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FUNDAMENTOS TÉCNICOS DEL VACIADO HECTOR A. RAMÍREZ DORANTES

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1. -INTRODUCCION

Las barbotinas cerámicas para vaciado pueden definirse como suspensiones de alto volumen de sólidos (fracciones de volumen entre 45-60%) de uno o más materiales polidispersos en un medio líquido (generalmente agua), fluidificadas por la acción de uno o más agentes defloculantes.

Las barbotinas cerámicas para vaciado tradicionales están generalmente compuestas de arcillas y caolines, fundentes (feldespatos carbonato de calcio, dolomita, talco, etc.), agentes para estructura y permeabilidad (sílice, chamota o grog, alúmina calcinada, etc.), carbonato de sodio, silicato de sodio y agua.

El proceso de vaciado puede considerarse como la consolidación de las partículas suspendidas mediante la remoción de una parte del medio líquido (agua) por un molde absorbente (usualmente yeso), acercando entre sí las partículas y permitiendo la acción de las fuerzas naturales de atracción interparticular. Durante este proceso tienen lugar gradientes de tensión, humedad y contracciones que conllevan a la aparición de roturas y mermas a lo largo de las etapas subsecuentes de manufactura.

Las barbotinas de vaciado son sistemas complejos que ameritan ser considerados en el contexto de la física y de la química. Se ha encontrado que las numerosas propiedades que se manifiestan durante la preparación y el procesamiento de las barbotinas son consecuencia de las interrelaciones entre un limitado número de características determinantes.

Las propiedades reológicas y de vaciado de las barbotinas cerámicas dependen de la interacción de:

a) Especies minerales presentesb) Distribución de tamaños de partículasc) Área específica o superficial.d) Coloides modificadores

Las barbotinas de vaciado consisten de:

a) Fase lubricante de partículas coloidales ionizadas de minerales arcillosos, electrolitos, coloides protectores y agua

b) Partículas semi-coloidales de arcillas y de desgrasantes (componentes no plásticos).c) Partículas no-coloidales de arcillas y de desgrasantes.

La fluidez de una barbotina es función de:

a) La cantidad de arcilla coloidal.


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b) La proporción entre este coloide y el aguac) El Grado de ionización de la arcillad) El área superficial de las porciones semi-coloidales y no-coloidales.

Todos los componentes están involucrados en el comportamiento del cuerpo en la defloculación. La producción por vaciado de barbotinas demanda del cuerpo o pasta las siguientes características:

Bajo contenido de aguaDrenado limpioDesmoldeo fácil y rápido del artículoVaciado firme y consistenteVaciado relativamente rápidoPlasticidad para facilitar el recorteFacilidad de manejo de las piezas antes del quemadoContracción adecuada del artículo Estabilidad de la barbotina durante su almacenamientoCompatibilidad con el esmalte

Durante la defloculación el equilibrio alcanzado entre las partículas del cuerpo, agua y electrolito, el cual comprende la suma de las propiedades reológicas del cuerpo, no alcanza la plena estabilidad debido a que las reacciones de intercambio iónico solo se puede ajustar teóricamente.

La meta más importante de la defloculación es siempre alcanzar una buena formación del artículo con la barbotina con el mínimo posible de esfuerzos inherentes a gradientes de humedad y contracción. En este sentido se puede resaltar lo siguiente:

Buena dispersión de las partículas plásticas = lenta formación del artículoPobre dispersión de las partículas plásticas = rápida formación del artículoPartículas finas = lenta formación del artículoPartículas gruesas = rápida formación del artículo

2. SISTEMAS POLIDISPERSOS

Las propiedades de flujo y de vaciado de las barbotinas cerámicas dependen en gran medida de: a) la distribución de las partículas sólidas entre un tamaño menor y un tamaño mayor, y b) la aproximación de la distribución a un empaquetamiento particular óptimo. Las propiedades plásticas y de cohesión inter-particular en húmedo y seco están determinadas por la fracción de tamaños en el rango coloidal.

Existen diversos mecanismos por los que las partículas suspendidas afectan la viscosidad y propiedades de vaciado del sistema. Las barbotinas para cerámica tradicional son normalmente dispersiones de una o más arcillas y uno o más componentes no arcillosos.


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Los componentes arcillosos consisten de una mezcla de caolines de bajo contenido coloidal y de arcillas bola altamente coloidales, en tanto que los minerales no arcillosos son relativamente no coloidales.

Las curvas de la Figura 1 ilustran las distribuciones de tamaños de partículas de una fórmula de vaciado típica de porcelana y de sus componentes.

Las distribuciones de tamaños de la Figura 2ª se les denominan distribuciones de finos; esto es, porque representan partículas menores de 44 micras (menos malla 325 U.S. Testing Sieve Series) y mayores del límite superior del rango coloidal.

La Figura 3 muestra la relación entre el diámetro de partícula esférica y el área superficial. Se aprecia un incremento relativamente modesto en el área superficial a medida que el diámetro disminuye de 6 micras hasta alrededor de 0.5 micras . Sin embargo, a medida que el diámetro se reduce por debajo de 0.5 micras, el área superficial incrementa tremendamente. Las partículas menores de 0.2 micras se llaman partículas coloidales.

Las partículas coloidales influyen fuertemente en la viscosidad, coagulación, plasticidad y resistencia en seco. La fracción coloidal de un sistema cerámico se aporta por los componentes arcillosos. Los sistemas cerámicos son normalmente poli dispersos, con un rango amplio de tamaños de partículas.

Las distribuciones de tamaños de partículas de los sistemas polidispersos se representan normalmente mediante gráficas de la fracción masa (%) mas fina de cierto tamaño como se muestra en la Figura 4 correspondiente a tres diferentes pastas cerámicas. Obsérvese que la pasta refractaria prácticamente carece de fracción coloidal, la alúmina tiene una fracción coloidal modesta ( alrededor del 2%, aunque esta fracción aporta más del 50% de su área superficial), y la pasta de porcelana tiene alrededor de 8 a 10% de fracción coloidal que aporta entre el 75% y el 80% de área superficial. (Ver Tabla I).

Las distribuciones de tamaños de partículas de los sistemas cerámicos normalmente se determinan en la práctica hasta 0.2 micras, aunque es posible determinar fracciones en el rango coloidal. Las determinaciones de la fracción coloidal se pueden realizar mediante técnicas de adsorción de un pigmento, sien do la más común la prueba de adsorción de azul de metileno.

