¿QUÉ ES UN MATERIAL CERÁMICO?
Producto sólido inorgánico, cuya principal materia prima son las arcillas.
Las piezas se fabrican en base a un polvo o pasta, moldeadas y compactadas. Posteriormente son sometidas a cocción, donde sucede la sinterización y adquieren consistencia pétrea.
DEFINICIÓN DE ARCILLA
- Sustancia mineral terrosa de origen natural (suelo y sedimentos).
- Partículas de grano muy fino, menor a 2µm (micrones)
- Estructura laminar (apilamiento de partículas planas)
- PLÁSTICA cuando se humedece
- DURA cuando se seca o se le aplica calor bruscamente (se agrieta)
- Su forma en el tiempo perdura cuando se aplica calor
- Soporta altas y variadas temperaturas (según su composición)
COMPOSICIÓN DE LA ARCILLA
Componentes:
- SÍLICE =dureza
40% - ALÚMINA = resistencia + temperatura de maduración
39% (variable, define el grado de calidad del material) - AGUA = vehiculizador + reacciones
14% - IMPUREZAS =color + baja temperatura de fusión
(óxidos de hierro y calcio, sodio y potasa)
PLASTICIDAD
Capacidad de la arcilla humedecida de adoptar formas al aplicarle una fuerza y mantenerla una vez retirada las mismas. Depende de la forma laminar del grano, la atracción química entre las partículas y la materia orgánica.
Parámetros reguladores de la PLASTICIDAD:
▪ Pureza del Material (relación directa)
▪ Cantidad de Agua (justa proporción)
▪ Cantidad de Aire (relación inversa)
▪ AGREGADOS (plastificantes y desengrasantes)
PROPIEDADES DE LAS ARCILLAS
- Color
- Cohesión
- Porosidad
- Contracción (retracción / merma)
- Plasticidad
COCCIÓN
Proceso en el que una pieza moldeada pasa a ser un producto cerámico por la capacidad de la arcilla de admitir altas temperaturas. Tiene lugar la sinterización, de esta forma quedan definidas las propiedades técnicas del mismo.
Se reduce la porosidad y se obtiene un material más tenaz y denso.
SINTERIZACIÓN
- 900 a 1000ºC = Sinterización (depende del tipo de arcilla)
Formación de la estructura cristalina y de silicatos por reacción de los óxidos. Proceso irreversible. - Más de 1000ºC
Transformación molecular de los silicatos cristalizando en agujas. Incremento de la compasidad.
TIPOS DE ARCILLAS Y TEMPERATURA DE SINTERIZACIÓN
Productos obtenidos
FUSIBLES
* Temp. de sinterización: 900 - 1100
* Productos: Cerámicos rojos: ladrillos (macizos, perforados, huecos), tejas, baldosas tipo engobe y mayólicas.
* Porosos (>5% Absorción)
REFRACTARIOS
* Temp. de sinterización: hasta 1350
* Productos: ladrillos y polvos refractarios. Aislantes
* Porosos (>5% Absorción)
VITRIFICABLES y CAOLINÍTICAS
* Temp. de sinterización: 1150 - 1300
* Productos: Cerámicos vitrificados: gres, gres esmaltados, Porcelanatos , baldosa técnica y gres porcelánico
* Compactos / baja porosidad (≤5% Absorción)
TIPOS DE CERÁMICOS
POROSOS:
* Artesanales
* Industriales
* Refractarios
COMPACTOS:
* por monococción
* por bicocción
DEFINICÓN DE CERÁMICO POROSO
- Con arcillas fusibles, y temperatura de cocción entre 900-1000°C.
- No se llega a fundir el cuarzo y la arena.
- Absorción al agua líquida superior al 6% y 8%.
- Totalmente permeables a gases, líquidos y grasas.
CLASIFICACIÓN SEGÚN PROCESO DE PRODUCCIÓN
Artesanales
- “ladrillos de campo o de tejar”
- proceso espontáneo y de mínimo control
Industriales
- “ladrillos de prensa” y “ladrillos refractarios”
- proceso controlado y normalizado
CARACTERÍSTICAS DEL LADRILLO ARTESANAL
- Prisma rectangular
- Aristas irregulares y superficie rugosa.
- Color terracota, rojo anaranjado y veteados.
- Dimensiones variables por la manufactura (medidas nominales 12x5,5x25cm y reales de 11x5x24cm)
- Conformados con arcillas fusibles (temperaturas de cocción entre 900-1000ºC)
- Muy alta absorción de agua ( ≥6%, normalmente entre 10-15% y hasta 25%)
- Alta Permeabilidad.
