mat cons. tema ceramicos

Materiales de Construcción Tema: Materiales Cerámicos

Prof.: Urtado Germán

Página 1 de 17

Materiales cerámicos Son aquellos que se denominan así cuando adquieren consistencia pétrea, al cocer las tierras arcillosas, previamente moldeadas. Comprenden 2 ramas, la tejería (elabora muchos de los materiales de construcción) y la alfarería (elabora elementos finos). La arcilla. La arcilla está constituida por agregados de silicatos de aluminio hidratado, procedente de la descomposición de rocas feldespáticas. Las partículas tienen un tamaño muy reducido algo así como 5 micrones, es decir 5 milésimo de milímetro, y esta particular constitución le confiere a la arcilla la propiedad de ser plástica. Presenta diversas coloraciones según las impurezas que contiene, siendo blanca cuando es pura. Tiene propiedades plásticas, lo que significa que al humedecerla puede ser modelada fácilmente. Al secarse se torna firme y cuando se somete a altas temperaturas se producen reacciones químicas y físicas, que entre otros cambios, causan que la arcilla se convierta en un material permanentemente rígido, denominado cerámica. Las arcilla cocida al fuego (la cerámica) es uno de los medios más baratos de producir objetos de uso cotidiano, y una de las materias primas utilizada profusamente, aun hoy en día. También se utiliza en muchos procesos industriales, tales como la producción de cemento. La materia prima utilizada en la industria de la cerámica es la arcilla, pero no en estado puro, a esta se le adiciona otras sustancias que reciben el nombre de impurezas, las cuales son imprescindibles para la cerámica. Por ello resulta mas correcto decir que la cerámica se hace usando “tierra arcillosa” como materia prima en lugar de arcilla. Se agregan las impurezas para disminuir la plasticidad, con el objeto que se contraigan menos al momento de desecarse, también para bajar la temperatura de cocción, aumentar la porosidad, etc.

Propiedades de la arcilla.

Plasticidad: Mediante la adición de una cierta cantidad de agua, la arcilla puede adquirir la forma que uno desee.

Merma: Debido a la evaporación del agua contenida en la pasta se produce un encogimiento o merma durante el secado.

Refractariedad: Todas las arcillas son refractarias, es decir resisten los aumentos de temperatura sin sufrir variaciones, obviamente algunas son mas refractarias que otras.

Porosidad: El grado de porosidad varía según el tipo de arcilla y el proceso de fabricación. Esta depende de la consistencia más o menos compacta que adopta el cuerpo cerámico después de la cocción.



Página 2 de 17

Las arcillas se clasifican en los siguientes tipos:

Arcillas caolines. Son arcillas residuales, las más puras, de alto porcentaje de caolinita. Son de alto grado, grano fino. Cocción en blanco. Se emplean en la manufactura de loza y porcelana.

Arcillas grasas. Son arcillas muy plásticas y untuosas. Cocción en blanco. Se emplean en la manufactura de loza.

Arcillas de alfarería. Son arcillas semirefractarias de fuerte acción y muy semejantes a las arcillas refractarias. Se emplean en alfarería y cerámica.

Arcillas para ladrillos y tejas. Constituyen el tipo más corriente. Son de bajo valor. Se emplean en todas partes para estos productos. Al ser sometidas a la acción del fuego adquieren un color rojo.

Arcillas refractarias. Compuestas de caolinita, con pequeñas cantidades de impurezas como illita y cuarzo. Soportan temperaturas de 1500ºC o más. Se emplean en revestimientos de hornos, hogares, etc. Se presentan en forma de ladrillo.

Proceso de fabricación de ladrillos.

Se considera el adobe como el precursor del ladrillo, puesto que se basa en el concepto de utilización de barro arcilloso para la ejecución de muros, aunque el adobe no experimenta los cambios físico-químicos de la cocción. El ladrillo es la versión irreversible del adobe, producto de la cocción a altas temperaturas.

Hoy día, en cualquier fábrica de ladrillos, se llevan a cabo una serie de procesos estándar que comprenden desde la elección del material arcilloso, al proceso de empacado final.

