los materiales cerámicos
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Conozcamos!!! Los materiales cerámicos: lo productos más utilizados en la industria de la Construcción.TRANSCRIPT
Una de las principales caracterís-
ticas de las arcillas es la plastici-
dad, condición indispensable para
el moldeo.
Productos correctores
(desengrasantes y fundentes)
Algunas veces tiene importancia
el color final de los productos
cerámicos, la coloración puede
conseguirse por la adición de
ciertos minerales compuestos de
hierro o variando las fases de
cocción.
Las modificaciones de la plastici-
dad dependen si la arcilla es grasa
(gran plasticidad) o magra( con
componentes arenosos, y por lo
tanto poco plástico).
Cuando la arcilla es de gran plasti-
cidad tiene mucha adherencia. Y
dificulta el manejo y moldeo, por
lo que hay que adicionarle pro-
ductos desengrasantes, el más
usado es el polvo de ladrillo moli-
do. Alas arcillas magras se le de-
ben adicionar otras más grasas
para conseguir una plasticidad
idónea. También se emplean los
fundentes, materiales que favo-
recen la cocción y vitrificación de
los productos cerámicos .
Entendemos por materiales
cerámicos las piezas forma-
das por mezclas de arcilla y
otros componentes someti-
dos a un proceso de cocción y
a una determinada tempera-
tura, que puede llegar incluso
a la fusión. Según el proceso
de fusión. Según el proceso
de cocción y el tipo de com-
ponentes, los materiales
cerámicos se clasifican en:
productos de alfarería (tierra
cocida), azulejos, gres, porce-
lana, loza, refractarios y
abrasivos. Cada uno de estos
tipos tiene características
especiales y son objeto de
aplicaciones diversas en la
construcción, pudiéndose
emplear como elementos
resistentes de separación,
decoración y múltiples usos
más.
MATERIAS PRIMAS
La materia prima es la arcilla,
roca que procede de la desin-
tegración de otras que contie-
nen principalmente feldespa-
tos y micas. Los minerales
arcillosos que tienen impor-
tancia en la industria
cerámica son tres: la
caolinita (caolín), la
montmorillonita y la
illita, no se encuentran
puros sino mezclados,
aunque predomine un
material determinado.
Las arcillas caolini-
cas tienen gran porcen-
taje de alúmina y elevado
punto de fusión con pro-
piedades refractarias notables
después de la cocción, por lo
que se emplean en la fabrica-
ción de Loza.
Las montmorilliticas son
poco empleadas.
Las illiticas son las mas utili-
zadas por ser las más comu-
nes, entre ellas se encuentran
las arcillas micáceas, muy
abundantes y empleadas en la
fabricación de ladrillos .
¿Qué entendemos por materiales cerámicos?
EDI: Transformación de los Materiales en Los Procesos Productivos
Materiales Cerámicos
La arcilla: desde el punto de vista:
• Mineralógico: engloba un grupo de minera-les (minerales de arcilla)
• Petrológico: es una roca natural sedi-mentaria.
• De un ceramista: es un material natural que cuando se mezcla con agua se convier-te en pasta plástica.
Profesora de Tecnología: Alvarez Cintia Estefania
Cantera de arcilla, materia prima para la fabricación de cerámicos
Propiedades de la arcilla.
Plasticidad: Mediante la adición de una cierta can-tidad de agua, la arcilla puede adquirir la forma que uno desee. Esto pue-de ser debido a la figura del grano (cuanto más pequeña y aplanada), la atracción química entre las partículas, la materia carbonosa así como una cantidad adecuada de materia orgánica.
Merma: Debido a la eva-poración del agua conteni-da en la pasta se produce un encogimiento o merma durante el secado.
Refractariedad: Todas las arcillas son refractarias, es decir resisten los aumen-tos de temperatura sin sufrir variaciones, aunque
cada tipo de arcilla tiene una temperatura de coc-ción.
Porosidad: El grado de porosidad varia según el tipo de arcilla. Esta depen-de de la consistencia más o menos compacta que adopta el cuerpo cerámico después de la cocción. Las arcillas que cuecen a baja temperatura tienen un índice más elevado de absorción puesto que son más porosas.
Color: Las arcillas presen-tan coloraciones diversas después de la cocción debido a la presencia en ellas de óxido de hierro, carbonato cálcico…
APLICACIONES INDUSTRIALES
Son así mismo son utiliza-das en la manufactura de cementos, como fuente de alúmina y sílice, y en la producción de áridos lige-ros (arcillas expandidas).
CAOLIN
Se trata de un mineral muy
importante desde el punto
de vista industrial. Es blan-
cuzco y altamente refracta-
rios y poco plástico . Ha
sido utilizado desde la anti-
güedad . En el siglo XVI
adquirió gran fama entre la
nobleza la porcelana fabri-
cada a base de pastas cerá-
micas ricas en caolín.
