Ceramic Os

7/15/2019 Ceramic Os

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LOS MATERIALES CERÁMICOS

INGENIERIA CIVIL 1

INTRODUCCIÓN El uso de materiales cerámicos se remonta a miles de años, junto con el de las piedras y lamadera. Se empezaron a ulizar sobre todo en zonas donde escaseaban los materiales pétreos.

Los productos cerámicos enen una enorme variedad de aplicaciones, comenzando con el

ladrillo común para la construcción, pasando por la porcelana delicada y llegando al vidrio

ópco especializado

Los primeros ladrillos eran de arcilla mezclada con paja y secados al sol y se colocaban estando

húmedos, por lo que se unían unos a otros solo por efecto de la presión. Se fabricaban con

arcillas (sílice, óxido de aluminio y agua) por la gran plascidad que estas enen. Esta

propiedad varía en función de la candad de agua que posea y de las sustancias que la

acompañan.

En primera aproximación puede decirse que los materiales cerámicos son aquellos materiales

químicamente denidos como inorgánicos y no metálicos, sin embargo, esta denición engloba

a las rocas y a muchos minerales que se encuentran en la naturaleza que no son considerados

como cerámicos.

Pueden ser denidas también, como un compuesto sólido que se obene por la aplicación de

calor y en ocasiones con la combinación de calor y presión, comprimiendo por lo menos dos

elementos con la condición que uno de ellos es un no-metal o un elemento sólido no–metálico.

El otro elemento(s) puede ser un metal(s) u otro elemento sólido no-metálico.

Un concepto un tanto simple fue dado por Kingery, quien señala que "una cerámica es un

sólido inorgánico no-metálico". En otras palabras lo que no es un metal, un semiconductor o un

polímero, es una cerámica.

En general, se consideran únicamente como materiales cerámicos aquellos que han sido

producidos por el hombre de forma arcial.




INGENIERIA CIVIL 2

LOS MATERIALES CERÁMICOS 1. DEFINICIÓN:

Los materiales cerámicos son compuestos químicos, más o menos complejos, que conenen en

general una combinación de elementos metálicos y no metálicos, conectados entre sí por

enlaces iónicos o covalentes. Considerando la emología de la palabra cerámica (“Keramikos”=cosa quemada) puede deducirse otra de sus caracteríscas generales: adquieren sus

propiedades después de un tratamiento térmico a elevadas temperaturas. En cuanto a sus

aplicaciones, van desde la fabricación de ladrillos y tejas hasta los imanes permanentes de los

disposivos electrónicos, los láseres, o las losetas que recubren los ingenios espaciales.

Al principio los materiales más importantes fueron las arcillas tradicionales, ulizadas en

alfarería, ladrillos, azulejos, etc., junto con el cemento y el vidrio.

A la forma de trabajo de la cerámica se la llamaba alfarería.

Desde siempre los productos cerámicos han sido duros, porosos y frágiles. Por esto el estudio

de la cerámica pretende encontrar métodos para disminuir o disimular estos problemas y

resaltar las potencialidades del material. Esto también se ha experimentado combinando

materiales metálicos y cerámicos, uno de los resultados de estas mezcla son los 'cermets'

Algunos ejemplos:

-Ladrillos: ulizados en construcción.

-Carburo de silicio: empleado en hornos microondas.

-Óxido de zinc: material semiconductor.

-Esteata: ulizada como un aislante eléctrico.

-Óxido de uranio (UO2), empleado como combusble en reactores nucleares

-Óxido de itrio, bario y cobre (Y Ba 2 Cu 3 O 7-x), superconductor de alta temperatura

2. MATERIA PRIMA: La cerámica es la industria más angua de la humanidad, es una idea genial del hombre y

fecunda pues se ha desarrollado ampliamente a lo largo de la historia no sólo en candad sino

en la variedad de productos, algunos de ellos, de importancia trascendental para lastecnologías modernas.

Surge la fabricación de ladrillos en aquellas zonas en que escasea la piedra y abunda la arcilla.

Se enende por material cerámico el producto de diversas materias primas, (principalmente

arcillas) fabricándose en estado pulverulento o pastoso (para comunicarles fácilmente la

forma) y adquiriendo la consistencia pétrea por procesos sico-químicos al cocer esas erras

arcillosas.

Se dividen en dos ramas:

-La Tejería: elabora materiales de construcción (ladrillos, tejas, tubos, etc..)

-La Alfarería: elabora cerámica na (loza, porcelana)




INGENIERIA CIVIL 3

Arcillas

La arcilla es la principal materia prima para la fabricación de ladrillos, tejas, piezas especiales,

etc. Se trata de una roca que procede de la desintegración de otras rocas formadas por

"minerales arcillosos" que, químicamente son silicatos de alumino hidratados, los cuales se

diferencian unos de otros en la relación sílice/alúmina, en la candad de agua de constución yen la estructura que conenen. La acción connuada y perseverante de los agentes

atmosféricos sobre estas rocas las descomponen y dan lugar a las arcillas que, frecuentemente,

son transportadas por el agua o el viento a distancias más o menos largas.

A veces entre las arcillas se encuentran fragmentos de la roca de procedencia; otras veces se

hallan minerales o rocas que entraron en contacto con la arcilla durante su transporte hasta el

lugar de sedimentación. Con frecuencia se ven alteradas por acciones (temperatura, presión,

etc.) ejercidas sobre ellas durante la consolidación. Puede comprenderse por ello que la

variedad de arcillas es muy grande y con una gran gama de coloraciones, plascidades,

composición química, etc.

