INFORME DE LABORATORIO DE MATERIALES INDUSTRIALES. “Procesamiento de Cerámicos.”

Nombre: Curso y paralelo: Número y título de sesión: Fecha de experimento: Fecha de presentación:

Angel Guevara Orozco. Materiales Ind. PL5, Viernes 16:30-18:30. Sesión No. 7, procesamiento de Cerámicos. 29 de Agosto, 2014. 5 de Septiembre, 2014.

Resumen:

La práctica de laboratorio que llevaron a cabo los estudiantes de la materia de Materiales Industriales,

la llevaron acabo en las instalaciones del laboratorio de Metalúrgica dentro de la ESPOL, en el cual

los estudiantes llevaron a cabo la práctica de Procesamiento de Cerámicos, la misma en la que

utilizaron materiales como: arcilla, agua, aditivos y para la parte del moldeo de la mezcla usaron un

molde echo a base de yeso, el cual es un material muy absorbente por la presencia de capilares en su

estructura por lo cual es capaz de absorber el agua, en este caso absorbe el exceso del agua de la

mezcla, lo cual lleva a que la misma se endurezca tomando la forma del molde.

Los estudiantes que estuvieron presentes en dicha clase comenzaron con una breve presentación de los

objetivos y de los alcances de la clase de ese día para con la industria en general, y también de conocer

cómo se llevan a cabo los diferentes proceso de producción en masa de los materiales trabajados en

arcilla, los cuales son de uso común y amplio en la vida cotidiana de las personas en general alrededor

del mundo. En la presentación dada por el profesor encargada de la materia, se conoció que el proceso

usado para la realización de estos materiales no es otra más que un proceso simple el cual consta con

una serie de pasos, los cuales suman un total de tres pasos, comenzando con la preparación de la

mezcla la cual es un compuesto conformado por arcilla, agua, y aditivos cada uno de estos de be tener la

medida justa pues un exceso de uno de los mismos, la mezcla corre el riesgo de echarse a perder lo cual

en pocas palabras significa que la mezcla no podrá ser utilizada. Los compuesto usados en la mezcla en

especial el agua debe ser debidamente ajustada pues con un exceso de agua, el molde de yeso por más

absorbente que sea, puede no ser posible de soportar la carga de la misma por cuanto el yeso tiene un

límite de cuánta agua puede absorber sin comprometer su estructura y estado de la materia, por otra

parte se cuenta con los aditivos los mismos que lo que realizan no es más que una función igual al agua

pero esta recubre a la mezcla en todo su estructura, buscando que las moléculas anteriormente neutras

se vuelvan eléctricas, lo que conlleva a una repulsión de moléculas entre sí por su misma carga, esto

facilita la mezcla de las sustancias para poder tener un mejor manejo de la mezcla a la hora de poder

darle forma dentro del molde de yeso. Después de haber realizado la mezcla y haber seleccionado el

molde en el cual se procederá a verter la mezcla, para que esta pueda tomar la forma del molde, la

mezcla se deja reposar durante unos 15 a 20 minutos, observando que la mezcla pueda tomar la forma

del molde y que a su vez esta tenga una dimensión de grosor aceptable para poder posteriormente

realizar el proceso de secado y quemado dentro del horma el mismo que deberá de alcanzar una

temperatura de alrededor de los mil doscientos grados centígrados, temperatura a la cual según la tabla

de temperatura (T) versus tiempo (t) de la arcilla será completamente sintetizada, es decir que podrá

tener una forma consistente y sobretodo de forma uniforme lo cual proporcionara seguridad a la

persona que utilice el material pues si no se tiene cuidado con el proceso de sintonización del material

este puede es propenso a quebrarse y/o a realizar una pequeña explosión lo cual sería un recuerdo

desagradable para las personas. Concluyendo de esta forma clase de la materia, los estudiantes

pudieron observar el producto de la practica en bruto, es decir sin cocinar, puesto que el procese de

secado y quemado dura alrededor de cinco a seis horas en total.

Enfoque Experimentales:

La primer parte de la clase se basó en conocer cómo se forma el material para usar, en este caso

se refiere a su composición pues nuestra material tendrá la presencia de mínimo dos sustancias las

cuales son la arcilla y el agua y en algunos casos se toma en cuenta el de los aditivos que se usen, el más

usado es el metasilicato de sodio, y lo que hace es simplemente disminuye la viscosidad de la muestra

sin necesidad del agua, hay que tener en cuenta con la cantidad que se añade pues si se excede la

muestra de echa a perder, si llega a tener la densidad del agua es decir de mil gramos por centímetros

cúbicos, por esta condición siempre hay que tener en cuenta la cantidad de aditivo de floculante que se

usa en las mezclas para realizar las mezclas de cerámicas.

Como segunda parte, después de realizar la preparación de la mezcla, se procede a realizar la selección

del molde, el cual será basado en el gusto o la necesidad que tiene la persona que realiza el trabajo, con

lo cual después de seleccionarla lo que se deberá hacer será la unión de las partes del molde para poder

realizar el vaciado de la mezcla dentro del molde, la cual debe ser realizada de forma pareja, constante ,

y con una rapidez moderada, para que así no haya bombas de aire que se puedan aglomeran en caso de

que existan curvas cerradas como en el caso de fabricación de tazas.

