A pedra artificial surgiu pela primeira vez nos Estados Unidos na década de 1960. É fabricada a partir de resina de poliéster insaturada com enchimentos, pigmentos e uma pequena quantidade de iniciador, por meio de um determinado processo de fabricação. Esse produto não só possui um método de síntese simples, ciclo de produção curto e baixo custo, como também apresenta excelente desempenho. Possui resistência, rigidez, resistência à água, resistência ao envelhecimento, resistência à corrosão e outras propriedades suficientes, sendo amplamente utilizado em diversas decorações arquitetônicas.

A pedra artificial a partir de rejeitos desenvolvida pelo Instituto Geral de Pesquisa de Mineração e Metalurgia de Pequim utiliza rejeitos como agregado principal e 5Mg(OH)₂ · MgCl₂ · 8H₂O (conhecida como fase 518) como ligante, com aditivos internos que incluem um agente hidrofugante e um ativador. Em condições normais de temperatura e pressão, o produto de pedra é primeiro sintetizado e, em seguida, dependendo do tipo, desempenho e requisitos do produto, um agente hidrofugante externo é aplicado para tratar sua superfície, a fim de obter produtos de pedra com características diferentes. Para garantir que o material cimentício de magnésio forme a fase 518 e que essa fase não sofra transformação de fase na água ou em ambientes úmidos, a amostra é geralmente preparada com MgO/MgCl₂ > 4,27 e H₂O/MgCl₂ > 4,18. Um agente hidrofugante interno é adicionado para reduzir a taxa de transformação da fase 518 quando ela entra em contato com água ou vapor de água; um agente hidrofugante externo é aplicado para reduzir ainda mais o grau de transformação da fase 518 quando ela entra em contato com água ou vapor de água, melhorando assim a resistência à água e a qualidade da pedra. Testes demonstraram que as principais propriedades da pedra artificial de rejeitos, como resistência à água e resistência aos álcalis, atendem aos padrões exigidos. Além disso, qualquer tipo de rejeito pode ser utilizado para sintetizar a pedra artificial de rejeitos. O processo de síntese é simples, não gera resíduos (nem gases residuais, nem águas residuais, nem resíduos sólidos), tem baixo custo, é atóxico e inodoro, apresenta alta resistência e permite modelagem de formas livres, tornando-a adequada para uso como material decorativo de imitação de pedra tanto para paredes internas quanto externas.

Hou Yanyan, da Faculdade de Ciências da Universidade de Aviação Civil da China, utilizou resina de poliéster insaturada e rejeitos da Shanxi Datong Jinyin Mining Co., Ltd. como principais matérias-primas para moldar placas de pedra-nuvem artificial à temperatura e pressão normais. O brilho e as propriedades mecânicas obtidos atenderam aos padrões do setor.

(1) Matérias-primas. Os rejeitos da Shanxi Datong Jinyin Mining Co., Ltd. foram utilizados como enchimento. Elas são de cor cinza, tendo como principal componente o SiO₂, e contêm pequenas quantidades de Al₂O₃, Fe₂O₃, MgO, etc. O tamanho das partículas varia de 0,043 a 0,375 mm.

(2) Reagentes. Resina nº 191, grau industrial, produzida pela Tianjin Letai Chemical Co., Ltd.; peróxido de ciclohexanona, quimicamente puro, produzido pela Shanghai Aladdin Company; naftenato de cobalto, quimicamente puro, produzido pela Dalian No.1 Organic Chemical Co., Ltd.; óleo de silicone metílico, analiticamente puro, produzido pela Tianjin Yingda Rare and Precious Chemical Reagent Factory.

(3) Processo. Os rejeitos foram peneirados em cinco frações granulométricas: +0,167 mm, -0,167 mm + 0,107 mm, -0,107 mm + 0,074 mm, -0,074 mm + 0,043 mm e -0,043 mm. Elas foram lavadas, secas e reservadas. Um agente desmoldante de álcool polivinílico de fabricação própria foi aplicado uniformemente na camada interna do molde e deixado para secar. A resina nº 191, o peróxido de ciclohexanona, o naftenato de cobalto e o óleo de silicone metílico foram misturados na proporção indicada, e os rejeitos foram adicionados. A mistura foi agitada à temperatura ambiente e rapidamente vertida no molde preparado, sendo então submetida a vácuo. Após a solidificação completa, a amostra foi desmoldada e submetida a tratamento de pós-cura a 80 °C. Dependendo do uso pretendido, a amostra foi então lixada e polida. O fluxo do processo para a preparação da pedra artificial é mostrado na Figura 5-8.

Figura 5-8 Fluxo do processo de preparação da pedra artificial

A estrutura, o brilho, as propriedades mecânicas e a resistência à corrosão da pedra artificial preparada foram testados e observados por meio de um medidor de brilho, um microscópio polarizador Zeiss e um espectrômetro de infravermelho por transformada de Fourier. Foi estudado o efeito de rejeitos com diferentes tamanhos de partículas no desempenho do produto, e o brilho, a resistência à flexão e a resistência à corrosão foram testados e analisados. Os experimentos comprovaram que os rejeitos foram utilizados com sucesso como enchimentos para sintetizar pedra artificial cujo brilho e propriedades mecânicas atendiam aos padrões da indústria. Os resultados da espectroscopia de infravermelho mostraram que a resina e o enchimento se ligaram, e que ocorreu uma reação química na interface, formando novas substâncias. O brilho da pedra artificial aumentou com o aumento do tamanho das partículas do enchimento, e sua resistência à flexão também aumentou com o aumento do tamanho das partículas do enchimento. No entanto, quanto menores as partículas do enchimento, maior a resistência à corrosão. Esse resultado indica que a redução do tamanho das partículas tem efeitos tanto positivos quanto negativos no desempenho da pedra artificial.