !�7**:� A(?;

AB#0

**0 9��� %� D0 C0� ��������� �� �� $���� ��0 D��%� 4N� *>?@0

*#0 �"��� �0 �0� ��,,���� �0 �0 ��� ���� ��� <0 �0� ����0 B&?

��� $&*0 5� 4(��� " ����� �� $���� �� �0 �0 90 �� 0 ) .

���� � ��� +����%� ����,��� 8���� *>@B0

*(0 �� �%� D0�0 ��� +������� 30� �� �����. �� �� ����� � ��������

���� "�������� ��� �������� ,��"�� 0 '! 7�! $����! *��!�

*>>A� #�7*:� (;#&0

*B0 ����%���"� 2%.K�����%� �0� ��������� �� ���� �� �� �����0 '!

7�! $����! *��!� *>$?� ��� #>>;(&@0

*$0 D� ����� +0 50 ��� +�� � �0� ���� ���� �� �� ���� �� � ��-���

�� ������ ���������� ������ ��� ������0 '! 7�! $����! *��!�

*>@?� $�� ((?;(B(0

*@0 ���� �0� � ������� �� � ��� ��������0 5� )�"���� � �.

�� � ������� ��� ��������%� ���0 *� �0 I0 !0 �0 ���� 0

4�%� ��,���������� �� 2 ����� 4N� 3+� *>>&0

*?0 ����%� +0 ��� +� 2� � �0 90� C"����� �� ����.�� ����

������ ,����0 '! ��! $����! *��!� *>>@� �"� *&A(;*&AA0

*A0 ����%� +0� ��2������%�%� �0 90 ��� +� 2� � �0 90� +��������

����.������ �� ������� 50 ��� �/������ ,��"�� ��� ��������

� �� ���0 ����������� *>>@� �$� (&$;(*#0

*>0 �������� D0 �0� <��� �� ���� ������ �� ������0 7�! $����!

*��! 8���!� *>@*� ��� ?B;??0

#&0 <� ���� �0� +���%��� 40 ��� 5������ <0� )�#8(.�� ������

���������� �� ����� ,����� F��� �� �� ����� ��� �� ����

�� �� ������0 $����! ��! *� ! 4���!� *>>@� �!� AA;>A0

#*0 C�"���� �0 D0� ��������� ,��"�� �� � ����0 ��, ���

+���� +��� + ��� ��, ��� 3��" ���% � ��� ��0 A?;AA0

$! %������ �� ��! & '������ � �(� ���)��� $���� � *�� ��� +� ,+���- ./01.2 ?>(