3. MECANISMOS FISICO-QUÍMICOS DEL PROCESO DE VACIADO

Casi todos los materiales cerámicos son de naturaleza liofóbica, esto es, floculan rápidamente en presencia de electrolitos que propician que las fuerzas de atracción de Van der Waals mantengan las partículas formando aglomerados.

El mecanismo por el cual las partículas liofóbicas se acercan entre sí a la distancia en la que pueden actuar las fuerzas de Van der Waals es la difusión por movimiento browniano.


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Mientras más pequeñas las partículas, más rápido es su movimiento, por lo que la floculación de las barbotinas cerámicas depende de la finura de la fracción coloidal, el porcentaje de coloides, y el grado de neutralización de las fuerzas de atracción provocado por los agentes defloculantes.

La teoría de la doble capa de Helmholtz y la existencia del potencial zeta explican el desarrollo de las fuerzas de repulsión entre las partículas arcillosas a través de un selectivo intercambio de iones sobre su superficie, lo que da por resultado partículas con carga superficial negativa.

En el caso de barbotinas arcillosas, los agentes defloculantes más comunes son el carbonato de sodio y los diversos tipos de silicato de sodio. Los iones como (Ca)2+, (Mg)2+, (SO4)2-, y (Cl)1-, tienden a reducir la defloculación o, aún más, causan la floculación.

En la barbotina operan entonces dos sistemas de fuerzas contrapuestos. El manejo correcto de estos dos sistemas de fuerza permite producir barbotinas de alto contenido de sólidos en las que la coagulación ocurre de manera controlada a través de la remoción gradual del agua por acción capilar del molde. Las barbotinas de vaciado son siempre suspensiones concentradas en las que las distancias ínter partículas están críticamente controladas.

La distancia inter-particular promedio en una suspensión sólidos-líquidos generalmente está controlada por la densidad de empaquetamiento de los sólidos y la cantidad de agua presente, Sin embargo, no toda el agua debe considerarse como líquido; se tiene una película de agua adherida tan firmemente a las partículas sólidas que debe considerarse como una caja rígida que incrementa el radio efectivo de las partículas y que disminuye la disponibilidad de la fase líquida para lubricación. (Figura 5)

Las partículas de tamaño coloidal de las arcillas proporcionan la mayoría del área superficial de la fórmula del cuerpo a pesar de que representan una pequeña fracción del total. La porción no plástica opera esencialmente como carga o relleno durante el proceso de vaciado. Como tal, puede afectar significativamente la densidad de empaquetamiento, pero juega un papel secundario en el mecanismo de la floculación-defloculación.

Una barbotina de vaciado requiere del desarrollo de 1) carga negativas adecuadas y una capa de agua rígida lo suficientemente delgada para permitir el libre movimiento de las partículas y 2) suficiente agua libre para llenar todos los huecos y proporcionar una adecuada fase lubricante entre partículas. Sin embargo, la mayoría de las buenas barbotinas de vaciado contienen una red estructural débil y reversible originadas por la aglomeración o floculación de partículas en ausencia de agitación. (Tixotropía)

La remoción de agua por la acción capilar del molde durante el vaciado origina que las partículas sólidas se aproximen entre sí hasta que las fuerzas de atracción de Van der Waals predominan sobre las fuerzas de repulsión de las cargas negativas. Las partículas se unen así con sus vecinos adyacentes (Figura 6). La distribución y la densidad de las cargas negativas estàn controladas por una química compleja de superficies afectadas por el


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tamaño de partícula, área superficial, mineralogía, sales solubles, defloculación, floculación y modificadores de superficie.

Dado que la fuerza de repulsión es una función de la fuerza del campo negativo y las fuerzas de atracción son una función del tamaño de partícula, la distancia crítica es diferente para las diferentes partículas. Como resultado, en el complejo entorno de una barbotina, algunas partículas se aglomeran mientras otras no. El control de la barbotina consiste en regular este balance.

La estructura de vaciado de una barbotina defloculada en ausencia de suficientes iones floculantes y de coloide orgánico es muy densa. En consecuencia, exhibe baja permeabilidad y baja velocidad de vaciado. Adicionalmente, el vaciado tiene insuficiente agua retenida para proporcionar plasticidad, por lo que resulta reseco y quebradizo. La adición de coloide orgánico aumentará la cantidad de agua retenida en el vaciado, induciendo plasticidad pero disminuyendo la velocidad de vaciado.

La adición de sales floculantes como el sulfato puede aumentar también la retención de humedad. Pero, los materiales con alto contenido de sulfatos y bajos contenido de coloide orgánico requiere de dosis excesivas de defloculante. El vaciado resultante puede ser dilatante o meramente suave o “bofo” en lugar de plástico.

Durante el vaciado, la viscosidad de la barbotina adyacente al molde es tan alta que puede considerarse como “sólida” está separada del resto por una interfase claramente definida. El mecanismo de vaciado continúa provocando que la barbotina empiece a gelar. La gelación se origina por la aglomeración de las partículas coloidales más finas – ya sea entre sí o con partículas más grandes – actuando entonces como partículas más grandes. (Figura 7).

Una diferencia significativa entre estos aglomerados y las partículas más grandes es que las primeras contienen agua adicional entre sus superficies internas. Estas partículas aglomeradas establecen una separación entre sí mayor que la de aglomeración producida por deshidratación. Por tanto, el vaciado tendrá una retención de humedad mayor, en tanto la velocidad a la que se depositan las partículas sobre el molde disminuye con el tiempo, la velocidad de vaciado aumente. La disminución de la densidad debida a la gelación progresiva dentro de la barbotina origina un gradiente entre la parte exterior y la interior del vaciado. Si este gradiente aumenta demasiado, durante el secado se desarrollan tensiones que frecuentemente resulta en roturas.

4. CONCENTRACIÓN DE SÓLIDOS Y DISTRIBUCIÓN DE TAMAÑOS DE PARTICULAS

Pequeñas diferencias en la distribución de tamaños de partículas de los sólidos originan variaciones notables en las propiedades de flujo de la barbotina y en las propiedades del


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vaciado. Por consiguiente, las propiedades de flujo de las barbotinas dependen de sus distribuciones de tamaños de partículas.

En los últimos años ha surgido una mayor conciencia del papel que tiene la distribución de tamaños de partículas en la región intermedia (subsieve) sobre la reología y las propiedades de vaciado de las barbotinas.

Aparentemente cambios menores en la distribución del rango intermedio de partículas, originados por cambios en la distribución de tamaños de partículas del caolín o de los componentes no-arcillosos, coinciden con cambios significantes en la respuesta a la defloculación como puede apreciarse en las figuras 8a y 8b.