Las partículas de materiales son capaces de absorber higroscópicamente hasta el 70% en peso, de agua. Debido a la característica de absorber la humedad, la arcilla, cuando está hidratada, adquiere la plasticidad suficiente para ser moldeada, muy distinta de cuando está seca, que presenta un aspecto terroso.

Durante la fase de endurecimiento, por secado, o por cocción, el material arcilloso adquiere características de notable solidez con una disminución de masa, por pérdida de agua, de entre un 5 a 15%, en proporción a su plasticidad inicial.

Una vez seleccionado el tipo de arcilla el proceso puede resumirse en:

• Maduración • Tratamiento mecánico previo • Depósito de materia prima procesada • Humidificación • Moldeado • Secado • Cocción • Almacenaje



Página 3 de 17

Maduración

Antes de incorporar la arcilla al ciclo de producción, hay que someterla a ciertos tratamientos de trituración, homogeneización y reposo en acopio, con la finalidad de obtener una adecuada consistencia y uniformidad de las características físicas y químicas deseadas.

El reposo a la intemperie tiene, en primer lugar, la finalidad de facilitar el desmenuzamiento de los terrores y la disolución de los nódulos para impedir las aglomeraciones de las partículas arcillosas. La exposición a la acción atmosférica (aire, lluvia, sol, hielo, etc.) favorece, además, la descomposición de la materia orgánica que pueda estar presente y permite la purificación química y biológica del material. De esta manera se obtiene un material completamente inerte y poco dado a posteriores transformaciones mecánicas o químicas.

Tratamiento mecánico previo

Después de la maduración que se produce en la zona de acopio, sigue la fase de pre-elaboración que consiste en una serie de operaciones que tienen la finalidad de purificar y refinar la materia prima. Los instrumentos utilizados en la pre-elaboración, para un tratamiento puramente mecánico suelen ser:

• Rompe-terrones: como su propio nombre indica, sirve para reducir las dimensiones de los terrones hasta un diámetro de entre 15 y 30 mm.

• Eliminador de piedras: está constituido, generalmente, por dos cilindros que giran a diferentes velocidades, capaces de separar la arcilla de las piedras o chinos.

• Desintegrador: se encarga de triturar los terrones de mayor tamaño, más duros y compactos, por la acción de una serie de cilindros dentados.

• Laminador refinador: está formado por dos cilindros rotatorios lisos montados en ejes paralelos, con separación, entre sí, de 1 a 2 mm, espacio por el cual se hace pasar la arcilla sometiéndola a un aplastamiento y un planchado que hacen aún más pequeñas las partículas. En esta última fase se consigue la eventual trituración de los últimos nódulos que pudieran estar, todavía, en el interior del material.

Depósito de materia prima procesada

A la fase de pre-elaboración, sigue el depósito de material en silos especiales en un lugar techado, donde el material se homogeniza definitivamente tanto en apariencia como en características físico químicas.

Humidificación

Antes de llegar a la operación de moldeo, se saca la arcilla de los silos y se lleva a un laminador refinador y, posteriormente a un mezclador humedecedor, donde se agrega agua para obtener la humedad precisa.



Página 4 de 17

Moldeado

El moldeado consiste en hacer pasar la mezcla de arcilla a través de una boquilla al final de la extrusora. La boquilla es una plancha perforada que tiene la forma del objeto que se quiere producir.

El moldeado, normalmente, se hace en caliente utilizando vapor saturado aproximadamente a 130 °C y a presión reducida. Procediendo de esta manera, se obtiene una humedad más uniforme y una masa más compacta, puesto que el vapor tiene un mayor poder de penetración que el agua.

Secado

El secado es una de las fases más delicadas del proceso de producción. De esta etapa depende, en gran parte, el buen resultado y calidad del material, más que nada en lo que respecta a la ausencia de fisuras. El secado tiene la finalidad de eliminar el agua agregada en la fase de moldeado para de esta manera, poder pasar a la fase de cocción.

Esta fase se realiza en secaderos que pueden ser de diferentes tipos. A veces se hace circular aire, de un extremo a otro, por el interior del secadero, y otras veces es el material el que circula por el interior del secadero sin inducir corrientes de aire. Lo más normal es que la eliminación del agua, del material crudo, se lleve a cabo insuflando, superficialmente, al material, aire caliente con una cantidad de humedad variable. Eso permite evitar golpes termohigrométricos que puedan producir una disminución de la masa de agua a ritmos diferentes en distintas zonas del material y, por lo tanto, a producir fisuras localizadas.