En general no se encuentran arcillas puras de cada po, sino mezcladas, aunque predomine un

mineral determinado. Las arcillas más puras son las caolinícas, las cuales, por presentar un

elevado porcentaje de alúmina y, por lo tanto, un elevado punto de fusión, enen después de

cocidas propiedades refractarias. Las arcillas montmorillonícas son las menos empleadas en

cerámica. Las ilícas son las más ulizadas, por ser las más abundantes.

Una de las principales caracteríscas de las arcillas es la plascidad. Se enende por tal la

propiedad de un cuerpo que puede deformarse bajo la acción de un esfuerzo y que permanece

deformado después de rerada la causa que ha producido dicho cambio. La plascidad

depende de muchas propiedades de las arcillas, y una de ellas es el contenido en agua. Si la

arcilla está totalmente seca, no es plásca. Si se le añade agua, se observa un incremento de laplascidad, que llegará a un máximo para un contenido de agua determinado. Si seguimos

añadiendo agua, se obene un líquido más o menos viscoso pero toda idea de plascidad

habrá desaparecido. La estructura laminar de la arcilla y el pequeñísimo tamaño de las

parculas también inuyen en la plascidad. Hay un cierto contenido de agua mínimo por

debajo del cual la arcilla deja de comportarse como una masa plásca y se convierte en un

material friable. A éste contenido de agua se le denomina límite plásco de la arcilla. Como se

ha dicho, al aumentar la candad de agua la arcilla se convierte en un material plásco hasta

un contenido de agua determinado para el cuál la arcilla comienza a uir como un líquido

espeso. A este otro contenido de agua se le llama límite líquido. La diferencia entre ambos

límites recibe el nombre de índice de plascidad. La acción del calor sobre las arcillas es la basede la industria cerámica. Cuando un cuerpo moldeado en arcilla se somete a la acción del calor

experimenta una serie de cambios que lo transforman en un elemento úl con una resistencia

mecánica apreciable, una determinada impermeabilidad, una cierta resistencia al fuego, etc.

Unos cambios son de naturaleza sica (variaciones en la densidad, porosidad, fragilidad,

plascidad, resistencia a la compresión, color, etc.) y otros son de naturaleza química

(deshidrataciones, descomposiciones, formación de nuevos compuestos, etc.) En la prácca las

arcillas pierden el agua en dos fases: en la primera, llamada secado, no pierden más que el

agua de amasado (agua que se añade a la arcilla para amasarla y moldearla), en tanto que en la

segunda fase, durante el proceso de cocción, pierden el agua zeolíca (moléculas de agua

intercaladas en los vacíos de la red cristalina) y el de constución. Cuando se produce la




INGENIERIA CIVIL 4

eliminación del agua de constución se rompe la estructura de la arcilla y el fenómeno deja de

ser reversible perdiendo denivamente la posibilidad de ser plásca.

Desgrasantes

Se puede reducir la plascidad mediante la adicción de materias no pláscas que reciben el

nombre de desgrasantes y que disminuyen la contracción y facilitan la salida del agua del

interior de la masa, pláscas para hacer perder plascidad evitando que se adhieran objetos en

contacto con ellas y permita el moldeo correcto de los productos Entre los desgrasantes

normalmente usados gura el ladrillo molido procedente de los ladrillos rotos y que no debe

ser extremadamente no ni todo del mismo tamaño, las cenizas que quedan en el horno y con

frecuencia arena, la cual debe ser de naturaleza silícea, exenta de granos calizos y bastante

na.

Fundentes

Para bajar el punto de fusión (serrín, alquitrán, grato).

Agua

Exenta de sales solubles para evitar que las sales queden en el ladrillo y aparezcan luego en

forma de eorescencias.

3. TIPOS DE CERÁMICOS: • Materiales cerámicos tradicionales:

1. Arcilla

2. Sílice

3. Feldespato

• Materiales cerámicos de uso especíco en ingeniería:

1. Oxido de aluminio

2. Carburo de silicio

3. Nitruro de silicio

Una segunda clasicación es según su composición básica, los materiales cerámicos se dividen

en cinco grandes grupos, que se denen a connuación.

GRUPO I.

Comprende los materiales construidos predominantemente por silicatos de aluminio

(arcilla, caolín, etc.), los más conocidos son la porcelana y la loza vidriada.

GRUPO II.

Comprende los materiales en cuya constución entra en gran proporción, los silicatos

magnésicos (talco), el más representavo es la esteata.

GRUPO III.




INGENIERIA CIVIL 5

En este grupo se incluyen los materiales cerámicos con alta proporción de compuestos

de tanio (principalmente, óxidos y silicatos). Los más empleados son los que emplean

el bióxido de tanio como material básico, y que se conocen con los nombres

comerciales de Condensa, Kerafar, etc.

GRUPO IV.

En este grupo están incluidos los materiales a base de mezclas que conenen

sustancias arcillosas y esteatas en proporciones adecuadas, de forma que el material

acabado ene un coeciente de dilatación muy reducido. Se conocen con varios

nombres comerciales, tales como Ardostam, Sipa, etc.

GRUPO V.

Al contrario que en los grupos anteriores, los de este grupo enen estructura porosa.

Están constuidos a base de masas arcillosas o de silicatos de magnesio y se

caracterizan, sobres todo, por su gran resistencia al calor. Se conocen con diversos

nombres comerciales: Magnesolita, Termisol, Calodur, Morganita, etc.