El déficit de partículas de tamaño intermedio se refleja en un aumento de la porosidad y de la velocidad de vaciado acompañado de un comportamiento dilatante (aumento de la viscosidad al aumentar o prolongar la agitación). El exceso de tamaños intermedios también produce un aumento de la porosidad pero, con disminución de la velocidad de variado. La combinación de distribuciones de tamaños de partículas mas gruesas con distribuciones más finas permite restablecer una distribución de tamaños óptima, y en consecuencia, las propiedades reológicas y de vaciado adecuadas.

Las barbotinas satisfactorias tienen una distribución de tamaños ubicada entre la de los componentes bajos de coloides y la de altos en coloides; permiten una concentración de sólidos mayor a la que se puede obtener con cualquiera de los componentes por separado.

Este efecto de concentración de sólidos y de la distribución de tamaños de partículas puede explicarse por el empaquetamiento de partículas. Un sistema de esferas monodispersas tiene un volumen vacío relativamente grande en su punto de máximo empaquetamiento. La adición de partículas más pequeñas reduce este volumen de huecos. Si se emplea una distribución de tamaños apropiada, puede obtenerse un volumen de huecos o poros muy pequeño (menor al 5%). El agua que llena éste volumen de poros está en un estado rígido y no contribuye a la fluidez de la barbotina. El empleo de distribuciones amplias de tamaños de partículas permite obtener concentraciones de sólidos más altas. Por otro lado, una pequeña adición de sólidos coloidales liberará el agua inicialmente inmovilizada en los huecos aumentando drásticamente la fluidez de la barbotina.

En la figura 9 se puede ver que a medida que aumenta la densidad de la barbotina aumenta también la viscosidad mínima que puede alcanzarse. La cantidad de defloculante necesaria para alcanzar la mínima viscosidad también aumenta.

5. SALES SOLUBLES

La reología de la barbotina y su respuesta a los agentes defloculantes varía significativamente por cambios en los tipos y cantidades de coloides modificadores. Los sulfatos solubles reducen los iones OH (particularmente del Na2CO3) inhibiendo así la


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neutralización de los grupos acídicos de la materia orgánica. Introducen, asimismo, cationes y aniones floculantes en el sistema reduciendo la fluidez y aumentando la demanda de defloculante.

Dos fuentes muy comunes por los que esto puede ocurrir son los cambios en los constituyentes solubles del agua de proceso y el desarrollo de sulfatos solubles en las arcillas bolas.

El contenido de sales solubles del agua varía de una fuente a otra, y adicionalmente, por variaciones estacionales y por contaminaciones industriales. La tabla II nos da una idea de las variaciones de los constituyentes solubles del agua

Las arcillas bola, por otro lado, contienen sulfuros que se oxidan en presencia de aire y agua para formar sulfatos solubles durante su almacenamiento. (Figura 10).

La posibilidad de cambios súbitos y amplios en los tipos y cantidades de sales solubles conduce a marcadas diferencias en el comportamiento de las barbotinas de vaciado.

Los iones principales generalmente presentes en el agua de proceso y que afectan la defloculación son (Ca)2+, (Mg)2+, (Fe)2+, (Cl)1- y (SO4)2-. La dureza del agua se expresa en términos de partes por millón (ppm) de CaCO3 aunque esta figura incluye la suma de las ppm correspondientes a las ppm de Mg y Fe. Un agua muy suave llega a tener tan sólo 15 ppm de dureza mientras que el agua dura tiene de 100 a 200 ppm. Durante el tratamiento de las aguas municipales se introducen los iones (CO3)2-, (OH)1-, (SO4)2- y (CI)1-. La presencia de estos iones incrementa la demanda de defloculante y la viscosidad resultante. La velocidad de vaciado y el porcentaje de agua retenida por la pieza en el vaciado también incrementan debido a la presencia de los iones alcalino térreos, de sulfatos y cloruros. (Ver Figuras 11, 12, 13, 14 y 15).

La figura 16 muestra las curvas de defloculación de dos barbotinas. A la barbotina A se le redujo el contenido de sulfatos solubles por adición de carbonato de bario. La barbotina B es un lote de la misma pasta a la que se le incrementó el contenido de sulfatos por adición de sulfato de calcio precipitado. Ambas barbotinas se prepararon de idéntica manera a la misma temperatura y densidad, defloculándolas a idénticos valores de viscosidad y tixotropía. Obsérvese la diferencia sustancial en la demanda de defloculante.La barbotina B vació mucho más rápidamente que la barbotina A, y su vaciado fue de calidad superior; él % de agua retenida en el vaciado también aumentó. La prueba de filtro prensado a baja presión reveló una permeabilidad sustancialmente más alta de la barbotina B.

Es evidente que la presencia de cationes y aniones floculantes presentes en las arcillas y el agua, en adición al defloculante y la materia orgánica, es de gran importancia en la velocidad y calidad de vaciado.


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6. INFLUENCIA DE LA MATERIA ORGANICA

La arcilla en contacto con la materia orgánica de carácter lignítico absorbe los coloides orgánicos sobre la fracción más fina de las partículas arcillosas. La cantidad de coloide orgánico que una arcilla puede absorber depende de la finura de la arcilla y la naturaleza de la materia orgánica.

La acidez de los ácidos húmicos es variable, y disminuye a medida que su masa molecular aumenta. Los ácidos húmicos de mayor acidez son de color café claro, los de acidez intermedia son cafés, en tanto que los de menor acidez son negros o grises. A mayor acidez se tiene mayor reactividad del ácido húmico con los álcalis para formar humatos alcalinos y menor el pH al que la neutralización tiene lugar.

Los grupos ácidos comúnmente encontrados en arcillas con materia lignítica son los grupos carboxil y fenatos. El contenido de carboxil parece ser inversamente proporcional a la masa molecular. Mientras mayor sea la carbonificación de la arcilla aumenta el contenido de grupos fenatos. A menor grado de carbonificación mayor contenido de grupos carboxil. Sin embargo, si la carbonificación aumente con disminución de la acidez, el contenido de grupos acídicos disminuye, y el pH requerido para la disolución aumenta.

La naturaleza polar de los dos grupos acídicos propicia la absorción de los coloides orgánicos en las superficies basales y en las orillas cargadas de las partículas arcillosas. Esta capa absorbida, a su vez, absorbe una capa apreciable de agua polar disminuyendo la coagulación por bloqueo. La figura 17a muestra el efecto de adiciones progresivas de diversos coloides de ácido húmico sobre la viscosidad de una barbotina de caolín de partícula fina libre de materia orgánica. Puede apreciarse que la viscosidad disminuye en todos los casos sin cambio evidente en el pH. Algunos ácidos húmicos fueron más efectivos en la reducción de la viscosidad debido posiblemente a un mayor contenido y diversidad de grupos polares. Se infiere que la materia orgánica de diferentes fuentes provoca diferentes respuestas en la defloculación debido a los tipos y cantidades de grupos acídicos funcionales presentes.

