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ÑA
A E.T.S.I
E.T.S.I. Caminos, Canales y Puertos
. Caminos, Canales y Puertos
Materiales cer
Materiales cerá
ámicos
micos
1
1
Materiales de Construcción.
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2 - 2, Apuntes de Materiales y Sistemas Constructivos
Apuntes de Ingeniería Materiales de construccion Ceramicos Tienen enlaces predominantemente iónicos, aunque pueden ser parcialmente covalentes, lo que les otorga...
Tipo: Apuntes
2011/2012
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Materiales de Construcción.
Materiales cerá^ Materiales cer
ámicos.
micos.
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Materiales cerMateriales cerá
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1.- Introducción
1.1.- Generalidades1.2.- Historia
2.- Naturaleza de las materias primas
2.1.- Clasificación y propiedades2.2.- Estructura y Naturaleza: arcillas2.3.- Desengrasantes2.4.- Agua
3.- Fabricación
3.1.- Materias primas3.2.- Preparación3.3.- Moldeo3.4.- El secado3.5.- La cocción
Materiales cerámicos. Índice Bloque 6
4.- Ladrillos
4.1.- Clasificación4.2.- Propiedades4.3.- Obras de ladrillo
5.- Tejas
5.1.- Clasificación5.2.- Propiedades5.3.- Obras de teja
6.- Vidrio
6.1.- Clasificación6.2.- Fabricación6.3.- Propiedades6.3.- Vidrio en la construcción
7.-Otros materiales cerámicos
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1.- Introducción
1.1.- Generalidades1.2.- Historia
2.- Naturaleza de las materias primas
2.1.- Clasificación y propiedades2.2.- Estructura y Naturaleza: arcillas2.3.- Desengrasantes2.4.- Agua
3.- Fabricación
3.1.- Materias primas3.2.- Preparación3.3.- Moldeo3.4.- El secado3.5.- La cocción
Materiales cerámicos. Índice Bloque 6
4.- Ladrillos
4.1.- Clasificación4.2.- Propiedades4.3.- Obras de ladrillo
5.- Tejas
5.1.- Clasificación5.2.- Propiedades5.3.- Obras de teja
6.- Vidrio
6.1.- Clasificación6.2.- Fabricación6.3.- Propiedades6.3.- Vidrio en la construcción
7.-Otros materiales cerámicos
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2- Clasificación y propiedades
-^
Clasificación de los materiales cerámicos
- Productos de arcilla: alúmino-silicatos con agua enlazada
- Productos estructurales: tejas, ladrillos, baldosas, tuberías,• Porcelanas: vajillas, sanitarios
- Vidrios:
- Vidrios: silicatos no cristalinos con otros óxidos• Vitrocerámicas: paso de no cristalino a cristalino:
- Vidrios:
- Productos estructurales: tejas, ladrillos, baldosas, tuberías,• Porcelanas: vajillas, sanitarios
artículos de cocina. Aisladores de placas decircuitos
- Refractarios:
- Arcilla / Sílice• Básicos / Especial
- Otros:
- Abrasivos• Cerámicas avanzadas
- Otros:
- Arcilla / Sílice• Básicos / Especial
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- Una razón de la dureza y fragilidad de estos materiales es la
dificultad del deslizamiento de la estructura cristalina (o sea, delmovimiento de las dislocaciones).
-^
Porosidad: su aumento hace que disminuya la resistencia
-^
Dureza: las cerámicas tienen siempre valores de dureza elevados,llegando a ser el principal material constitutivo de los abrasivos
2- Clasificación y propiedades
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- Arcillas especiales: sólo un 10 % se dedica a otras industrias.
Constituidas fundamentalmente por un sólo tipo de mineral de laarcilla, suponen más del 70 % del valor de las arcillas comerciales.
- Las arcillas en la industria:
- Arcillas comunes: un 90 % de la producción
de arcillas se dedica, preferentemente a lafabricación de materiales de construcción ymateria prima del Portland.
-^
Tipos principales de arcillas:
- Caolinita: Es el más pura– Illita: la más usada– Montmorillonita: la menos empleada en cerámica
2- Estructura y naturaleza: arcillas
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1.- Introducción
1.1.- Generalidades1.2.- Historia
2.- Naturaleza de las materias primas
2.1.- Clasificación y propiedades2.2.- Estructura y Naturaleza: arcillas2.3.- Desengrasantes2.4.- Agua
3.- Fabricación
3.1.- Materias primas3.2.- Preparación3.3.- Moldeo3.4.- El secado3.5.- La cocción
Materiales cerámicos. Índice
4.- Ladrillos
4.1.- Clasificación4.2.- Propiedades4.3.- Obras de ladrillo
5.- Tejas
5.1.- Clasificación5.2.- Propiedades5.3.- Obras de teja
6.- Vidrio
6.1.- Clasificación6.2.- Fabricación6.3.- Propiedades6.3.- Vidrio en la construcción
7.-Otros materiales cerámicos
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3- Fabricación.