BASANDONOS EN LA SEGUNDA CLASIFICACIÓN TENEMOS QUE:

PORCELANA ELECTROTÉCNICA

La porcelana electrotécnica es el más importante de los materiales cerámicos

empleados en Electrotecnia. Los materiales básicos que la constuyen, son los

siguientes:

el caolín o erra de porcelana cuya composición corresponde a la siguiente fórmula:

Al2 O3 - 2 Si O2 - 2 H2 O

el cuarzo u óxido de silicio de fórmula:

Si O2

el feldespato, nombre genérico de un grupo de minerales petrogenétcos o formadores

de rocas. Todos los feldespatos son silicatos anhídros de aluminio, con potasio, sodio y

calcio. Su fórmula es la siguiente:

K2 O - Al2 O3 - 6 Si O2

Los tres componentes citados se mezclan bien y se amasan con agua, quitando las

impurezas. El agua se elimina mediante ltros-prensa. Antes de la cocción se le da la

forma debida, mediante tres procedimientos disntos:

Moldeo por prensado. Se denomina también porcelana preparada por vía seca y se

obene por moldeado, a presión, en moldes de acero, estando la porcelana reducida a

polvo y ligeramente humedecida; con moldes apropiados pueden obtenerse piezas de

forma muy variadas.

Con este procedimiento se consiguen piezas de dimensiones muy precisas.

Moldeo a torno, ulizado principalmente para aplicaciones en alta tensión: aisladores

de apoyo y de cadena, pasamuros, pasatapas, etc. Se denomina también porcelana

preparada por vía húmeda. Se elabora en formas y tamaños convenientes.

Moldeo por colada es decir, porcelanas preparadas por fusión.




INGENIERIA CIVIL 6

Antes de su moldeado, la pasta se divide en bloques que corresponden

aproximadamente al tamaño de la pieza terminada.

Después de moldeadas, se secan las piezas y luego se cuecen, esmaltándolas después.

El esmalte está constuido de la siguiente forma:

79,1 % de óxido silícico (Si O2)

13,4 % de óxido de aluminio (Al2 O3)

4 % de óxido de calcio (Ca O)

1,2% de óxido de magnesio (Mg O)

1,4% de óxido de potasio (K2 O)

Después del esmaltadas, se procede a la cocción deniva, con lo que se forma un

nuevo silicato, denominado silimanita, y cuya fórmula es:

Al2 O3 - Si O2

La composición aproximada de la porcelana electrotécnica para usos generales, es la

siguiente:

50 % de caolín

25 % de cuarzo

25 % de feldespato

Esta porcelana, ene unas propiedades eléctricas, mecánicas y térmicas de po medio.

Si se quieren fabricar porcelanas especiales en las que predominen una o más de estas

propiedades, deben modicarse las proporciones de los componentes básicos según se

expresa en la gura 1: el aumento de contenido de caolín aumenta la resistencia

térmica de porcelana. De acuerdo con la gura 1 pueden obtenerse porcelanas de

elevadas propiedades eléctricas y térmicas o eléctricas y mecánicas, pero no materiales

con elevadas propiedades eléctricas, mecánicas y térmicas, simultáneamente. Por

ejemplo una porcelana con la siguiente composición:

55 % de caolín

12 % de cuarzo

33 % de feldespato

ESTEATITA

Está constuida por talco o silicato magnésico natural principalmente. La fórmula

aproximada del talco es:

3 Mg O - 4 Si O2 - H2 O

Al talco, y según las caracteríscas que se pretendan alcanzar en los productos

acabados, se añaden generalmente óxidos de magnesio, de hierro, de tanio, etc.




INGENIERIA CIVIL 7

Las propiedades eléctricas que se pretendan alcanzar en los productos acabados, se

reduce la facilidad para la manipulación de la masa.

Tiene el inconveniente de que no se deja esmaltar pues, a consecuencia de la

diferencia de coeciente de dilatación, el esmalte se resquebraja y termina

desprendiéndose.

La esteata se emplea cuando los aisladores u otros objetos fabricados con este

material, deban soportar grandes esfuerzos mecánicos, ya que sus resistencias a la

tracción, a la comprensión y a la exión enen, aproximadamente, un valor doble a las

correspondientes a la porcelana.

El principal inconveniente de la esteata es su alto coste, que limita su empleo a

pequeñas piezas aislantes o a los casos en que se necesitan excepcionales condiciones

de resistencia mecánica, bajo factor de pérdidas, etc.

Algunas denominaciones comerciales: Isolante, Lava, Lava Rock, Lavita, Al, Si, Mg, etc.

En la tabla 2 se expresan las más interesantes caracteríscas de dos pos de esteata

denominados, respecvamente, normal y especial.

MATERIALES CERÁMICOS A BASE DE COMPUESTOS DE TITANIO

Estos materiales cerámicos están incluidos en el Grupo III, citado anteriormente (Pág.

2). Se caracterizan sobre todo, por una constante dieléctrica elevada, unido aun

pequeño factor de pérdidas dieléctricas, incluso a muy altas frecuencias, por lo que

resultan muy adecuados para el aislamiento de condensadores, especialmente en

frecuencias elevadas.

El principal constuyente de este grupo es el óxido de tanio. Pero, debido a su

elevado precio y dicil obtención, el óxido de tanio puro solamente se emplea en

casos muy especiales. Normalmente, se ulizan compuestos cerámicos cuyo

componente básico es el óxido de tanio.

También se incluyen en este grupo, los materiales cerámicos que conenen tanato de

magnesio que se caracterizan por una constante dieléctrica media pero un factor de

pérdidas extraordinariamente pequeño para altas frecuencias.

En la tabla 3 se expresan las más importantes caracteríscas de algunos de estosproductos, con los correspondientes nombres comerciales.