LIGNITA MASIVA

La figura 17b muestra el efecto de adiciones al 1% de tres diferentes residuos de materia lignítica a una barbotina al 50% de sólidos libres de materia orgánica. Los residuos se tomaron de tres arcillas tipo bola americanas oscuras sobre malla 200 U.S. Std (74 micras) eliminando los gruesos de malla 20 (840 micras). Las barbotinas se deflocularon progresivamente con NaOH midiendo la viscosidad y el pH.

Los coloides de los humatos alcalinos derivados de la lignita masiva funcionan como polielectrolitos en la defloculación de la arcilla. La variación en los puntos iniciales de respuesta al defloculante se debe, posiblemente, a la naturaleza de la materia orgánica y de sus grupos acidicos..


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Las partículas coloidales de los humatos con sus múltiples valencias aniónicas son atraídas fuertemente por las orillas cargadas de las partículas arcillosas desplazando en parte a los cationes monovalentes de sodio. Se tiene también absorción de los humatos coloidales por atracción polar sobre los planos basales de las partículas arcillosas. El resultado neto es el desarrollo de una superficie negativa en la partícula arcillosa a un pH mucho menor que el que sería posible con barbotinas libres de materia orgánica.

La presencia de ciertos tipos de materia orgánica asociados de manera natural a las arcillas bola, mejoran la eficiencia defloculante del carbonato de sodio en presencia de iones floculantes.

7. INTERACCION DE LAS SALES SOLUBLES-MATERIA ORGANICA

Las curvas de las figuras 18 y 19 muestran el comportamiento en la defloculación de una barbotina sanitaria bajo diferentes condiciones: sin modificación, con neutralización de sales solubles mediante BaCO3, con remoción de la materia orgánica por tratamiento con agua oxigenada, con eliminación de sales solubles y materia orgánica, con restitución de los niveles iniciales de los contenidos de materia orgánica y sales solubles en la barbotina a la que se eliminaron previamente la materia orgánica y las sales solubles.

Solamente la barbotina original sin modificación y la barbotina reconstituida manifiestan rangos satisfactorios para un buen vaciado. Ninguna de las barbotinas sin materia orgánica y sin sulfatos solubles es satisfactoria. Las curvas nos indican que una buena barbotina depende de un balance entre la materia orgánica como estimulante de la defloculación y los sulfatos solubles como inhibidores de la misma.

8. EFECTO DE LA TEMPERATURA

Las variaciones de temperatura en la barbotina conducen a variaciones significativas en sus propiedades y en su comportamiento al vaciado.

La viscosidad de la barbotina disminuye a medida que aumenta la temperatura incrementándose también el intervalo de defloculación como se aprecia en la Figura 20. La disminución de la viscosidad con la temperatura se debe, sobretodo, a modificaciones en el estado de agregación de las partículas coloidales.

Asimismo, una menor viscosidad a temperatura constante resulta en una menor velocidad a vaciado. Sin embargo, se ha encontrado que aquellas barbotinas cuya viscosidad se ha reducido por calentamiento vacían más rápidamente que la misma barbotina mas fría y de mayor viscosidad.


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Las temperaturas del molde y de la barbotina son factores importantes en la calidad y velocidad de vaciado. En los casos en los que la barbotina está caliente (p. Ej. 40°C) y el molde frío (15°C), se tiene un drenado deficiente y un vaciado suave. Por otro lado, si los moldes están calientes (30 a 40°C) aún las barbotinas relativamente frías (20°C) vacían y endurecen adecuadamente.

Estudios realizados sobre la cinética del proceso de vaciado muestran que la velocidad de difusión del agua a través de la pared de vaciado(adyacente al molde) gobierna la velocidad del vaciado y que la velocidad es inversamente proporcional a la viscosidad del agua a la temperatura de la barbotina. Se ha establecido también que la velocidad de vaciado es función directa de las temperaturas de la barbotina y del molde. De igual manera, la velocidad de vaciado es una función lineal de la viscosidad y la tensión superficial del agua a las temperaturas de la barbotina.

En consecuencia, las variaciones de temperatura de la barbotina conducen a diferencias sustanciales en su viscosidad y niveles de gelamiento. Así, dos lotes de barbotina ajustados idénticamente en su densidad, viscosidad y tixotropía pero mantenidos a diferente temperatura van a vaciar con diferentes velocidades y condiciones.

Durante el período invernal en las zonas frías del país, es probable que se puedan alcanzar los valores especificados de densidad, viscosidad y tixotropía. Pero la barbotina requerirá una cantidad mayor del defloculante, se tendrá una velocidad menor de vaciado y afectaremos la calidad del vaciado. La menor temperatura inhibe la interacción completa de los grupos (Na)1+ y (OH)1- con la materia orgánica.

En algunas zonas las condiciones ambientales del área de vaciado pueden variar enormemente de una época del año a otra o, inclusive, sobre un periodo de 24 hrs. La presión de succión de los moldes de yeso varía no solamente con la temperatura, sino también con la humedad relativa ambiental.

Si la humedad relativa aumenta a temperatura constante, la velocidad de vaciado disminuye notablemente y los tiempos de fraguado se incrementan de manera muy significativa.Cuando la humedad relativa aumenta y la temperatura disminuye, la situación anterior se agrava aún más. Si la humedad ambiental es muy baja, la velocidad de vaciado aumenta y el fraguado (o firmeza) de la pieza vaciada tiene lugar mas rápidamente.

Cuando la humedad relativa es uniformemente alta y la temperatura razonablemente constante, se puede mejorar el vaciado manteniendo una humedad relativa alrededor del 60% mediante acondicionamiento del aire. Por otro lado, si la humedad relativa es de 15% a 25%, los moldes deben protegerse de las corrientes de aire para evitar vaciado disparejo y fraguado prematuro de las piezas.


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9. MOLDES DE YESO

Aunque en algunos casos se usan otros materiales para moldes de vaciado, el material más usual es el hemidrato de sulfato de calcio o yeso. Cuando el yeso se mezcla con agua tiene lugar una rehidratación, con formación de una masa entrelazada de agujas de CaSO4.2H2O de porosidad significativa.

El yeso se obtiene comercialmente por deshidratación del mineral gypsum o CaSO4.2H2O a 160 ° C en charolas de acero.