Obtención de materias primas
t
Arcillas y materiales no plásticas
v
Depuración de materias primas
t
Trituración, Meteorización,Maduración, Pudrición, Levigación
v
Preparación de pastas
t
Malaxadora
v
Moldeo de piezas
t
Extrusión(tienen
sección
recta
constante),
Prensa, Laminación (planchas finas), Colada(piezas complicadas: sanitarios)
v
Secado de piezas
t
Secadero rápido, secadero Túnel, secaderoindustrial
v
Cocción de piezas
t
Horno Túnel, horno Hoffmann
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3- Fabricación. Prepración
Depuración de las materias primas
- Depuración por
meteorización
: se extiende para que los agentes
erosivos limpien y se pierda la materia orgánica (no se usa mucho).Se necesita de una extensión en las proximidades de la fábrica. Sedispone la arcilla en capas, alternando las de diferentes clases o laarcilla con el desengrasante.
- Depuración por
maduración
: La arcilla se amontona bajo una
cubierta que evita la caída del agua y permite el paso del aire. Seproducen homogenizaciones. Se requiere una repartición lo másuniforme posible de la humedad, lo que se consigue con un reposo.Se lleva a cabo en naves al abrigo de la intemperie.
- Depuración por
pudrición
: la arcilla se mete en grandes naves
cerradas con poca luz; por falta de aire y luz se produce lapodrición de la arcilla y se homogeniza. Por su alto coste, está endesuso. Se produce una fermentación bacteriana que forma un gelconglomerante que mejora la trabazón entre las partículas.Aumenta la plasticidad. Se utiliza para productos especiales.
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3- Fabricación. Prepraración
Depuración por
Levigación
: se diluye la arcilla en agua. Se
mantiene
flotando
la
materia
orgánica.
Proceso
costoso
Æ
producto especial. Produce una pasta muy homogénea llamada“barro colado”. El peso del agua necesaria para esta operación esaproximadamente igual al triple del peso de la arcilla tratada.
División:
- Reducir la arcilla a pequeños fragmentos.• Reducir a polvo los desengrasantes mediante trituración y molido.
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3- Fabricación. Moldeo
-^
Moldeo
- Una vez obtenida la pasta homogénea y con la humedad necesaria,
hay que moldearla para que tome la forma deseada.
- El moldeo tiene repercusión en los procesos subsiguientes por lo que
debe cuidarse y controlar su corrección.
- Deben evitarse:
- Discontinuidad en el moldeo pues en la cocción y secado
producirá grieta.
- Exceso de agua en el moldeo pues dará unos mayores cambios
de dimensión durante el secado.
- Defecto de agua pues provocará falta de homogeneidad.
- Antiguamente el moldeo se realizaba a mano mediante
gradillas
de
madera para conseguir así la forma de los ladrillos macizos.
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3- Fabricación. Moldeo
- Moldeo por extrusión: empuje
- Galleteras o extrusadora• Se utiliza para piezas con sección recta constante, habiendo
excepciones como ladrillos macizos o ladrillos con rebajo.
- Este sistema permite pastas con un 15% de humedad.
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3- Fabricación. Moldeo
- Moldeo por laminación. Se realiza por medio de cilindros laminadores.
- Fabricación de baldosas y azulejos.
- Colada: se fabrica en moldes de escayola que reproduce la forma del
- Fabricación de baldosas y azulejos.
elemento a moldear.
- Se suele usar para la fabricación de sanitarios cerámicos.
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3- Fabricación. Secado
Deshidratación
- Secado: pérdida del agua de moldeo
- la pasta moldeada pierde la mayor parte del agua de moldeo y casi
total de la plasticidad (reversible tras nueva adición de H2O)
- disminución de volumen y aumento de la resistencia mecánica• La pérdida del agua de moldeo produce a 100ºC. Al perder esta
agua, la arcilla pasa de plástica a rígida y se fragiliza.
- Cocción: pérdida del agua zeolítica y de constitución. La temperatura
hasta se eleva hasta 900 -1400ºC (refractarias), donde se formannuevos compuestos.
•^
Pérdida del agua zeolítica (moléculas de agua situadas en losvacíos de la red cristalina). Se produce de 300-400ºC.
- Pérdida
del
agua
de
constitución
de
la
arcilla.
Se
produce
a
temperaturas superiores a 400ºC. Se produce a una temperaturafija y característica para cada tipo de mineral arcilloso.
- Se produce vitrificación: formación gradual de un vidrio líquido que
fluye hacia los poros y llena su volumen.