MATERIALES CERÁMICOS DE REDUCIDO COEFICIENTE DE DILATACIÓN

Estos materiales cerámicos están incluidos en el grupo IV citado anteriormente (Pág. 2).

Tienen estructura compacta, gran resistencia a las variaciones bruscas, incluso a altas

temperaturas, se emplean sobre todo, para protecciones aislantes contra arcos de

chispa y luminosos. Pueden clasicarse en tres subgrupos:

Productos con gran contenido de compuestos de aluminio.




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Entre éstos se pueden citar:

a) Sinterkorund o corindón vitricado, aislante cerámico refractario que presenta una

gran resistencia mecánica y buenas propiedades dieléctricas a altas temperaturas. Este

compuesto es un óxido de aluminio fundido y ene el aspecto de un cuerpo

completamente cristalizado, es muy parecido a la porcelana, pero sus propiedades sonmuy disntas.

Se emplea este material cerámico, muy ventajosamente, en la fabricación de bujías de

encendido para vehículos automóviles y en todas las aplicaciones en que se requieran

aislamientos que permitan altas temperaturas de servicio. También se emplea en la

construcción de hornos eléctricos.

b) Isomar. Este material es un silicato de aluminio, con bastante alúmina y sin que

contenga mezcla de silicato magnésico. Las propiedades dieléctricas, mecánicas y

térmicas son muy superiores a las de las porcelana. Tiene aplicaciones análogas a las

del corindón vitricado.

c) Piranita. Conene silicato de aluminio y silimanita. Exteriormente se parece a la

porcelana. Resiste mejor los cambios bruscos de temperatura que los aislantes a base

de esteata y ene análogas propiedades dieléctricas que esta úlma.

d) Masa de Pitágoras. Este material cerámico ene gran resistencia al calor y a los

cambios de temperatura. Su empleo da excelentes resultados en atmósferas muy

reductoras. Es insensible a los agentes químicos. Se emplea en la fabricación de vainas

para pirómetros, en tubos de caldeo y combusón y en crisoles.

e) Pirodur. Es de color blanco y se emplea en la aplicación de laboratorio, tales como

cubetas y vainas para pirómetros cuyas temperaturas de servicio estén comprendidasentre 11000C y 15000C.

Productos con gran contenido de silicato magnésico.

Los materiales básicos de composición son hidrosilicatos de magnesio. Estos productos

reciben las denominaciones comerciales de Calita, Calan, Ultracalan, Frecuenta y

Frecuenta D, entre otros. Todos ellos enen estructuras cristalinas.

Estos productos están caracterizados por su pequeño factor de pérdidas dieléctricas,

gran resistencia a los choques y excelentes cualidades dieléctricas a elevadas

temperaturas y altas frecuencias. Son completamente insensibles a la acción del calor y

de la humedad y no experimentan ningún fenómeno de envejecimiento o de faga.

Se ulizan en la técnica de las altas frecuencias para aislamiento de partes bajo

tensión, para aplicaciones de electromedicina y como dieléctricos de condensadores.

También encuentran aplicación en las partes aislantes que hayan de tener gran

resistencia mecánica, en instalaciones de alta y de baja frecuencia, especialmente en

electrotermia, a causa de su escasa conducvidad a elevada temperatura (por ejemplo,

en aislamiento de resistencias, hornos eléctricos, etc.).

Productos con mezcla de compuestos de aluminio y de magnesio.




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Estos productos conenen esencialmente tres componentes principalmente: óxido de

magnesio, alúmina y óxido de aluminio (sílice). Combinando adecuadamente estas

sustancias, se obenen materiales caracterizados por su pequeño coeciente de

dilatación cúbica.

Se conocen con los nombres comerciales de Ardostan, Sipa, etc., y son, generalmente,de color gris.

Tienen gran resistencia la arco eléctrico, no se pueden esmaltar. Se emplean tanto en

alta como en baja tensión.

En la tabla 4 se expresan las más importantes caracteríscas de algunos de los

materiales cerámicos estudiados.

MATERIALES CERÁMICOS POROSOS

Los materiales cerámicos comprendidos en el Grupo V citado anteriormente (Pág. 2).

Tienen buena resistencia mecánica y gran resistencia al calor y a los cambios de

temperatura, propiedad esta úlma que se encuentra favorecida por la estructura

porosa y granular de estos materiales.

Se emplean en calefacción eléctrica y en otras aplicaciones electrotérmicas donde

sirven a la vez de soporte y de aislamiento de los conductores incandescentes.

Por su composición pueden clasicarse en tres subgrupos:

1) Materiales ternarios. Constuidos a base de óxido de magnesio, alúmina y sílice. Se

conocen con los nombres comerciales de, Magnesolita, Termisol, Ost, Elwa, StG, etc.

La composición y propiedades de estos compuestos, son intermedias entre la del gres y

la de la esteata.

2) Materiales con gran proporción de alúmina. Estos materiales son más refractarios

que los anteriores. Entre estos productos se pueden citar los siguientes:

Reosta. Conene corindón y se emplea para la fabricación de tubos-soporte, paredes,

etc., para jación de conductores de calefacción de gran sección. Solamente pueden

obtenerse de piezas sencillas.

Q -5. Es un material muy poco poroso, con gran contenido de alúmina y muy poco

fundente. Resiste muy altas temperaturas, ya que su temperatura de reblandecimiento

es de unos 17000C.