Desde el punto de vista industrial, la mayor parte de las aplicaciones no re-quieren especificaciones estrictas en cuanto a com-posición química.
ARCILLAS COMUNES
El principal uso de estos materiales arcillosos se da en el campo de la cerámica de construcción (tejas, ladrillos, tubos, baldo-sas....), alfarería tradicional, lozas, azulejos y gres. Uso al que se destinan desde los comienzos de la humani-dad.
Prácticamente todas las arcillas son aptas para estos usos, primando las conside-raciones económicas.
Ladrillo perforado: que son
todos aquellos que tienen perfora-
ciones en la tabla que ocupen más
del 10% de la superficie de la mis-
ma. Muy popular para la ejecución
de fachadas de ladrillo visto.
Ladrillo hueco: son aquellos
que poseen perforaciones en el
canto o en la testa que reducen el
volumen de material empleado en
ellos.
Son piezas prefabricadas de mate-
rial cerámico que constituyen uno
de los principales materiales de
construcción, utilizándose para la
formación de todo tipo de muros,
paredes, pilares, arcos y bóvedas.
Clases de ladrillos
Ladrillo macizo: tienen forma
de ortoedro compacto, para alige-
rar su peso y facilitar la trabazón
con el mortero, pueden llevar unos
rebajes de profundidad no supe-
rior a 0,5 cm.
PRODUCTOS DE ALFARERIA
Ladrillos
C) Por su cocción:
- adobes, secados al sol (sin coc-
ción)
-santos, vitrificados por exceso de
cocción
-recochos, los de cocción correcta
-pintones, falta de uniformidad y
con manchas negras y rojas
-pardos, de color insuficiente y de
color pardo.
-porteros, mal cocidos por su
situación en el horno.
Morfología de las diversas piezas de alfarería
A)Por su forma:
-Ladrillos, piezas de forma
prismática
-Tejas, piezas curvas
-Piezas especiales, bovedillas,
bandejas, bloques, vasijas, etc
B) Por su proceso de fabrica-
ción:
-Manuales de tejar y de mesa
-Mecánicos
-Prensados
Diversas piezas de alfarería
Página 2 Materiales Cerámicos
El término
“cerámica”
proviene de la
palabra
griega
“Kerámicos”
que significa
“cosa
quemada”
La fabricación de estos productos
comprende una serie de operacio-
nes que pueden resumirse en las
siguientes:
1)Preparación de las arcillas
adecuadas ala tipo de piezas cerá-
micas a fabricar, consiguiendo el
grado de plasticidad necesario.
2)Moldeo de piezas (dar for-
ma). Realizado a mano mediante
gradillas o moldes de madera o
mediante maquinas llamadas
galleteras o bien con prensas o
con tornos.
3)Desecación: para perder el
agua de amasado. Puede ser
natural, colocando las piezas en
cobertizos ventilados y resguar-
dadas del sol, o bien, artificial
mediante la aportación de calor.
4)Cocción: una técnica antigua
para el ladrillo, se realiza disco-
locando las piezas en hiladas y
filas paralelas separadas entre si
por un hueco igual al grueso de
un ladrillo, disponiéndose en el
mismo combustible
(Hormiguero).
También la cocción se ha reali-
zado con hornos intermitentes,
uno típico era el Horno Hoff-
man, aunque actualmente se
lleva a cabo en hornos continuos
eléctricos, de carbón o fuel oil.
La introducción de las piezas en
al horno ha de efectuarse me-
diante un sistema lento, en el
cual el calor aumente progresi-
vamente.
Una vez que las piezas han sido
han sido cocidas, se pasa a la
fase de enfriamiento, que tam-
bién debe ser lenta, y posterior-
mente, se procede al almacenaje
y embalaje en condiciones ade-
cuadas hasta la puesta en obra.
Horno túnel
Horno a gas Ladrillero moldeando con gradilla
Geometría
Elementos
para la cons-
trucción em-
pleados en la
formación de cubiertas con la
misión de recibir y dejar escurrir
el agua de la lluvia. Se fabrican
con arcilla y su proceso de ob-
tención es similar al ya explicado
para los ladrillos. Las tejas son
de color rojizo, aunque también
se pueden colorear. Si sobre una
teja en fase de cocción se que-
man materias orgánicas se obtie-
nen colores muy decorativos,
también se pueden conseguir
otras tonalidades mediante bar-
nices, vidriados y esmaltes.
Las tejas deben ser: impermea-
bles, resistir a la flexión, tener
cantos vivos, rectos y superfi-
cies lisas, no ser heladizas,
carecer de manchas y si son
golpeadas con una herramien-
ta, debe dar un sonido claro y
metálico.
