CeramicasTema02 Fabricación

8/20/2019 CeramicasTema02 Fabricación

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Cerámicas. Fabricación

TEMA 2. FABRICACIÓN DE LAS CERÁMICAS

2.1. MATERIAS PRIMAS

2.1.1. Arcillas

El 75% de la corteza terrestre está formado por oxido de silicio (Sio 2, sílice) y óxido de

aluminio (l2!", al#mina), y estos dos compuestos son las materias primas esenciales para la

fa$ricación de productos cerámicos &a arcilla es un mineral secundario, un silicato alumínico

'idratado, muy a$undante cuando se encuentra con impurezas, pero escaso en su forma más

simple, ue es la caolinita, ue proiene de feldespatos ue 'an sufrido una lenta

meteorización, a tra*s e un proceso llamado caolinización Su expresión uímica es+

l2!" 2 Si!2 2-

Esta fórmula representa alrededor de un .-% de al#mina, un ./% de sílice y un 0.% de

a1ua en peso &a característica física más si1nificatia de las arcillas es la plasticidad, o sea la propiedad de adoptar cualuier forma cuando está suficientemente 'umedecida

En 1eneral las arcillas se presentan con $astantes impurezas, pero este inconeniente

es a eces una entaa desde el punto de ista práctico+ emos a continuación las diferencias

entre una caolinita uímicamente pura y arcilla 1rasa, usual en la cerámica+

3aolinita rcilla 1rasa

3alcinación 4uy $lanca marilloroiza

6lasticidad 4oderada Eleada

efractariedad 4uy alta (075-8 3) 4ás $aa (02--83)

esistencia en erde e1ular lta

3ontracción 6oca 9astante

Tabla I. Diferencias entre una caolinita químicamente pura y arcilla grasa

unue se trata de un mineral a$undante, las $uenas arcillas escasean cada ez más y

cuando se trata de productos como azuleos, $aldosas de 1res, sanitarios, etc, existen

dificultades para encontrar nueos yacimientos

2.1.2. Desgrasantes

&os des1rasantes se a:aden a las pastas cerámicas para disminuir la contracción,

reducir el tiempo de secado y aumentar la resistencia mecánica; pero reduce la plasticidad, por

lo ue 'ay ue encontrar la proporción adecuada para la fa$ricación

&os mas empleados son+ la sílice, ue es el óxido más a$undante, pero la acción de las

1randes temperaturas produce cam$ios de olumen ue proocan esfuerzos internos en la

pieza; los feldespatos, en sus tres tipos más frecuentes de potásicos (ortoclasas), sódicos

(al$itas) y cálcicos (anortitas), aunue normalmente se presentan mezclados

!tros des1rasantes interesantes son el talco y la esteatita; las c'amotas, ue proceden

de la trituración del cascote de piezas rotas o defectuosas+ residuos industriales, como inertesde los laaderos de car$ón, cenizas olantes, etc 6ero aunue estos residuos meoran el

secado y disminuyen la contracción, 'ay ue tener en cuenta la posi$le reacción en la coc'ura

Criterios sobre la formación de las cerámicas 1/21


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2.1.3. Reesti!ient"s

Es la capa de terminación y la cara ista de muc'as $aldosas, y aunue realmente más

ue una materia prima es una composición, la consideramos así porue unas eces se suelen

aduirir ya preparadas y otras son o$eto de un proceso independiente

En la #ltima d*cada 'an tenido un nota$le desarrollo los reestimientos cerámicosfa$ricados con nueas tecnolo1ías# y se pre* ue su au1e se1uirá en aumento Son nota$leslas entaas ue presentan estos materiales con respecto a los tradicionales+

4ayor resistencia mecánica y a la a$rasión

4ayor resistencia a los a1entes uímicos y productos de limpieza

4uy $aa porosidad

3olor, $rillo y aspecto perdura$le


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mezcla de arcilla y óxidos colorantes aplicada en suspensión acuosa, ue ueda ad'erida a la

superficie, pero sin lle1ar a itrificar Esta t*cnica es de las más primitias, y se utiliza muc'o

en cerámicas artísticas

9arnices+ los reestimientos se denominan $arnices cuando se trata de reestimientos

en capas finísimas

2.1.$. Pr"%ie&a&es &e l"s reesti!ient"s

&as propiedades características de los reestimientos son las si1uientes+


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2.3. M'LDE'