CaSO4.2H2O ====== Ca SO4.1/2 H2O + 1 ½ H2O

La eliminación del agua tiene lugar en dos etapas claramente distinguibles, el “primer hervido” a 128°C y el “segundo hervido a “ 163°C. Si el proceso de calentamiento se continúa, se obtiene yeso “calcinado” o CaSO4 anhidro.

Durante el proceso de calentamiento pueden obtenerse dos formas de yeso, los tipos alfa, y beta. Si el proceso de calentamiento se realiza en forma rápida y con agitación del material para facilitar el escape del vapor, se forma mayormente el tipo beta. El tipo alfa se obtiene con un calentamiento en atmósfera húmeda o con vapor.

Los moldes se fabrican normalmente con yeso tipo beta, pero este puede contener también el tipo alfa dependiendo de las condiciones de la calcinación. La forma alfa produce moldes de mayor resistencia pero se sacrifica la absorción.

La cantidad estequiométrica de agua para la rehidratación del Ca SO4. ½ (H2O) es de 18.5 Kg. Por cada 100 Kg de yeso pero la cantidad de agua empleada en la fabricación de los moldes oscila entre 40 Kg y 100 Kg por 100 Kg de yeso. Durante la fabricación del molde, una vez que el yeso fragua con una reacción fuertemente exotérmica, el agua sin combinar se evapora provocando un sistema poroso.

Por lo que, a mayor proporción de agua se tendrá mayo porosidad del molde. Al aumentar la porosidad del molde aumenta su capacidad de absorción pero llega un momento en que la presión de succión de los capilares del molde muy poroso decae. Por otro lado, la resistencia mecánica del molde (al despostillado, a la abrasión módulo de ruptura, compresión, etc.) disminuye a medida que aumenta la porosidad.

Normalmente los moldes de vaciado son más porosos que los moldes empleados en el moldeo plástico. De manera ilustrativa, las mezclas típicas yeso-agua para diferentes aplicaciones son:

Agua/100 partes de yeso


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- Moldes de vaciado 70-80- Moldeo plástico (jigger, roller) 60-72- Prensa RAM 40- Moldes maestros y prototipos 30-40

Las propiedades del moldeo pueden afectarse por otros factores, además de la proporción yeso-agua, tales como el proceso de mezclado y el tiempo en que ha estado almacenado el yeso por el proveedor y por la planta, Un yeso “viejo” exhibe tiempos mayores de mezclado y fraguado, y menor resistencia mecánica. En la práctica, las mayores variaciones se deben a las fluctuaciones en los suministros del proveedor.

10. EFICIENCIA DEL MOLDE EN EL VACIADO

La figura 21 (a) muestra los resultados de un estudio de la eficiencia de vaciado obtenidos con dos diferentes yesos (A y B) bajo diferentes relaciones agua / yeso, Los picos de sus respectivas curvas indican la relación agua/ yeso que proporciona la máxima toma de agua de las barbotinas en un tiempo dado.

La figura 21 (b) indica que a medida que el contenido de agua se reduce, el tamaño de los poros disminuye y la presión de succión aumenta. Puede apreciarse también que, la máxima eficiencia en la remoción de agua de la barbotina durante el vaciado, no necesariamente coincide con la máxima presión de succión. Esta aparente anomalía puede explicarse con ayuda de las figuras 21(a) y (b).

Partiendo del lado de relaciones bajas de cada curva de la Fig. 21 (a), se observa un incremento en la velocidad e vaciado a medida que el volumen del poro va aumentando por aumento en el tamaño del poro y que la presión de succión disminuye. De esta manera, cuando se vacía la barbotina en un molde hecho con poco agua, la presión de succión alta origina la formación de una capa compacta y poco permeable adyacente a la cara del molde. Los tamaños de poros pequeños que resisten al movimiento del agua, su baja capacidad de acarreo, y la baja permeabilidad de la capa vaciada interactúan para reducir la velocidad de vaciado. Sin embargo, a medida que se usa más agua en la fabricación del molde, el tamaño y la cantidad de los poros aumenta, facilitando el movimiento del agua e incrementando la capacidad de acarreo de agua del molde. Así, a pesar de que la presión de succión disminuye, la velocidad de vaciado aumenta, Pero una vez que se pasa del pico de las curvas, la reducción de la presión de succión (a medida que los poros son progresivamente más grandes) produce una decreciente velocidad de vaciado. La densidad adecuada para una óptima velocidad de vaciado varía de un yeso a otro, aún del mismo fabricante.

Por otro lado, es práctica general el vaciar los moldes nuevos varias veces antes de utilizarlos en producción normal para desbloquear sus poros. Adicionalmente, es conveniente retener en los moldes de 5% a 15% (base seca) de agua para prevenir una formación muy rápida de la capa inicial de vaciado.


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La capacidad de absorción de los moldes se reduce a medida que aumenta su nivel de agua retenida por el uso continuo. Un molde puede saturarse completamente con agua (hasta 50% de su peso seco) en alrededor de una hora cuando se sumerge en agua pero su velocidad de secado es solamente del orden del 2% de su velocidad inicial de mojado.

Algunos defloculantes reaccionan con el yeso formando sales insolubles de calcio o sales solubles de sodio sobre la superficie del molde, reduciendo la presión de succión y retardando el secado del molde.

11. DISPERSIÓN DE LA BARBOTINA

Las propiedades de la barbotina así como las características del vaciado, se ven afectadas por diversos factores durante su dispersión. Los factores principales, ajenos a la barbotina, son la intensidad y tipo de agitación, y el tiempo de agitación. La intensidad de la agitación depende de la velocidad, forma, número y arreglo de los agitadores así como la geometría y relación volumen: altura del tanque de dispersión.

La agitación muy prolongada de la barbotina puede provocar el rompimiento o disgregación de partículas coloidales aglomeradas de los minerales arcillosos, alterando así la distribución de tamaños de partícula. La dispersión excesiva incrementa también el grado de subdivisión de los coloides orgánicos, los que a su vez absorben más agua, cambiando así la consistencia de la barbotina. La temperatura de la barbotina puede variar durante la dispersión en magnitud suficiente como para alterar la velocidad y calidad del vaciado.

A medida que los bafles y las propelas del mezclador se van gastando, va cambiando la energía por unidad de volumen suministrada efectivamente a la barbotina. La barbotina resultante puede no funcionar adecuadamente aún y cuando se tengan la viscosidad, tixotropía y temperatura buscadas.