Tipos de tejas: árabe, plana y
flamenca
piezas a una temperatura
aproximada a los 900ºC, llevan-
do un control estricto porque de
este depende la calidad final, ya
que en esta fase las arcillas ad-
quieren la consistencia y resis-
tencia.
5) Esmaltado, que consiste en
aplicar sobre una de las caras de
la pieza una composición fusible
en la que intervienen: plomo,
estaño y diversos óxidos de hie-
rro, manganeso, cobre y cobalto,
lo cual se aplica en frio, a mano
o a máquina, por inmersión, por
riego y a veces, a pincel. En el
caso de dibujos se adaptan plan-
La fabricación comprende las
siguientes operaciones:
1)Extraccion y trituración
de las arcillas, secado de las
mismas en eras al sol y posterior
almacenamiento en grandes
depósitos, donde se someten a
largos periodos de reposo.
2)Molturacion de las arcillas
oportunamente dosificadas
controlando el grado de finura y
humedad.
3) Prensado y foracion de los
bizcochos en prensas de 180 a
200 Tm por golpe.
4) Secado y cocción de las
tillas perforadas con los dibujos
que se superponen.
6)Coccion del esmalte, que pue-
de ser multistrado, en el que
el material entra en vagonetas,
refractarios dentro del horno a
980ºC durante 14 horas. Tam-
bién puede ser monostrado:
en este caso el material entra
sobre unos rodillos de acero
refractario y es sometido al fue-
go durante 30 minutos a la tem-
peratura entre 950 y 1050ºC.
7) Clasificación de las piezas
según su calidad, embalaje y
puesta en obra.
TEJAS
Proceso de fabricación del azulejo
Esta capa de esmalte puede ser
lisa o con dibujos en diferentes
serigrafía).
La parte estructural del azulejo o
soporte recibe el nombre de
“galleta” o “Bizcocho” y está
formada por arcillas selecciona-
das, plásticas , ricas en cuarzo y
caolín y en hierro. La capa de
esmalte es mucho más fina, cu-
bre una de las caras de la pieza y
está formada por óxidos metáli-
cos fundidos con silicatos.
Los azulejos corresponden a la
categoría de materiales de
revestimiento y protección.
AZULEJOS
El azulejo es una pieza de pasta
cerámica de poco espesor, recu-
bierta por una capa de esmalte
que le proporciona impermeabi-
lidad y resistencia al desgaste.
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“La gran
aplicación de
Los materiales
cerámicos es en
la industria de
la construcción”
Tejas en etapa de cocción (Horno túnel)
LOZA
La loza es un producto cerámico de
color blanquecino, muy poroso y ab-
sorbente, y con superficies esmaltadas
para mayor impermeabilidad y dureza.
La composición de esta semiporcelana
es del 26% de caolín, 30% de cuarzo,
26% de feldespato y 18% de arcilla muy
plástica, pobre en hierro y con cantida-
des considerables de aluminio.
Los elementos sanitarios se forman
con moldes de yeso en los que se vierte
la pasta en forma de colada y se seca
gradualmente por absorción del mol-
de; al cabo de cierto tiempo, se saca la
pieza del molde y se elige un esmalte
adecuado que tenga la misma dilata-
ción con la finalidad de que no aparez-
can grietas. Una vez desecadas, las
piezas pasan a la fase de cocción entre
1000 y 1200ºC, obteniéndose el pro-
ducto llamado bizcocho, de estructura
muy porosa. A continuación se recu-
bren de esmalte las partes deseadas y
se someten a una nueva cocción, pero a
menor temperatura.
La calidad se comprobará por su soni-
do largo y metálico.
La porcelana tiene, como materias bási-
cas, el caolín 50%, el feldespato 30% y
el cuarzo 20%, todas ellas deben ser
primera calidad y estar molidas finísi-
mamente.
La porcelana sufre una primera cocción
a una temperatura de 1100 a 1200 ºC,
seguido del esmaltado y una segunda
cocción a una temperatura que puede
llegar a los 1500 ºC. Propiamente solo
pueden llamarse porcelanas los produc-
tos que han sufrido estas dos cocciones,
aunque muchas veces se aplica este
mismo nombre a productos obtenidos
en una única cocción (siempre que
hayan utilizado materias primas de
primera calidad).
Para la construcción solo se emplea la
porcelana vitrificada, semiporcelana
o loza, destinada a la fabricación de
aparatos sanitarios.
Propiedades y aplicaciones del gres
El gres es un material cerámico
cuya masa, a diferencia de los
azulejos, es compacta y no
porosa; dicha masa se obtiene
por la mezcla de arcillas muy
seleccionadas, capaces de vitri-
ficar a bajas temperaturas,
obteniéndose una gran imper-
meabilidad, dureza y durabili-
dad.