Cocción

Se realiza en hornos de túnel, que en algunos casos pueden llegar a medir hasta 120 m de longitud, y donde la temperatura de la zona de cocción oscila entre 900 °C y 1000 °C.

En el interior del horno, la temperatura varía de forma continua y uniforme. El material secado se coloca en carros especiales, en paquetes estándar y alimentado continuamente por una de las extremidades del túnel (de dónde sale por el extremo opuesto una vez que está cocido).

Es durante la cocción donde se produce la sinterización, de manera que la cocción resulta una de las instancias cruciales del proceso en lo que a la resistencia del ladrillo respecta.

Almacenaje

Antes del embalaje, se procede a la formación de paquetes sobre pallets, que permitirán después moverlos fácilmente con carretillas de horquilla. El embalaje consiste en envolver los paquetes con cintas de plástico o de metal, de modo que puedan ser depositados en lugares de almacenamiento para, posteriormente, ser trasladados en camión.



Página 5 de 17

Formas comerciales.

Ladrillo Común

Entiéndase por ladrillo las piezas de cerámica ordinaria de forma prismática rectangular, destinada principalmente a integrar estructuras de mamposterías, solados, etc. Se los puede diferenciar en ladrillos fabricados a mano o a maquina.

• Los ladrillos a mano reciben su nombre del proceso de fabricación totalmente manual. En su fabricación se usan tierras arcillosas ricas en sustancias orgánicas, resultando especialmente adecuada la llamada tierra negra, humos o tierra vegetal (la capa superficial del suelo); las sustancias orgánicas se destruyen en la cocción formando una buena parte de los poros que aparecen en el producto final.

• Los ladrillos de maquina se moldean a maquina con tierras arcillosas previamente preparadas. La cochura se hace en hornos de temperatura uniforme, lo cual permite obtener productos de calidad muy pareja. El proceso mecánico hace posible usar tierras más ricas en arcilla, en vez de las tierras negras. La cerámica fabricada resulta menos porosa y dichos poros son mas pequeños, complementado con una mejor cochura (cocción) lo que lo hace un material mas resistente, pero a la vez màs pesado y menos aislante del calor.

• Al referirse a los ladrillos huecos (fabricados a maquina) nos estamos refiriendo a un prisma rectangular agujereado, ya sea de forma horizontal o vertical. En sus caras laterales se presentan las estrías, que sirven para mejorar la adherencia con los morteros.

• Ladrillo macizo, son aquellos que no tienen ningún tipo de huecos. • Ladrillo aplantillado, es aquel que tiene un perfil curvo, de forma que al colocar una

hilada de ladrillo, generalmente a sardinel, conforman una moldura corrida. El nombre proviene de las plantillas que utilizaban los canteros para labrar las piedras, y que se utilizan para dar la citada forma al ladrillo.

• Ladrillo visto: son aquellos que se utilizan en exteriores con un acabado especial. • Ladrillo refractario: se coloca en lugares donde debe soportar altas temperaturas,

como hornos o chimeneas.

Formas de colocación de los ladrillos comunes.

• Aparejo a sogas: los costados del muro se forman por las sogas del ladrillo, tiene un espesor de medio pie (el tizón) y es muy utilizado para fachadas de ladrillo cara vista.



Página 6 de 17

• Aparejo a tizones o a la española: en este caso los tizones forman los costados del muro y su espesor es de 1 pie (la soga). Muy utilizado en muros que soportan cargas estructurales (portantes) que pueden tener entre 12,5 cm y 24 cm colocados a media asta o soga.

• Aparejo a sardinel: aparejo formado por piezas dispuestas a sardinel, es decir, de canto, de manera que se ven los tizones.

• Aparejo inglés: en este caso se alternan hiladas en sogas y en tizones, dando un espesor de 1 pie (la soga). Se emplea mucho para muros portantes en fachadas de ladrillo cara vista. Su traba es mejor que el muro a tizones pero su puesta en obra es más complicada y requiere mano de obra más experimentada.