La dispersión primaria puede efectuarse en 20 min con un dispersor rápido de 500 rpm o en aprox. 20 hrs. en un mezclador lento con capacidad suficiente para almacenar el consumo de un día. El método lento es más conveniente ya que usa menos manos de obra y menos energía pico. El método rápido requiere de un riguroso control del tiempo de mezclado para evitar la sobre dispersión y la consecuente disminución de la velocidad de vaciado. El método lento además, es menos sensible al control del tiempo de dispersión.

En el método de dispersión a baja velocidad los defloculantes tienen más tiempo para reaccionar por lo que al final del ciclo, la barbotina resultante es más estable y facilita juzgar que ajustes requiere. Además, sólo se tiene un lote en el día para evaluación y ajuste.


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La barbotina preparada se almacena por lo menos un día antes de emplearla, para aumentar su estabilidad por añejamiento y para tener la oportunidad de realizar, en caso necesario, las correcciones pertinentes. El añejamiento también permite el escape de las burbujas provocadas durante la dispersión y el transporte de la barbotina, para reducir la aparición de puntos de alfiler en el producto terminado. Las propiedades de las barbotinas y del vaciado cambian por el añejamiento; generalmente se hacen más fluidas y menos tixotrópicas.

12. SECUENCIA DE ADICION DE LOS COMPONENTES

El orden y la manera en que se adicionan los componentes de la barbotina, así como los intervalos de tiempo entre las adiciones y el tiempo total de mezclado pueden afectar profundamente las características de la barbotina final. En la figura 22 se muestran las curvas de defloculación obtenidas al cambiar el orden de adición de las arcillas de una barbotina sanitaria. La fórmula contiene tres tipos de arcillas:

Arcilla fina de color gris claro, baja en materia orgánica.: AlArcilla fina de color café oscuro, muy plástica: A2Arcilla gruesa de color gris claro. A3

Orden No. 1: primero se agrega Al junto con el carbonato de sodio, después se agrega A3 y A2. La dispersión de la barbotina se completó en 2.5 hrs con una adición total de silicato de sodio de 0.30%. El tiempo necesario de estabilización en los tanques de añejamiento fue de 6 a 8 días.

Orden No.2 : Se añade primero A2 y se somete a una fuerte dispersión durante 15 min; después le sigue Al y A2. El tiempo de dispersión para completar el lote fue de 1.5 hrs. El período de añejamiento o estabilización resultante fue de 2 a 3 días y la demanda de silicato de sodio se redujo en un tercio respecto al Orden No.1.

Orden No. 3: rápida introducción conforme al orden 2 pero sin la pre-dispersión de la arcilla muy plástica oscura. Los tiempos de preparación y de estabilización resultantes fueron muy prolongados.

Las variaciones en el comportamiento de la barbotina al cambiar el orden y la manera en que se incorporaron las arcillas, se deben aparentemente a las variaciones en la cantidad y finura de los humatos solubles producidos bajo cada orden. En el orden 1, la arcilla fina gris clara, con bajo contenido de materia orgánica dispone rápidamente de los iones (Na)1+ y (OH)1- , dejando poca cantidad para reaccionar con la materia orgánica de la arcilla plástica oscura. Cuando las arcillas se introdujeron en una sucesión muy rápida, la reacción soda ash-arcilla oscura tiene que competir con las necesidades de Na y de OH de la arcillla clara, dejando cantidades variables menores de humato de sodio.


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Algunas veces se desea agregar floculantes para mejorar la permeabilidad y la firmeza plástica del vaciado. El punto en el que se adiciona tiene una gran importancia. Si, por ejemplo, CaSO4 se agrega al agua junto con la soda ash, parte de los iones Na y OH requeridos para reaccionar con la materia orgánica de la arcilla oscura reaccionan con el sulfato de calcio formando sulfato de sodio + hidróxido de calcio; ninguno de los cuales forma humatos solubles. Por regla general, el sulfato debe agregarse después de que se hayan dispersado todas las arcillas tipo bola.

Cuando es necesario reducir los sulfatos solubles, la práctica más conveniente es la de incorporar el carbonato de bario al principio para tomar ventaja de la disponibilidad total del agua y permitir una intensa agitación. Un buen número de plantas le agrega pedacería cruda al lote a dispersar; si la adición se hace al principio junto con la soda ash y el carbonato de bario, y antes de la arcilla oscura, la barbotina final es muy diferente a la que se tendría si la pedacería se adicionase después de la dispersión de una o de todas las arcilla tipo bola.

13. DESHIDRATACIÓN

El grado de defloculación de una barbotina gobierna la velocidad a la cual el agua es removida por el molde. Una operación de vaciado es básicamente un proceso de concentración mediante el cual se eleva la densidad de coloide incrementando la coagulación. Para una viscosidad y tixotropía dadas, las barbotinas que contienen (Ca)2+ y (Mg)2+ como cationes intercambiables vacían más rápidamente y tienen un mayo contenido de agua retenida que las que contienen (Na)1+. De igual modo, la velocidad de filtrado de barbotinas no defloculadas aumenta debido a la introducción de cationes polivalentes.

La temperatura de las barbotinas de vaciado y de filtrado tiene un profundo efecto sobre la viscosidad, velocidad de vaciado y de filtración. Se ha demostrado que a medida que se incrementa la temperatura de la barbotina disminuye su viscosidad y aumenta su velocidad de deshidratación.

Una vez moldeada la pieza se requiere remover el agua residual tan rápida y eficazmente como sea posible. Un error frecuente de los ceramistas es el considerar el contenido de agua como parámetro básico para el movimiento del agua. Sin embargo, el agua sólo se mueve en respuesta a su gradiente de energía potencial, denominado esfuerzo o tensión de humedad. La barbotina tiene una menor tensión de humedad que el vaciado el cual, a su vez, tiene una tensión menor que el molde. De aquí, en el vaciado se tiene una transferencia continua de humedad de una menor a una mayor tensión de humedad.

Una barbotina cerámica típica tiene un contenido de humedad entre el 35 a 40%. Casi la mitad de éste es absorbida por el molde, la liberación del molde ocurre cuando el contenido de humedad del vaciado se ha reducido a un 22% aprox. La pérdida de agua dentro del molde es, mas que un proceso de secado, un proceso de deshidratación.


