Productos a base de arcilla

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1. Introducción 

Los materiales cerámicos (del griego ¨keramos¨) son producto del cocimiento de tierras arcillosas previamente moldeadas.

Por la necesidad del hombre de adaptarse al ambiente en que vive y utilizar las cosas que lo rodean, el ladrillo hizo su aparición en la antigüedad en todos aquellos países en los que faltaba la piedra y abundaba la arcilla.

La técnica de cocer arcillas para producir ladrillos y baldosas tiene más de 4000 años. Se basa en que los suelos arcillosos (que contienen entre 20 y 50% de arcillas) experimentan reacciones irreversibles, calentándolos a 850-1000 °C, en los cuales las partículas se entrelazan mediante un material cerámico vidrioso.

2. Generalidades:

Las arcillas son la principal materia prima en la fabricación de ladrillos, tejas y otros materiales para la construcción.

Su formación es producto de la descomposición de rocas sedimentarias, por lo que su variedad es muy amplia. Para rocas sedimentarias in situ, arcillas puras, y para rocas sedimentarias de arrastre, arcillas impuras.

Consiste en un silicato de alúmina hidratado, de estructura laminar con partículas de dimensiones variables entre 2 y 20 micras.

Existen 2 tipos de clasificación geológica:

Composición de la Arcilla

Modernas: Aluviales. Sedimentadas por arrastre de ríos. Heterogéneas y con consistencia variable. Impurezas.

Antiguas: Consolidadas por presión. Consistentes y homogéneas.

Las arcillas se encuentran compuestas principalmente por sílice, agua, alúmina e impurezas (óxido de hierro, calcio, sodio, potasio)

 

 

 3. Tipos de Arcillas:

Magras: 10 al 20 % de alúmina

Son las que contienen una excesiva cantidad de arena.

Se secan con mayor rapidez, se contraen menos y se funden a menor temperatura que las grasas. Los productos resultantes de esta arcilla son productos porosos y quebradizos.

Grasas: 25 al 40 % de alúmina

Tienen escasez de arena, se contraen mucho y tienen un alto grado de plasticidad.

Los productos resultantes son grasos al tacto. Según la proporción de hierro las arcillas se clasifican en 3 grupos que se distinguen según su coloración después del cocido:

  • Color blanquecino: Arcillas con moderada proporción de hierro.
  • Color rojo: arcillas con poca alúmina, ricas en hierro.
  • Color rojo claro: arcillas con poca alúmina, ricas en hierro y cal.

4. Tipos de agua

De composición. Está en el origen del material (insustituible o químicamente enlazada).

De absorción (imbibición)  La que se incorpora a su estructura a través de conductos y capilares. Se pierde por secado y posterior cocción.

Libre:(higrométrica). Dispersa en la masa, sin que cambie la constitución del material.

5. Desengrasantes:

Son materiales no plásticos que se adicionan a la arcilla y que le hacen perder plasticidad, además de producir contracciones menores y una más fácil salida del agua del interior de la pieza.

El más usado es el ladrillo molido, pero también se usan cenizas o arenas de granos finos.

6. Características Físicas:

Las propiedades físicas de los materiales cerámicos dependen de su propia naturaleza, algunas pueden ser medidas y cuantificadas mediante ensayos y/o pruebas de laboratorio. Es más, muchas de estas pruebas se hallan normalizadas y cuentan con protocolos exactos que describen la forma de desarrollarlas y llevarlas a cabo. 

a. Térmicas:

• C - Calor específico:  Kcal. / Kg. °C     Igual para todos los tipos.

• K  - Conductividad térmica:  Kcal. / m . h . °C     Variable por estructura interna.

• M.E. - Densidad:  Kg. / dm3     Variable por estructura interna

La conductividad térmica es inversamente proporcional a la densidad del material.

b. Permeabilidad.

Es la propiedad que permite a un fluido moverse en el interior de un cuerpo bajo la influencia de una diferencia de presión.

En general un material de baja porosidad es también de baja permeabilidad, pero no se conocen leyes físicas que relacionen ambas propiedades:

• Porosas: Estructura celular abierta.

• Permeables al agua y al vapor (ladrillo)

• Vítreas: Estructura continua.

• Impermeables (porcelana, gres, azulejos).

c. Absorción de agua.

Es la proporción de poros que se llenan de agua cuando el material es humedecido.

Este ensayo es fundamental a los efectos de clasificar los distintos tipos de materiales cerámicos e influye sobre otras características de los mismos resistencia al congelamiento, entre otros. 

Consiste en la inmersión de la pieza en un recipiente con agua, con presión estipulada, y llevar a punto de ebullición por un tiempo predeterminado.

La pieza es luego escurrida y secada superficialmente a los efectos de ser pesada, y medir así el % de variación de peso sufrido contra el peso de la misma pieza totalmente seca.

• Porosas: Absorben y difunden agua de lluvia, vapor de agua hasta un 18% de su peso

• Vítreas: Absorben hasta un 0.12 % de su peso. Condensan.

7. Características Mecánicas:

Las características mecánicas son las determinantes en especial en los ladrillos. Tienen que ver con la resistencia a la compresión, flexión y a su dureza. En general estos se emplean para trabajar a la compresión por lo que este  ensayo es una de pruebas que más se lleva a cabo.

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