El moldeo de las pastas cerámicas tradicionales de arcilla depende de las propiedades

plásticas y del fluo de esta &a facilidad con ue cam$ia de forma una mezcla arcillaa1ua

depende del contenido de a1ua sí, cuando el contenido de a1ua es aproximadamente del

5-% se forma una 1ac'a ue puede fluir como un líuido para rellenar todos los espacios en

recipientes y moldes a solamente -,0 atm de presión 3uando el contenido de se a1ua sereduce al .-% se reuiere una presión de -,. atm para producir el mismo fluo; con el "5% se

precisa 0 atm y con el "-% 2,5 atm las presiones citadas dos porciones separadas de lamisma pasta se unirán para formar un todo 'omo1*neo &as pastas más secas pueden tam$i*n

'acerlo así, pera presiones muc'o mayores, a sa$er+

umedad (%) 6resión (atm)

25 0-

2- .-

07 0--

05 2--0- Bnfinita

Tabla II. Relación humedad/presión

&os m*todos de moldeo se diiden por consi1uiente con arre1lo a la condición de la

pasta, como si1ue+ a) líuida; $) 1ac'a iscosa; c) plástica; d) semiseca;e) seca

>anto a como $ fluyen por 1raedad o a $aa presión En las condiciones plástica y

semiseca se lo1ra solamente el fluo con presiones considera$les, pero se consera la nuea

forma cuando se retira la presión En la condición seca 1eneralmente no puede inducirse el

fluo

&a colada de pastas demasiado secas para fluir $ao presión por prensado en seco es

relatiamente reciente Co o$stante, como existe una transición casi continua desde el moldeo

plástico a mano 'asta el prensado en seco $ao altas presiones se se1uirá paso a paso este

orden de sucesión en la discusión y la colada se tratara despu*s deparadamente

&a condición más característica de la arcilla es el estado plástico y en este se $asaron

todos los m*todos primitios de moldeo


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2.3.1. M"l&e" %"r c"la&"

9ásicamente el proceso de colada consiste en la adición cuidadosa de productos

uímicos a la pasta para producir una @$ar$otinaA ue ten1a $uenas propiedades de fluo con

un contenido de a1ua mínimo, la cual se transporta y ierte en moldes de escayola donde la

do$le acción de eliminación de a1ua y floculación, por el sulfato de cálcico del molde, 'ace

ue la pasta se endurezca Se1uidamente la pieza colada se seca y se contrae separándose delas paredes del molde continuación se extrae *ste, se cepilla, se ensam$la si es necesario, y

a partir de este momento se trata como los materiales de moldeo plástico

El proceso de colada se utiliza para moldear piezas prácticamente en cualuier tipo de

pasta desde la loza fina, porcelana de 'uesos y porcelana 'asta materiales refractarios con alto

contenido de c'amota, etc 6uede emplearse tam$i*n para pastas no tradicionales, ue no

conten1an arcilla, mediante adiciones adecuadas de a1lutinantes, etc, por eemplo, pastas de

óxido puro+ oxido de zirconio, al#mina, ma1nesia, oxido de titanio; mezclas de espinelas,

silicatos, titanatos o aluminatos, car$uro de silicio

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El factor $ásico de la desfloculación de una pasta de arcilla es, por supuesto, la

presencia de partículas coloidales de arcilla ue sean suscepti$les a la acción de los productos

uímicos ue se a:aden &a fluidez de una @$ar$otinaA depende de la repulsión entre dic'as

partículas, y la iscosidad mínima esta determinada por la cantidad total de coloides de arcilla

presentes, y por su naturaleza Se 'an pu$licado cura para la relación iscosidad G

desfloculante de pastas con diferentes contenidos de coloide de arcilla 6uede erse ue la@$ar$otinaA ue tiene un contenido mayor de coloide de arcilla puede desflocularse dando una

iscosidad menor, si $ien reuiere una mayor cantidad de desfloculante

&a necesidad de ariaciones en la composición del desfloculante optimo sur1e de las

diferencias en las naturalezas de los coloides de arcilla y otros constituyentes presentes

He$$ y sus cola$oradores inesti1aron acerca de las entaas relatias de los dos

desfloculantes $ásicos de car$onato y silicato de sodio

igura !. Cur"as de "iscosidad#electrolito mostrando el efecto del contenido en coloide de arcilla sobre lase$igencias de aditi"os y el inter"alo de desfloculación. %a &barbotina' ( contenía )*+ , y la - !+, de coloides dearcilla.