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La formación de una pieza firme y relativamente rígida al poner en contacto la barbotina con la superficie porosa del molde de yeso es el resultado de dos mecanismos:

- Remoción del agua de la barbotina por la succión capilar ejercida por el molde

- Difusión de iones (Ca)2+ de la superficie del molde a la barbotina, provocando la floculación y consecuente reducción de fluidez dentro de la delgada capa de barbotina adyacente a la superficie del molde

En tanto se está transfiriendo agua del vaciado al molde, la adhesión de uno al otro previene la contracción paralela a la superficie del molde. Los esfuerzos producidos por esta restricción aumentarán a medida que disminuye el contenido de humedad del vaciado y eventualmente, serán los suficientemente grandes para vencer las fuerzas adhesivas que surgen de la tensión superficial, permitiendo la separación del molde y del vaciado. Tras el desmoldado, la humedad del artículo vaciado se pierde únicamente por evaporación.

14. CONTRACCIÓN DIFERENCIAL

En la práctica, la contracción de un artículo cerámico es anisotrópica en la medida que depende de la manera en que ha sido moldeado o secado. Durante el proceso de vaciado las partículas se depositan con sus ejes menores paralelos a la dirección del movimiento del agua, dando como resultado que los espacios ocupados por el agua son mayores en el sentido perpendicular a la superficie del vaciado que en el eje paralelo al mismo. Este gradiente de humedad interpartícular es el responsable de la contracción diferencial que se tiene en la pieza seca y cocida (ver Figura 23).

Adicionalmente, se pueden introducir durante el proceso de secado gradientes de humedad en la pieza y, consecuentemente, gradientes de contracción que pueden resultar en deformaciones o roturas. En términos generales, aumentando la velocidad de evaporación de la superficie de la pieza se incrementan los gradientes de humedad en el interior; asimismo, poros finos o materiales finos desarrollan gradientes de humedad más pronunciados.

15. ROTURAS DE SECADO

En términos generales, un sistema defloculado es más difícil de secar porque ofrece más resistencia al movimiento de agua que si estuviese floculado. Las roturas de secado se deben a la contracción diferencial del cuerpo, la cual puede surgir por diferentes causas:

- Gradientes en la velocidad de secado en la pieza; por ejemplo entre la superficie y su interior.


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- Distribución heterogénea de la humedad dentro del cuerpo antes del secado, lo que resulta en una contracción total no uniforme.

- Contracción anisotrópica debido a al orientación de las partículas durante el moldeo.

- Restricción mecánica de la contracción, Eje. En las partes donde la pieza está en contacto con la superficie sobre la que está descansando.

La causa más frecuente de roturas y/o deformaciones son los gradientes de humedad impuestos en los artículos durante el secado.

En el caso de artículos de formas relativamente complicadas, las áreas expuestas tenderán a secar más rápido. Las diferencias de espesor pueden hacer que ciertas partes sequen más que otras.

En general, no es probable que un artículo plástico se raje por secado cuando su contenido de humedad esté abajo del punto crítico (cuero duro).

Frecuentemente el secado se termina en el horno; aunque a bajos contenidos de humedad el daño debido a la contracción diferencial es improbable, un incremento abrupto de la temperatura puede romper el producto debido a la presión desarrollada en su interior al evaporar el agua en los poros.


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16. REOLOGÍA Y CALIDAD DEL VACIADO

Para obtener una barbotina de vaciado satisfactoria no basta con meramente seleccionar las materias primas correctas, añadir la suficiente agua y defloculante para hacer fluido el sistema permitir un drenado limpio.

Es necesario balancear el sistema completo de tal suerte que la floculación que resulta del proceso de deshidratación produzca un vaciado con la calidad estructural que demandan los procesos de la planta. Esto significa controlar la densidad de empaquetamiento, la cantidad de agua retenida y la manera en que se mantiene en la estructura, y el gradiente que existe a través del espesor del vaciado. Una barbotina satisfactoria es aquella que produce un vaciado de máxima uniformidad en el contenido de humedad y de plasticidad a través de cualquier sección de pared.

La meta de las industrias que usan barbotinas de vaciado es desarrollar un vaciado de espesor adecuado en un tiempo razonable. Se pretende tener tanta plasticidad como sea posible con una firmeza equivalente. Si se excede el rango plástico se tiene un vaciado pegajoso y suave; mientras que excediendo el rango de firmeza se tiene un vaciado duro y quebradizo.

La correcta aplicación de las bases reológicas para estructurar el sistema de barbotina de vaciado tiene un contundente impacto en la reducción de las mermas por roturas.

Infortunadamente, no podemos templar nuestros productos para relevar los esfuerzos inducidos desde el moldeo como acontece en la industria del vidrio. La relevación de tensiones tiene que llevarse a cabo durante el vaciado mediante una correcta estructura de plasticidad y firmeza del vaciado.

Una pieza con un óptimo binomio plasticidad-firmeza puede vaciarse y manejarse una vez desmoldada con menos tensiones, y secarse con menores gradientes de humedad y de contracción diferencial. En la práctica, la enorme mayoría de roturas y fallas estructurales de las piezas se resumen en una contracción diferencial.

El objetivo genuino en cualquier sistema de vaciado es el de reducir todos los esfuerzos o tensiones. Frecuentemente se pasa por alto la consideración del sistema completo, observándose solamente cambios individuales un nuevo material, aumento o reducción de materiales como arcilla fina, arcilla gruesa, silicato de sodio, sulfatos, etc.

Normalmente nos referimos a la defloculación como el proceso básico de preparación de la barbotina cuando en realidad lo que buscamos es un balance entre las fuerzas atractivas y las fuerzas repulsivas; es decir un balance entre la floculación y la defloculación.

Durante el inicio del vaciado, debe formarse una estructura plástico-firme al actuar el molde sobre la barbotina. El molde de yeso tiene una enorme afinidad por el agua y tiende


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a segregar las partículas, cambiar la distribución de humedad, y en general, a romper la estructura del vaciado para conseguir el agua. (Figura 24)

Si se carece de un ligero gelamiento a medida que procede el vaciado, las partículas más finas atraídas a la capa inicial de vaciado pueden causar un despegue deficiente, marcas o manchas sobre la superficie adyacente al molde, o distribución heterogénea de partículas finas cerca de las superficies del molde y partículas gruesas cerca de la superficie de drenado.

En una barbotina de vaciado, la mayoría de partículas finas son partículas plásticas o de arcilla, mientras que la mayoría de partículas gruesas corresponden a las partículas de desgrasantes o feldespato y sílice. La segregación de partículas pequeñas y grandes, plásticas y desgrasantes, provocará con seguridad fuertes diferencias de humedad y de concentración así como gradientes de fraguado durante el vaciado y el secado; produciendo, en consecuencia, roturas. (Ver tabla III).

La segregación de partículas origina en el quemado una matriz con gradientes de composición susceptible de problemas en precalentamiento, calentamiento y choque térmico.