• Aparejo en panderete: es el empleado para la ejecución de tabiques, su espesor es el del grueso de la pieza y no está preparado para absorber cargas excepto su propio peso.

• Aparejo palomero: es como el aparejo en panderete pero dejando huecos entre las piezas horizontales. Se emplea en aquellos tabiques provisionales que deben dejar ventilar la estancia y en un determinado tipo de estructura de cubierta.

Baldosas cerámicas (revestimientos de pisos y paredes).

Son materiales destinados a ser usados como revestimientos del suelo o pared. Se clasifican según la resistencia al transito que soporten y si están esmaltadas o no. Es estructuralmente hablando una combinación de arcilla y vidrio, unidos entre sí por medio de una zona de interfaz formada al fundirse los dos elementos a altas temperaturas, permitiendo a la pieza resistir a la abrasión.

Su espesor es reducido, entre 7 y 9 mm.

La capa vitrifica puede presentar desgaste superficial por un uso inadecuado del tipo de esmalte, por eso las cerámicas se clasifican en diferentes grupos de acuerdo a la resistencia de su esmalte (al desgaste)

Se producen con distintos grados de dureza (clase 1 al 5), a mayor número, mayor dureza, siendo la de alto transito la más dura. Las del grupo 1 serian de transito escaso (baños, etc.); las del grupo 2 serian de transito liviano (dormitorios, living, etc.); las del grupo 3 serian las de transito medio (cocinas, comedor diario, pasillos); las del grupo 4 serian las de transito frecuente (paliers, oficinas, locales comerciales, etc.).

Existen diversos tipos de terminaciones: mate, semimate, con relieve, antideslizante, etc.

Se colocan con una junta de dilatación superior a 1 mm entre placas y una junta de 8 mm en todo el perímetro bajo los zócalos; la elección del adhesivo depende del tamaño de la pieza, su uso y su ubicación.



Página 7 de 17

Tejas. Son piezas de cerámica ordinaria, fabricadas y destinadas a la ejecución de cubiertas. Si bien existen muchas formas, las de uso mas común son las: mecánicas (o francesa), coloniales (o españolas), las planas, las romanas, las portuguesas, etc.

• Teja plana: Esta formada por una lamina plana de cerámica ordinaria (en algunos casos por razones técnicas la lamina no se hace plana sino que esta ligeramente curvada).

• Teja colonial: Están formadas por un lamina de cerámica ordinaria, con la forma de

una fracción tronco cónica de 40 a 42 cm de largo; 14 a 16 cm en el extremo menor y 18 a 20 cm en el extremo mayor. Esta teja posee un orificio para poder clavarla por el extremo mas chico. Se fabrican produciendo una lámina plana, la cual es curvada aplicándola sobre un mandril de forma adecuada.

• Teja francesa: Tienen en sus bordes una serie de resaltos y ranuras que permiten

asegurar la impermeabilidad de las cubiertas. Las dimensiones aproximadas son de 25 cm de ancho y 42 cm de largo. Además de tener las estrías, ranuras y lengüetas ya mencionadas en el resto de la superficie estas tienen otras finalidades, la de conducir el agua impidiendo que esta penetre por las juntas; y la otra es la de darle mayor resistencia mecánica. Para facilitar su colocación tienen en su cara inferior 2 enganches y 2 orificios para que sea clavada. Como consecuencia de la complejidad de su forma, esta teja se fabrica prensada en maquina de molde y toquel. Además de las piezas fundamentales para constituir la cubierta, se fabrican otras de forma especiales para recubrir las cumbreras y limatesas.

Azulejos. Son piezas de material cerámico destinadas a integrar revestimientos de paredes, ya sea de función estética o sanitaria. Los azulejos se componen básicamente de 2 partes estrechamente unidas, una es el cuerpo (bizcochuelo) y la otra el esmalte (que resulta la cara visible). El cuerpo se hace comúnmente de loza porosa (otro tipo de cerámica) que se le da la forma por prensa y troquel, luego se la somete al proceso de cocción que lo transforma en cerámica y posteriormente se procede a recubrirlo con el esmalte, una vez recubierto se lo vuelve a someter a la cocción para que se fundan los 2 elementos y formen una masa única. Artefactos sanitarios. Se fabrican usando loza porosa o vitrificada. Se fabrican en dos etapas, la primera el cuerpo y la segunda el esmalte. Primero se prepara el cuerpo en moldes de yeso, en el cual se vuelca la arcilla casi liquida, una vez que el yeso absorbió el exceso de agua se forma una especie de costra de arcilla sólida (que esta en contacto con el yeso) y después se vuelca el restante; luego se desmolda y se retocan las imperfecciones, después se seca y por ultimo se lo coce. Por ultimo se produce el esmaltado, que es un proceso muy similar al del azulejo.