Calodur. Este material conene corindón y carborundo. Se uliza para resistencias de

calefacción cuyos conductores (hilos o plenas) forman cuerpo con la masa cerámica;

de esta forma pueden fabricarse placas o tubos de calefacción de grandes

dimensiones. También se emplea este material cono aislamiento de hornos eléctricos

que alcanzan temperaturas hasta 1000 grados cengrados.

4) Materiales varios. Muchos materiales cerámicos están compuestos de materiales

carios, tales como la sílice, la bauxita, el zirconio, la magnesita, etc.




INGENIERIA CIVIL 10

Estos productos se conocen con diversas denominaciones comerciales: Aloska, Pirolita,

Silocarbina, Morganita, Globar, etc.

Como por ejemplo citaremos que la llamada Masa de Marquardt está constuida de la

siguiente forma:

Alúmina 66 %

Sílice 32,5 %

Alcalis 1,5 %

Impurezas 0,1 %

En la tabla 5 se indican las más interesantes propiedades de algunos de los materiales

cerámicos porosos.

4. PROPIEDADES: •PROPIEDADES MECÁNICAS

Son duros y frágiles a temperatura ambiente debido a su enlace iónico/covalente (al

aplicarles una fuerza los iones de igual carga quedan enfrentados provocando la rotura

del enlace), este hecho supone una gran limitación en su número de aplicaciones. Esta

fragilidad se intensica por la presencia de imperfecciones.

Son deformables a elevadas temperaturas ya que a esas temperaturas se permite el

deslizamiento de bordes de grano.

•PROPIEDADES MAGNÉTICAS

No suelen presentar propiedades magnécas, sin embargo podemos encontrar

cerámicas con propiedades magnécas de gran importancia como ferritas y granates.

Éstas son las llamadas cerámicas ferrimagnécas. En estas cerámicas los diferentes

iones enen momentos magnécos disntos, esto conduce a que al aplicar un campo

magnéco se produzca como resultado una imantación neta.

•PROPIEDADES ELÉCTRICAS

Son en su mayoría aislantes eléctricos debido a que enen una alta resistencia

dieléctrica y baja constate dieléctrica.

Algunos de ellos presentan otras propiedades dieléctricas como es la facilidad de

polarizarse.

•PROPIEDADES TÉRMICAS

La mayoría de los materiales cerámicos enen bajas conducvidades térmicas debido a

sus fuertes enlaces iónico/covalentes. La diferencia de energía entre la banda de




INGENIERIA CIVIL 11

covalencia y la banda de conducción en estos materiales es demasiado grande como

para que se exciten muchos electrones hacia la banda de conducción, por este hecho

son buenos aislantes térmicos. Debido a su alta resistencia al calor son usados como

refractarios, y estos refractarios son ulizados en las industrias metalúrgicas, químicas

cerámicas y del vidrio.

5. NORMA TÉCNICA PERUANA

Código NTP 339.010:1974

Título BALDOSAS VINILICAS PARA PISOS Y REVESTIMIENTOS. Clasicación

Título (En) Vinylic oor and coang les. Classicaon.

Resumen Establece la clasicación de las baldosas vinílicas para pisos y revesmientos

Tabla Nº 4.1 (fuente Indecopi)


Código NTP 333.002:1984

Título REVESTIMIENTOS CERAMICOS PARA PAREDES. Requisitos

Publicado R. 485-84 (1984)

Título (En) Ceramic coang for walls. Requirements.

Resumen Establece los requisitos de los azulejos, mayólica, fachaleta o muraleta,

pepelma cerámica y sus accesorios ulizados para revesr paredes


Código NTP 331.014:1978

Título MATERIALES REFRACTARIOS. Método de ensayo de alabeo

Título (En) REFRACTORY MATERIALS. Distoron tesng method.

Resumen Establece el método de ensayo para determinar el alabeo de ladrillos y

piezas refractarias comunes, prismácas, de caras planas




INGENIERIA CIVIL 12

Código NTP 333.003:1984

Título REVESTIMIENTOS CERAMICOS PARA PISOS. Requisitos

Publicado R. 484-84 (1984)

Título (En) Ceramic coang for oors. Requirements.

Resumen Establece los requisitos de los revesmientos cerámicos o baldosas y

accesorios para revesr pisos


Código NTP 333.006:1984

Título REVESTIMIENTOS CERAMICOS. Deniciones

Publicado R. 37-84 (1984)

Título (En) Ceramic coang. Denions.

Resumen Establece las deniciones de los términos más empleados en relación con la

elaboración y usos de los azulejos y las baldosas cerámicas


Código NTP 333.007:1984

Título REVESTIMIENTOS CERAMICOS. Determinación de la geometría:

dimensiones, alabeo y escuadría


Título (En) Ceramic coang. Geometric measurement: dimensions, curlsand seconal

area.

Resumen Establece el método de ensayo para determinar las dimensiones, el alabeo

y la escuadría de los revesmientos cerámicos


Código NTP 333.008:1984

Título REVESTIMIENTOS CERAMICOS. Muestreo y recepción




INGENIERIA CIVIL 13


Título (En) Ceramic coang. Sampling and recepon.

Resumen Establece el método para el muestreo, inspección y aceptación o rechazo de

los azulejos o mayólica y baldosas, de los revesmientos cerámicos


6. ENSAYOS: ENSAYO DE DUREZA

Es una de las medidas más úles de todas las que se realizan para estudiar el

comportamiento mecánico de estos materiales.

Ventajas en la ejecución de la medida:

- ejecución muy simple.

- probetas pequeñas.

Durezas más usuales en materiales cerámicos:

- Dureza al rayado (dureza Mohs).

- Dureza a la penetración (escalas Knoop o Vickers).