Asimismo, cuando se tiene separación o segregación de partículas, la distribución de humedad en la sección transversal del vaciado no es uniforme. Esta condición puede originar superficies de vaciado (en contacto con el molde) duras y quebradizas, y una superficie de drenado suave y deformable.

Por lo aquí mencionado, es de capital importancia atenuar al máximo los diferenciales o gradientes a través de la pared de vaciado de las piezas. En este sentido juega un papel importante la distribución y el tamaño de poros en la estructura del vaciado.

El tamaño de poro del vaciado está determinado por las partículas más finas presentes en la distribución. Es importante notar que la porosidad y la distribución de tamaños de poro son propiedades muy diferentes. Las porosidades de monodispersiones de esferas de 1 micra y de 100 micras en un empaquetamiento ortorrómbico son idénticas (alrededor de 40%). Sin embargo, el tamaño de poro del arreglo de esferas de 1 micra es mucho menor que la del arreglo de esferas de 100 micras. El contenido de humedad en el punto de saturación es también idéntico, pero el esfuerzo requerido para mover la humedad a través de los poros de 1 micra es mucho mayor que para el paquete más grueso de partículas de 100 micras. Esto se complica aún más si consideramos el área superficial de las partículas más finas y la capa de agua rígida absorbida sobre sus superficies.

De lo anterior se infiere que dos composiciones pueden tener la misma área superficial y al mismo tiempo tener diferentes distribuciones de tamaños de poros.

El propósito de la floculación parcial de las barbotinas de vaciado es el de incrementar el tamaño de poro y la retención de humedad del vaciado por aglomeración del material


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coloidal; produciendo en consecuencia, mayor velocidad de vaciado, mejor uniformidad de la humedad a través de la pared de vaciado y mejor plasticidad. (Figura 24)

La floculación parcial de las barbotinas de vaciado incrementa la porosidad y el tamaño de poros al quitar los coloides de su existencia como partículas individuales y transformarlos en aglomerados. En este estado los coloides actúan como partículas más grandes, incrementando su porosidad pero manteniendo su área superficial.

La figura 25 nos muestra que el esfuerzo de humedad aumenta ( y la velocidad de vaciado disminuye) al reducir el tamaño de partícula.

Esto implica que cuando la velocidad de vaciado es baja debido a una insuficiente floculación y tamaños de poros pequeños, el gradiente de humedad desarrollado durante el vaciado permanece una vez que el vaciado cesa y no asume una distribución uniforme de la humedad a través de la pared de vaciado. Esto resulta en una superficie quebradiza, fuertemente dilatante sobre el lado del molde, y una superficie húmeda, suave y de alta contracción sobre la cara del drenado. En un vaciado sólido, ambas caras del molde resultan quebradizas mientras que el centro es suave.

Por otro lado, los aglomerados actúan de la misma forma que las partículas más grandes, produciendo una estructura de poros mayor lo que causa una velocidad mayor de vaciado pero proporcionando al mismo tiempo una alta retención de humedad. Se tiene, además, un menor esfuerzo de humedad en el movimiento de agua una vez que ha cesado el vaciado; por tanto, se tiene un menor gradiente de humedad en la pared del vaciado una vez que se ha desmoldado. Porque los poros más grandes facilitan la redistribución de la humedad.(Figura 26).

Una barbotina defloculada o insuficientemente floculada va a retener un pronunciado gradiente de humedad, exhibe un vaciado duro sobre la superficie del molde, pérdida lenta de brillo en la superficie de drenado, fuertes gradientes de contracción entre las superficies de vaciado y drenado, y tiene una alta tendencia al rajado. Un corte transversal a través de un vaciado fresco bajo estas condiciones nos mostrará una superficie de vaciado seca y una superficie de drenado muy húmeda.

17. DEFLOCULANTE

El silicato de sodio es el defloculante que se utiliza mas ampliamente en la industria cerámica y se encuentra disponible en el mercado en diferentes proporciones de sílice:sodio. Generalmente se emplea Carbonato de sodio junto con el silicato de sodio. También se emplean otros tipos de defloculantes en aplicaciones especiales, tales como polifosfatos, humatos y poliacrilatos entre otros.

Las diferentes arcillas generalmente requieren diferentes tipos de defloculante para obtener los mejores resultados. Por ejemplo, las arcillas bola que contienen lignita se defloculan


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mejor con una combinación de silicato de sodio y carbonato de sodio; a fin de llevar la lignita en solución y asistir a la defloculación. Cuando no se tiene lignita, o en el caso de caolines, el empleo de silicato de sodio solo es a menudo mas efectivo.

Con los caolines que tienen en forma natural un pH alto por estar floculados con cal, resulta a menudo conveniente usar una pequeña cantidad de fosfato o de carbonato de sodio junto con silicato de sodio a fin de reducir el periodo de añejamiento y producir una barbotina estable más rápidamente. Tales arcillas pueden deflocularse frecuentemente con silicato de sodio solo.

La secuencia de la adición del defloculante, ya sea en una sola dosis al inicio de la preparación o en pequeños incrementos, así como el tiempo entre estos incrementos, puede cambiar la cantidad final de defloculante requerida.

18. PREPARACIÓN Y CONTROL DE LAS BARBOTINAS DE VACIADO

Dos son los principales criterios para preparar barbotinas de vaciado satisfactorias: Que las barbotinas vacíen de la misma manera, lote tras lote, sin mermas

significativas en el departamento de vaciado o en el secado. Que las piezas quemadas no muestren defectos imputables a problemas de vaciado

Previa a la etapa de preparación, las materias primas deben controlarse rigurosamente:

Las arcillas deben someterse a las siguientes pruebas:1. distribución de tamaños de partículas (tamaños de malla e intermedios ).2. sales solubles3. contenido de coloides (por adsorción de pigmento).

En los materiales no arcillosos debe determinarse rutinariamente la distribución de tamaños de partículas (extremadamente importante).

Para el agua de proceso es fundamental medir y controlar las sales solubles.

Debe seguirse siempre el mismo procedimiento de preparación de la barbotina: la secuencia y la manera en la que se introducen las arcillas y el tiempo de mezclado tras las adiciones afecta profundamente las propiedades y la calidad de la barbotina final.

En resumen: la reducción significativa y permanente de las roturas en el proceso de vaciado solo es posible a través de la preparación de barbotinas de vaciado de comportamiento consistentemente uniforme. Esto requiere poner una estricta atención a aquellos factores relativamente simples que gobiernan las propiedades fisico-químicas de las barbotinas y mantener las condiciones de proceso lo mas uniformes posibles.

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