Página 8 de 17

Materiales cerámicos refractarios. Se denominan así al tipo de cerámica que se usa corrientemente en zonas de alta temperatura y son por lo tanto capaces de resistir esas temperaturas sin llegar a la fusión. Se utilizan comúnmente en parillas, hogares, etc. Proceso de vidriado y esmaltado. El vidriado y esmaltado tiene por objeto cubrir con una capa vítrea la superficie de los productos cerámicos, a los fines de hacerlos impermeables a los líquidos, fáciles de limpiar y además darles coloraciones (esta es através de óxidos metálicos Ej.: amarillo-magnesio, verde-cromo, etc.) Los vidriados y esmaltados se obtienen primero preparando el vidrio, y una vez fundido se vierte en agua fría, lo que produce que el vidrio se “temple”. Se lo pulveriza con agua, hasta conformar una pasta a la cual se le añade arcilla y pigmentos. Esta pasta se aplica sumergiendo el objeto o por rocío, al producto que a sufrido una primera cocción (bizcochuelo). Una vez que ya esta esmaltado, se lo somete a una cocción final para que se unan ambas partes.

Porcelanato.

El porcelanato es una masa uniforme, que por su composición le permite ser cocina a mayores temperaturas (1200 ºC) que un cerámico común, logrando obtener mejores atributos que el cerámico tradicional. Están compuestos de distintos tipos de arcillas, caolínes, cuarzos y feldespatos, los cuales crean un producto con mucho más ventajas al cerámico convencional.

Resistencia. (Desgaste, flexión, rayado, productos químicos). Resiste aproximadamente 420 kgs/cm2, mientras un cerámico convencional resiste 180 Kg./cm2.

Baja absorción de agua. Provoca que el porcelanato se compacte y no tenga poros, en donde la suciedad y los líquidos puedan permanecer. A menor absorción de agua más higiénico y fácil de limpiar es el producto.

Facilidad de limpieza. El Porcelanato solamente requiere trapeador y agua para su limpieza.

Mantenimiento. No requiere que sea pulido, ni antes ni después de instalarse.

Desgaste. Pueden ser instalados en cualquier tipo de área residencial, muros, locales comerciales, oficinas y exteriores. La resistencia al desgaste se mide por medio de la prueba PEI, la cual evalúa la resistencia al desgaste del esmalte. Nuestros porcelanatos están clasificados con PEI IV, es decir, resiste el tráfico residencial y comercial.

Rayado. No hay agentes que permitan que la loseta se raye, ya que al no tener poros, la pieza resistirá a las ralladuras por mucho tiempo.

Versatilidad. Podrá elegir entre una amplia gama de diseños, acabados, colores y tamaños.

Higiénico. Por su nula absorción de agua evita la generación de hongos.



Página 9 de 17

Formas comerciales baldosas cerámicas.



Página 10 de 17

Formas comerciales porcelanatos.



Página 11 de 17

Formas comerciales de ladrillos huecos no portantes .



Página 12 de 17



Página 13 de 17

Formas comerciales ladrillos huecos portantes

Formas comerciales ladrillo sapo



Página 14 de 17

Formas comerciales tejas.



Página 15 de 17



Página 16 de 17



Página 17 de 17

Fuentes. • Materiales de Construcción – Arquitecto Pasman • Materiales de Construcción – J. Del Rio • Cerámica Ctibor - www.ceramicactibor.com.ar • Cerro Negro - www.cerronegro.com.ar • Cámara Industrial de Cerámica Roja (CICER) - www.ceramicaroja.com.ar • Cerámica Fanelli - www.ceramicafanelli.com • Introducción a la construcción – Editorial EL POLI (El politécnico SA)

mat cons. tema ceramicos

Documents