Dureza Vickers: Hv = 1,8544 P / dv2

-dv = longitud de la diagonal principal en mm.

-P = fuerza en kgf.

Dureza Knoop: Hk = 14,229 P / dk2

- dk= longitud de la diagonal principal en metros.

- P = fuerza en kgf.

Las desviaciones en los resultados de las medidas de dureza se producen cuando el

tamaño de la huella no es sucientemente larga (aproximadamente 10 veces superior

comparada con la microestructura, tamaño de grano, parcula, poro o su distribución).

Este po de dispersiones son propias de estos materiales debidos a su elevada dureza.

RESISTENCIA A TRACCIÓN

El ensayo convencional directo es dicil de ejecutar y caro, debido a la naturaleza frágil

de las cerámicas monolícas y su alta sensibilidad a la concentración de tensiones.

(Las probetas rompen por las mordazas, es decir por donde son agarradas).

Un des alineamiento de milésimas de cenmetro provoca tensiones que originan

desviaciones superiores al 10 %).

En consecuencia se ha optado por métodos alternavos de ensayo, como es el ensayo

de exión bien sea de 3 o 4 puntos.




INGENIERIA CIVIL 14

ENSAYO DE FLEXIÓN

La exión crea un gradiente de tensiones y solo una pequeña parte de la misma se

encuentra expuesta a elevadas tensiones de tracción.

Estas probetas son muy sensibles en los bordes y a los daños por mecanizado, de ahí

que las dispersiones y desviaciones experimentales se mantengan, no obstante como

benecio se ene la facilidad de montaje y ejecución del ensayo.

Úlmamente se están desarrollando la ejecución de tracciones directas con rotulas,

reduciéndose las tensiones en las mordazas al 1 % y reduciéndose la dispersión.

7. APLICACIONES EN LA CONSTRUCCIÓN: Las aplicaciones de los diferentes materiales cerámicos, las observamos en nuevas

construcciones, rehabilitación y reparación de: Estructuras, Domos, Armazones, Fachadas,

Cúpulas, Cubiertas, Sanitarios, etc.

LADRILLOS

Fabricado con arcilla cocida, sirve para levantar paredes, muros o tabiques, revesr

pozos y entra en otras muchas obras.

Los ladrillos refractarios, son los fabricados con arcilla que contengan un alto

porcentaje de alúmina y un bajo porcentaje de óxidos. Resisten temperaturas hasta de

1580 grados cengrados, por eso son ulizados para la construcción de hornos.

Desde los empos más anguos, el ladrillo ocupa, un lugar preferente frente a las

construcciones.

.

Horno de ladrillos caravista

Diferentes pos de ladrillos




INGENIERIA CIVIL 15

TERMOARCILLA

Una termoarcilla es un bloque cerámico de baja densidad y mayor grosor que el ladrillo

convencional, que se uliza como alternava a otros materiales de construcción más

comunes, como los ladrillos o los bloques de hormigón.

La Termoarcilla, es cerámica aligerada con unas propiedades que la hacen muy

interesante para la construcción de viviendas bioclimácas.

Las ventajas que presenta el bloque Termoarcilla son las siguientes:

Buen aislamiento térmico

Buen aislamiento acúsco

Elevada resistencia al fuego

Coste reducido de puesta en obra

Rapidez de ejecución

Termoarcilla

LAS TEJAS

Son ulizadas por la resistencia y durabilidad que conere el material, además un

diseño que le otorga disnción a su techo, haciéndolo atracvo estécamente. Pero sin

perder solidez.

La gran mayoría son impermeables, resisten a impactos, facilitan la aislación térmica y

acúsca.

Existen de varios colores, el color rojo de las tejas, se obene por el óxido de hierroque conene. La teja de color negro, se obene por rerar el óxido de hierro de la

arcilla, y se agrega manganeso. Las de color verde, se obenen porque se le agrega

cobre a la masa.

http://es.wikipedia.org/wiki/Ladrillo

http://es.wikipedia.org/wiki/Bloque_de_hormig%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Bloque_de_hormig%C3%B3n

http://es.wikipedia.org/wiki/Ladrillo




INGENIERIA CIVIL 16

Tejas de cerámica Tejas coloridas

LOS TUBOS CERAMICOS

Pieza hueca, generalmente cilíndrica y abierta por ambos extremos, que se uliza como

medio de conducción de productos pulverulentos.

Fabricados del arcilla, por el mismo proceso que el ladrillo, que son vitricados para la

conducción del agua, con el objevo de obtener mejor impermeabilidad. Se aplican

generalmente en aguas negras, aunque estos han sido sustuidos por los de PVC.

Para la conducción de gases es relegada a la venlación de los aparatos sanitarios y

salida de humo.

Además de estas funciones y usos, se fabrican piezas especiales con los tubos

cerámicos, como son: codos, reducciones, tubos en forma T y en forma Y. ́

Soluciones para venlación con tubos de cerámico

Las baldosas

Son ladrillos delgados, pulimentados, nos y duros que sirven para pavimentar, paos,

aceras y azoteas o recubrir techos.

Se fabrican con arcilla más puras y de tratamiento más delicado, a excepción de esto el

proceso es igual al ladrillo.

Muchas veces se les aplica barniz o esmalte y se deja una cara áspera, con el n delograr mejor adherencia con los morteros.

http://www.reguladora.biz/images/ceramicoe1.jpg




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Generalmente son cuadradas, rectangulares o hexagonales.