Fabricación
Suele recurrirse a uno o dos
materiales para la fabricación
del gres. Uno de ellos por lo
general, la arcilla refractaria y
los demás componentes son
materiales muy fusibles
(arcillas especiales y feldespa-
tos)
Se fabrican dos tipos de gres:
El gres porcelánico sin esmaltar, en el
que el color afecta toda la pieza, y el
gres esmaltado de monococción, en
el que l a unión entre el esmalte y el
bizcocho es intima, dado que no
ocurre en los procesos de bicocción de
la cerámica porosa.
El bizcocho puede ser de “pasta
blanca” o de “pasta roja” compuesta
esta ultima por una o más arcillas
rojas, cuya coloración es debida a la
contaminación por óxidos de hierro,
mientras que la pasta blanca consiste
en la mezcla de arcillas puras, más la
adición de cuarzo y feldespato. La
homogeneidad de las materias primas
es la base de la calidad del material a
obtener, más fácil con pasta blanca
Materiales Cerámicos
GRES
debido a la utilización de cuarzo y
feldespato, que son productos más
constantes que las arcillas naturales.
El proceso de fabricación es
complicado y debe ser cuidado, por
que el empleo y selección de
materias primas superiores a la de
los demás materiales cerámicos,
exige un tamaño de partículas muy
pequeño en la masa y una
homogeneidad tal que es necesaria
la molienda por vía húmeda. Las
piezas se moldean por prensado en
seco.
La cocción antes se realizaba en
hornos túnel de amplia sección
donde las piezas se cocían
dispuestas en varios pisos, sin
embargo existía diferencias de
temperatura a lo largo de la sección
del túnel originando piezas de
diferentes características físicas.
Escalera de Gres
Gres rústico
En la actualidad, la cocción se
realiza en hornos monoestratos
de rodillos. Las piezas se
colocan sobre rodillos de
material refractario,
desplazándose a través del
horno por el movimiento
giratorio de los mismos. Así el
calor se reparte uniformemente
sobre las dos caras de la pieza,
por lo que el proceso de
gresificación del bizcocho y
vitrificación del esmalte es más
homogénea.
Dureza 6 a 7 en la escala de Mohs, resistencia al desgaste
por abrasión, y resistencia a las heladas, tanto el
porcelánico como el esmaltado; resistencia a la flexión;
buenas condiciones higiénicas (al no tener poro no
permite penetrar materias extrañas); mejor agarre al
cemento.
El gres se ha convertido en en material idóneo para
aplicar en exteriores, ya sea como pavimento o
revestimiento de paredes.
De forma general podemos establecer dos grupos de
piezas de gres: el primero, de baldosas (piezas grandes),
y el segundo, de piezas pequeñas de varios colores y
formas que se combinan formando mosaicos.
También se realizan tubos para desagües de aguas
residuales y fabricas de productos químicos, ya que es un
material resistente a los ácidos.
LA PORCELANA
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Son materiales cerámicos capaces
de resistir temperaturas superiores
a 1500ºC sin reblandecerse ni
sufrir cambios de volumen apre-
ciables, deben resistir la abrasión
en caliente y tener una conductivi-
dad térmica baja.
Los materiales refractarios funda-
mentales forman tres grupos prin-
cipales según su composición:
ácidos, básicos y neutros.
Ácidos: formado por arcillas con
alto porcentaje de silicato cálcico.
Básico: formado por materiales
aluminosos como la bauxita, el
corindón y la magnesita.
Neutro: lo forman materiales que
contienen diversos porcentajes de
carborundum, grafito y cromita
entre otros.
Su fabricación es por prensado en
moldes adecuados, y las fases de
desecación y cocción son similares
ala de los productos de alfarería.
La forma y tamaño varían según su
fabricante.
La colocación de estos productos
se realiza a base de morteros re-
fractarios con cemento aluminoso.
Su utilización está destinada a la
industria, para revestir materiales
normales sujetos a fuertes tempe-
raturas, como hornos rotatorios de
cemento, chimeneas o conductos
de humos.
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REFRACTARIOS
EDI:T.M.P.P
ABRASIVOS
Son productos destinados a rebajar, pulir y cortar
otros elementos de menor dureza.
Se trata de materiales abrasivos: el diamante para
usos industriales, el corindón, el carborundum
(carburo de silicio), la alúmina fundida, el sílice
(arena cuarcita pedernal)..
Los materiales abrasivos se encuentran en el
mercado en forma de productos aglutinados (ruedas,
discos, bloques), revestimiento de papel o tela y en
grano.
Para su fabricación se mezclan los granos de abrasión
con una pasta de base de arcilla, cuarzo, feldespato,
se moldean por colada o prensado y se cuecen a
1250ºC aproximadamente