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igura . Cur"as "iscosidad#electrolito mostrando el efecto de un coloide protector sobre el poder desfloculantedel hidró$ido sódico. %a barbotina ( no contenía material orgánico alguno mientras a la - se le aadió un 0*+,de lignito molido.

3on frecuencia es entaoso emplear una mezcla de sosa calcinada y silicato sódico,

determinándose experimentalmente sus proporciones relatias y cantidad total 3uando se

emplea una mezcla así tiene importancia el orden en ue se introducen los diferentes

desfloculantes 3uando estos se emplean en la proporción de " partes de car$onato sódico a . partes de silicato, se o$tienen la @$ar$otinaA de fluidez si se a:ade al principio el car$onato, la

iscosidad máxima si am$os se a1re1an untos, y se encuentra un alor intermedio cuando se

a:ade al principio el silicato

an lle1ado a emplearse tam$i*n otras sales inor1ánicas, por eemplo, aluminato sódico

>odas ellas tienen, sin em$ar1o, la desentaa, ue con frecuencia es desprecia$lemente

peue:a, de introducir un fundente en la pasta, el cual por otra parte tiende a concentrarse en

la superficie pe1ada al molde, ocasionando una superficie fundida en la pieza l1unas sales,

por eemplo, las sales sódicas, descomponen tam$i*n el molde de escayola formando el

sulfato sódico solu$le Estas dos desentaas se eitan con el empleo de desfloculantes

or1ánicos Estos no atacan a la escayola y se eliminan completamente durante el secado o lacoc'ura sin dear cenizas Sin em$ar1o, tienen frecuentemente un olor desa1rada$le, y pueden

ser relatiamente caros

&os desfloculantes pueden ser ayudados por la acción directa de los coloides

protectores Estos no pueden actuar como desfloculantes por sí mismos, y de 'ec'o en ciertas

circunstancias muc'os de ellos son floculantes, pero esta$ilizan una suspensión una ez ue

se 'a formado

Co siempre es posi$le, sin em$ar1o, producir una $uena @$ar$otinaA para colada

exclusiamente con desfloculantes y coloides protectores Dna razón frecuente para esto es la

presencia de iones floculantes+ sulfato, calcio, ma1nesio, 'ierro ferroso y aluminio Estos se'allan presentes con frecuencia en las arcillas naturales y prácticamente en todas las a1uas

&os sulfatos son los peores enemi1os de la desfloculación, y su presencia en las materias

primas naturales se da como si1ue+

rcillas 1rasas -,-0 I -,2 % (usualmente más cerca al alor inferior)

3aolines -,--2 I -,05%

9entonitas, 'asta -,0J. (usualmente relatiamente alto)

4aterias primas diersas -,----,--7 %



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igura 1. Cur"as que representan el efecto del contenido "ariable en sulfato dobre la relacion "iscosidad#electrolito para una arcilla grasa inglesa. ( representa una arcilla rica en sulfato* y - una arcilla pobre en sulfato.

&os sulfatos pueden precipitarse y 'acerse inertes por la adición de iones $ario El

sulfato de $ario tiene una solu$ilidad de -,2"m1 en 0-- m1 de a1ua a 08 3 demás, si el

$ario se a:ade en la forma de su car$onato, se eliminan al mismo tiempo ciertos cationes, por

eemplo, 3a, ?e, 41, por do$le descomposición

9a3!" K 3aS!. L 9aS!. K 3a3!"2,. 2-0,/ -,2" 0,"

Solu$ilidad en 0-- ml de a1ua a 08 3, en m1

El car$onato de $ario es por sí mismo solo li1eramente solu$le Esto si1nifica ue

relaciona solo lentamente con las sales solu$les indesea$les, pero en cualuier peue:o

exceso a:adido no pertur$ará por sí mismo la desfloculación (los iones $ario son floculantes)Es usual por tanto a:adir de -,-2 a -,0% (en peso, referido a arcilla seca) de car$onato de

$ario a una arcilla antes de intentar su desfloculación El car$onato de $ario recientemente

precipitado es más actio ue el mineral molido, pero en cualuier caso el polo de$e molerse

en '#medo con cierta cantidad de arcilla antes de su adición a la pasta, y dearse en contacto

con *sta durante el mayor tiempo posi$le

Dna ez eliminados los sulfatos, es frecuentemente entaoso el empleo de un

desfloculante de acción do$le cuyo anión forme una sal insolu$le con los cationes floculantes

ue est*n presentes &as cantidades de desfloculante reueridas son 1eneralmente -,-5 a