En la lengua española se uliza la palabra cerámica, al referirse a las baldosas, ya que

una vez confeccionadas en un área determinada, pierde su singular y es llamado

cerámica

Baldosa teak Baldosa basalto pulido

Baldosas Decoravas

El trabajo de las baldosas decoravas toma el nombre de mosaicos y pueden ser

realizados en pisos, paredes y techo de un edicio. Aunque este trabajo decoravo era

conocido y praccado extensamente en el mundo anguo (según lo evidenciado en las

magnícas estructuras islámicas), quizás alcanzó su expresión más grande durante el

período de conquista islámico.

Baldosa decoravas

Azulejo

El término azulejo reere a una pieza de cerámica de poco espesor, generalmente

cuadrada, en la cual una de las caras es vidriada, resultado de la cocción de una

substancia a base de esmalte que se torna impermeable y brillante. Esta cara puede ser

monocromáca o policromáca, lisa o en relieve. El azulejo es generalmente usado en

revesmiento de supercies interiores o exteriores o como elemento decoravo

aislado. Actualmente, se busca más al azulejo por su caracterísca impermeabilizante

que por su valor decoravo, siendo muy usado en cocinas, baños y demás áreashidráulicas.




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Obra de albañilería acabado con azulejos

Mayólica:

La mayólica viene a revolucionar la producción del azulejo pues permite la pinturadirecta sobre la pieza ya vidriada. Después del primer cocido es puesta sobre la placa

un líquido espeso, a base de esmalte estañífero, que vitrica el segundo cocido. El

óxido de estaño ofrece en la supercie (vidriada) una coloración blanca translúcida, en

la cual es posible aplicar directamente el pigmento soluble de óxidos metálicos en

cinco escalas de color: azul cobalto, verde bronce, castaño manganeso, amarillo

anmonio y rojo hierro (que por ser de dicil aplicación surge poco en los ejemplos

iniciales). Los pigmentos son inmediatamente absorbidos, lo que elimina cualquier

posibilidad de corrección de la pintura (decoración designada a fuego alto). El azulejo

es entonces colocado nuevamente en el horno con una temperatura mínima de 850 °C

revelando, solo después de la cocida, los respecvos colores ulizados.

Gres

Es una pasta compuesta principalmente de minerales arcillosos, minerales fundentes y

arenas silíceas, que cocida a elevadas temperaturas, permite fabricar objetos con alta

compacidad, gran dureza y mejores propiedades mecánicas que otras pastas cerámicas

más convencionales.

Con el gres se pueden fabricar una cierta variedad de productos como sanitarios,

tuberías de saneamiento, vajillas, alfarería entre otros, pero sin duda el mayor campode aplicación es la producción de pavimentos y revesmientos de baldosas.

Pavimento de gres de gran elegancia, formato 45 x 45 Pavimento de gres imitando a madera.

http://es.wikipedia.org/wiki/May%C3%B3lica

http://es.wikipedia.org/wiki/Pintura_art%C3%ADstica

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=Esmalte_esta%C3%B1%C3%ADfero&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/w/index.php?title=%C3%93xido_de_esta%C3%B1o&action=edit&redlink=1

http://es.wikipedia.org/wiki/Pigmento

http://es.wikipedia.org/wiki/Solubilidad

http://es.wikipedia.org/wiki/Antimonio

http://es.wikipedia.org/wiki/Rojo

http://es.wikipedia.org/wiki/Hierro

http://es.wikipedia.org/wiki/Temperatura

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http://es.wikipedia.org/wiki/Pintura_art%C3%ADstica

http://es.wikipedia.org/wiki/May%C3%B3lica




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ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN Existe la tendencia a vincular las cerámicas tradicionales con la baja tecnología, sinembargo a menudo se usan técnicas avanzadas de fabricación. La compeción entreproductores ha causado que el procesamiento sea más ecaz y que disminuyan los

costos. Complejas herramientas y maquinarias se usan a menudo y se acoplan conmando asisdo por computadora. Los cerámicos avanzados también son llamados"especiales", "técnicos" o "ingenieros" las cerámicas. Ellos exhiben propiedadesmecánicas superiores, alta resistencia a la corrosión y propiedades eléctricas, ópcas,y/o magnécas. Mientras las cerámicas tradicionales basadas en arcilla se han usadohace más de 25 000 años, las cerámicas avanzadas han sido desarrolladasgeneralmente dentro de los úlmos 100 años. La gura 1.1 muestra una comparaciónentre las cerámicas tradicionales y avanzadas referidas a las materias primas usadas, elproceso de obtención y moldeo y los métodos usaron para la caracterización.

Una denición amplia de materiales cerámicos diría que son sólidos inorgánicos nometálicos producidos mediante tratamiento térmico. Comparados con los metales ypláscos son duros, no combusbles y no oxidables Pueden ulizarse en ambientes contemperatura alta, corrosivos y tribológicos. En dichos ambientes muchas cerámicasexhiben buenas propiedades electromagnécas, ópcas y mecánicas una caracteríscafundamental del termino material incluye que puedan fabricarse en formas condimensiones determinadas.

Los materiales cerámicos están formados por una combinación de fases cristalinas y/ovítreas se pueden presentar en función de la aplicación como sólido denso, polvo no,película, bra, etc. los hay constuidos por una fase cristalina o una fase vítrea,

denominándose monofásicos, los constuidos por muchos cristales de la misma fasecristalina se denominan policristalinos los monocristales se reeren a materialesconstuidos por un solo cristal de una única fase

Podemos diferenciar entre dos grandes grupos de materiales cerámicos, lostradicionales y las denominadas cerámicas técnicas. Estos úlmos también se conocencomo cerámicas ingenieriles, avanzadas o tecnológicas

Productos usuales de la cerámica tradicional: Cerámicas de mesa, pavimentos yrevesmiento, sanitarios, refractarios, porcelanas (aislantes, decoravas)




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CONCLUSIONES

♦

La cerámica juega un papel importante en el interiorismo de hoy en día, forma partede las tendencias más actuales gracias a que ha sabido adaptarse a los empos quecorren, a los gustos y necesidades de la sociedad actual, perfeccionando sus formas eincluyendo nuevos elementos en su composición, que hacen que a pesar del paso delos años siga resultando un producto atracvo para todo el mundo.