- Características físicas variables de acuerdo al sector del horno de donde procedan (color, dimensión, deformación).
CARACTERÍSTICAS DEL LADRILLO INDUSTRIAL
- Prisma rectangular.
- Tipos macizos y huecos.
- Aristas regulares y superficie lisa.
- Color terracota o rojo anaranjado.
- Dimensiones constantes según su tipo.
- Conformados con arcillas fusibles o refractarias (temperaturas de cocción entre 900-1000ºC y ≤1350°C)
- Son de alta absorción de agua (≥8%, llegando hasta 10-15%)
- Alta Permeabilidad
- Características similares y controladas entre las diferentes piezas por partidas (dimensiones, color y peso).
PROPIEDADES DE LOS CERÁMICOS POROSOS
- Densidad
- Calor específico
- Conductividad térmica
- Reflectancia
- Absorción de agua
- Permeabilidad
- Resistencia a la compresión
- Resistencia a la tracción
PROPIEDADES DE LOS CERÁMICOS POROSOS:
DENSIDAD
- Kg/dm3
- Relación entre la masa y el volumen de una sustancia
PROPIEDADES DE LOS CERÁMICOS POROSOS:
REFLECTANCIA
Es la reflexión de los rayos infrarrojos que no son absorbidos por parte del material y se transmite ese calor.
Dependiendo de la capacidad de absorción de calor y la emisividad del mismo. Los materiales cerámicos naturalmente son de alta absorción de calor e intercambio de energía radiante.
Cuando modificamos la terminación superficial se modifican los coeficientes de absorción solar.
* Superficies rugosas: Menor reflectancia.
* Superficies lisas: Mayor reflectancia.
* Con el Color: Colores oscuros menor reflectancia / Claros viceversa.
PROPIEDADES DE LOS CERÁMICOS POROSOS
Absorción de agua
Proporción de poros que se llenan de agua
cuando el material es humedecido.
* Materiales POROSOS: Absorben y difunden agua líquida y vapor agua hasta un 18% de su peso.
* Materiales VÍTREOS: Absorben y difunden agua y vapor hasta 0,12% de su peso. Alta resistencia a la transmisión del vapor de agua, por lo que condensan.
PROPIEDADES DE LOS CERÁMICOS POROSOS:
RELEVANCIA DE RESITENCIA A LA TRACCIÓN
Se mide en el “mampuesto” por la capacidad de resistir los esfuerzos de manipuleo y transportación fundamentalmente.
PROPIEDADES DE LOS CERÁMICOS POROSOS:
RELEVANCIA DE RESISTENCIA A LA COMPRESIÓN
En este caso por su forma de trabajo en los muros principalmente.
PROPIEDADES DE LOS CERÁMICOS POROSOS:
PERMEABILIDAD
Permite a un fluido moverse en el interior de un cuerpo bajo la influencia de una diferencia de presión. Un material de baja porosidad es también de baja permeabilidad.
** Materiales POROSOS: **
Estructura celular abierta / Permeables al agua y vapor (ladrillo, ticholo, bovedilla cerámica)
** Materiales VÍTREOS:**
Estructura celular compacta / Muy baja permeabilidad (porcelana, gres y azulejos)
APLICACIONES
Levantamiento de MUROS:
* Con diferentes aparejos o formas de disponer el mampuesto que genera diferentes espesores del muro en rústico (sin revoques ni revestimientos).
* Se usan ladrillos artesanales, ladrillos industriales en menor medida, rejillones y ticholos.
* Muros portantes / tabiques divisorios / el aparejo del segundo muro visto, en muro de la envolvente / muros separativos.
REVESTIMIENTO cerámico:
- se usan medio ladrillo (chorizos), tejuelas o, las más usadas, tabletas cerámicas.
DIMENSIONES DEL LADRILLO
Y APAREJOS
- Soga: largo
- Tizón: ancho
- Grueso: alto
APAREJOS
* “A soga”
* “A tizón”
* “A soga y tizón”
* “A espejo”
CERÁMICOS REFRACARIOS
Características y aplicaciones
- Arcillas refractarias, con temperaturas de cocción hasta 1350°C
- Son productos cerámicos densos, tenaces y resisten hasta 3000°C
- Tienen permeabilidad a gases, líquidos y grasas media alta.
- Resisten las variaciones de temperatura y el choque térmico.
APLICACIONES:
* En estufas y hornos en sectores de contacto directo con el fuego
* Muros, en su totalidad.
* Revestimiento, en pavimento y paredes.
LADRILLOS PERFORADOS (REJILLONES)
- Portante
- Perforación mínima
- Hueco es menos del 30% de su sección