Como último paso se realiza el procese de secado y quemado en donde lo que se realiza la colocación

del cuerpo verde, mejor conocido como forma primaria de la figura que se desea tener recién sacada del

molde, la cual se coloca en un horno industrial en el cual se irá aumentando la temperatura desde la

ambiente hasta una temperatura de hasta mil doscientos grados centígrados la cual será la temperatura

de sintonización, pues es en la cual todas las moléculas tienen una estructura cristalina sólida y no

presenta exceso de agua, esto lo que nos ayuda a ver es que cuando el material recibe energía esta

energía hace que las moléculas comiencen a vibrar y el agua existente se evapore cuando la

temperatura llegue a los cien grados centígrados la misma que se convierte en vapor de agua y sale del

cuerpo verde, posteriormente cuando sigue aumentando el material se puede observar que el mismo

sigue con presencia de agua y eso es posible de saber puesto que en los planos intersticiales, aún hay

presencia de agua la misma que no es parte del agua que se puso al principio, esta agua se refiere a las

moléculas de agua que ocupa un lugar en las redes cristalinas del material como impurezas del mismo, y

después se conoce que existe otra forma de agua que contiene el material la cual no es por añadir agua

a la arcilla, ni tampoco por ser impurezas del material las mismas que son parte de la red cristalina, esta

agua se encuentra en partes más pequeñas la cual no es más que el agua que forma su composición

química, es decir en la parte molecular, esta agua es más difícil de sacar, es decir necesita más energía

para así poder vibrar con tal intensidad que pueda escapar fácilmente de los enlaces que tiene con las

otras moléculas de arcilla y aditivo.

El último proceso de secado y quemado no se pudo realizar por falta de tiempo, pues es sabido que el

proceso de cocido debe ser alto para no tener ningún desequilibrio por el aumento de temperatura,

porque si llega a suceder que la temperatura sube de forma exponencial esto causara un daño severo a

la estructura del material lo cual lo pudo voló muy duro porque sería muy frágil, o cosa parecida otro

problema sería que si aumenta muy rápida la temperatura, el material puede cocerse muy rápido

quedando partes sin cocerse bien.

Análisis de resultados:

A la hora de analizar los datos se comprobó que por causa del uso del molde de yeso, el exceso de

agua utilizada para poder dar menor viscosidad a la mezcla, sin llegar a la densidad del agua, fue filtrada

por el mismo molde lo cual se esperaba pues el material que en este caso es el yeso es un excelente

filtrador de agua, posteriormente del vaciado de la mezcla se define cuan grueso se desea tener el

cuerpo verde, esta decisión nos permitirá saber cuánto tiempo aproximadamente deberíamos dejas la

mezcla dentro del molde para que este pueda proceder al endurecimiento de la mezcla para que así se

pueda realizar una correcta formación del material que deseamos obtener.

Después de transcurridos 25 minutos en los cuales se llevó a cabo una socialización con los compañeros

y con el respectivo profesor con el cual se interactuó directamente con temas no necesariamente

relacionados con la materia pero si con la universidad. Después de transcurridos ese tiempo lo único que

se hizo fue realizar un nuevo vaciado de la mezcla en el envase que anteriormente lo contenía, dejando

así solo la mezcla que se desea usar para la elaboración final del material que es el cocido y quemado,

dejando actuar 3 minutos al molde para que extraiga el resto de agua que hay en exceso se procede a

con sumo cuidado al retiro del molde a base de yeso para poder obtener nuestra muestra final en la que

podemos realizar las observaciones remarcadas anteriormente tales como la forma adquirida por el

molde, la consistencia, la cantidad de agua en relación con el resto de mezcla que se retiró con

anterioridad, con todos esas observaciones se dio por concluida la clase de materiales industriales pues

se deja en stand bye el tercer paso por carecer de tiempo para poder realizarlo correctamente.

Adjuntos:

Figura 1 Curva de efoculacion

Figura 2 Cuerpo Verde a base de

arcilla

Figura 3 Molde de una taza a

base de Yeso

Recordatorios para evitar problemas:

1. A la hora de tomar nuestras pack de arcillas tener siempre en cuenta que es mejor ir

haciéndolas pedazos para poder tener mejor maniobrabilidad a la horade poder moverlos.

2. No poner mucha agua para no echar a perder la muestra.

3. No olvidar de poner metasilicato de sodio para poder reemplazar el agua en caso de ser

necesario.

4. Asegurarse de que los equipos estén en buen estado antes de usarlos para evitar

inconvenientes.

5. Si hay algún molde en uso preguntar si no hay problema en usar otro molde pues pueen

estar haciendo trabajos con todos los moldes, tales como el secado.

6. A la hora de retirar el molde del cuerpo verde se debe tener sumo cuidado paro no partir el

cuerpo verde el cual sigue estando muy sensible a presiones en su cuerpo.

7. Solicitar ayuda a las personas que trabajan en el laboratorio si se requiere usar algún

instrumento que no tenga a la mano.