♦ La incorporación de nuevos y llamavos colores, posibilidad de elección de diversosacabados y texturas y la incorporación de elementos adicionales como el volumen o laluz, combinadas con los mosaicos, son algunas de las renovaciones interesantes que los

profesionales del mundo de la cerámica, han sabido plantear para que su producto seacapaz de cubrir las necesidades de decoración y revesmiento de las paredes de unacasa actual.

♦ Algunas de las propuestas que vemos en los catálogos de las colecciones de lasempresas más punteras, en ocasiones resultan poco práccos para un hogar, puestoque son excesivamente espectaculares, pero en realidad la intención de estosambientes, es mostrar el potencial del producto, que después deberemos adaptar a lasestancias de nuestra vivienda en concreto.

♦ Hoy en día, y miles de años después, la cerámica es más que nada una acvidadarsca que ha evolucionado sobremanera. En este sendo, el ser humano ha podidodesarrollar la cerámica con otros materiales que no fueran barro o arcilla, además deinventar novedosas e increíbles técnicas de panado, decoración y coloreado arriba delmaterial. Al mismo empo, las formas de las cerámicas han variado en gran modo ymientras que las primeras solían ser toscas y simples, hoy en día se pueden encontrarmaravillosas obras de arte de alto renamiento y delicadeza. Entre las diferentestécnicas de producción cerámica debemos mencionar a las que se conocen comoterracota, la porcelana, la mayólica (pica de la isla de Mallorca), la loza y muchasotras.




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RECOMENDACIONES

El sector cerámico engloba acvidades producvas con dos caracteríscas

principales que condicionan básicamente sus afecciones del medio ambiente: eluso de materias primas no metálicas y la ulización de procesos térmicos aelevadas temperaturas por ello se recomienda su ulización

La ulización del porcelanato no está limitada a pisos, sino también puedeemplearse como revesmiento de supercies vercales, tanto en interiorescomo en fachadas. Su empleo en fachadas y solados al exterior está altamenterecomendada dada su casi nula absorción de agua y por ende, su excelenteresistencia al congelamiento.

La limpieza de cerámicos con productos ácidos no especícos puede producirdiferentes problemas sobre las supercies: desgaste prematuro de las placas,cambio de tonalidad y deterioro de las juntas por el ataque de ácidos tanfuertes.

Usualmente, un porcelanato vale más que un cerámico, ya que para obtener

sus caracteríscas técnicas atraviesa un proceso de fabricación con mayores

costos. Por ejemplo, una cocción a 1.200 ºC consume mucho más recursos que

una cocción a 850 ºC. La presión a la que es somedo el porcelanato para su

fabricación es mucho mayor que la de un cerámico, etc. Debemos recordar,

además, que existen cerámicos de alto diseño y calidad que pueden tener unprecio muy superior a un porcelanato.

El principal benecio es que se presenta en una gran candad de diseños,

colores, formas y acabados. Además, es durable y de muy fácil mantenimiento.

Puede combinar perfectamente con madera, piedra o alfombra.




INGENIERIA CIVIL 22

BIBLIOGRAFIA Introducción a la Ciencia de materiales Askeland, D.R. and P.P. Phulé, Ciencia e

Ingeniería de los Materiales. 4 ed. 2004: THOMSON. 1003.s para ingenieros 6ª

Edición.

hp://materias..uba.ar/7201/CERAMICOS-I.pdf

hp://ceramicasjosemariscal.blogspot.com/2011/07/estructuras-composicion

-y.html.

hp://www.buenastareas.com/ensayos/Propiedades-De-Los-Materiales-

Ceramicos/1615336.htmlwww.wikipedia.com

hp://www.monograass.com/monograass/EpZkZFyuuuqQKQPjeS.php

hp://ingenierosenapuros.les.wordpress.com/2012/02/2012-t2-capitulo-7-

materiales-ceramicos.

hp://www.msm.cam.ac.uk/phase-trans/spanish/bainitee.html




INGENIERIA CIVIL

ÍNDICE INTRODUCCIÓN……………………………………………………………………… 1

LOS MATERIALES DE CONSTRUCCIÓN.…………………………………… 2

1. Defnición…………………………………………………………………………. 2 2. Materia Prima ………………………………………………………….……..

3

3. Tipos de Cerámicos….…………………………………………..………….. 4 4. Propiedades…………………………………………………………………….. 10

3.1. Propiedades Mecánicas….…………………………….. 10 3.2. Propiedades Eléctricas.……………………..…………… 10 3.3. Propiedades Magnécas………………………………… 10 3.4. Propiedades Térmicas..…………………………………… 10

4. Norma Técnica Peruana…………………………………………………… 11 5. Ensayos.……………………………….…….…………………………………….. 13 6. Aplicación en la Construcción…..……………………………………… 14 ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN.................................................... 19

CONCLUSIONES…………………………………………………………………….. 20

RECOMENDACIONES…………………………………………………………….. 21

BIBLIOGRAFIA……………………………………………………………………….. 22

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