-,2-% del peso de arcilla seca, y ienen en 1ran parte determinadas por el tipo de mineral de

arcilla &os caolines no de$en tener más de -,0% de desfloculante, en tanto ue otras arcillas precisas 'asta -,2% y en nin1#n caso de$e a:adirse más de un -,"%

3uando nin1una com$inación de desfloculate y de sus compuestos auxiliares sea capaz

de producir una @$ar$otinaA adecuada para colada, podrá demostrarse en 1eneral ue la arcilla

contiene montmorillonita 3uando 'an de utilizarse tales arcillas de$e desactiarse la

montmorillonita

Existen cierto n#mero de impedimentos para el lo1ro de una desfloculación re1ular

efectia en la factoría aun cuando los ensayos 'ayan demostrado ue puede prepararse una

$uena @$ar$otinaA para colada a partir de una determinada pasta Estos impedimentos se

de$en principalmente a la irre1ularidad de las materias primas



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En primer lu1ar, las arcillas contienen cantidades aria$les de sales solu$les 6or otra

parte al1unas arcillas contienen piritas de 'ierro, ue son insolu$les por sí mismas, pero ue

se oxidan al aire '#medo a sulfatos de 'ierro, los cuales son solu$les y floculantes actios Su

contenido puede ariar con las condiciones de extracción y exposición a la intemperie &os

caolines laados contienen a eces cantidades aria$le de desfloculante (alum$res) a:adidas

en el proceso de recuperación

En se1undo lu1ar, el a1ua, a no ser ue se desmineralice especialmente, será siempre un

factor aria$le Esto se aplica en particular a cualuier a1ua ue se recicle dentro de la

factoría, puesto ue contendrá mayor cantidad de materias disueltas despu*s de cada nuea

utilización

&os constituyentes no plásticos molidos de la pasta pueden ser tam$i*n ori1en de

materias solu$les ue afecten a la desfloculación de la @$ar$otinaA &os feldespatos y la

sienita nefelina presentan siempre una alcalinidad aprecia$le, tanto mayo cuanto más fina sea

su molienda, y act#an por consi1uiente como desfloculante &os talcos pueden contener

sulfato de calcio lo suficientemente solu$le para retardar la desfloculación, tal como lo 'ace el

car$onato cálcico, con sus iones calcio solu$les

igura 2. Cur"as "iscosidad#electrolito que representan la diferencia en el efecto desfloculante del hidró$idosódico* carbonato sódico y metasilicato sódico en presencia de iones calcio.

2"02 3omportamiento en la colada

Dna $uena @$ar$otinaA para colada posee arias características $ien definidas aparte dela conocida de una eleada fluidez para contenido máximo de sólidos


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continuación de$en considerarse las propiedades de endurecimiento de la @$ar$otinaA

Existen dos m*todos principales de colada El primero, colada 'ueca o de ertido, emplea

moldes ue dan la forma del exterior de piezas 'uecas Se introduce la @$ar$otinaA para

colada, y le molde a$sor$e a1ua de la misma, de tal modo ue se forma so$re la superficie del

molde una capa de pasta más seca 3uando esta capa alcanza el espesor reuerido se ierte la

@$ar$otinaA remanente y se dea ue se seue más la colada El se1undo m*todo, colada

sólida, emplea moldes ue determinan la forma de todas las superficies, de tal modo ue todoel espacio comprendido entre ellos se llena con la colada En am$os casos es desea$le ue la

@$ar$otinaA aduiera una solidez suficiente para su extracción del molde lo más pronto

posi$le, pero es particularmente en el primer m*todo en el ue son perudiciales las

@$ar$otinasA tixotrópicas

En la solidificación de @$ar$otinasA para colada en moldes de escayola están implicados

arios factores+

0 &a acción floculante del sulfato de calcio, ue es considerada como el factor

principal, y se demuestra por el 'ec'o de ue una @$ar$otinaA para colada se

endurecerá incluso en un molde de escayola '#medo, y no lo 'ace de modo tan

satisfactorio en un molde poroso de otro material

2 &a a$sorción de a1ua por el molde escayola Este es induda$lemente un factor

importante, y por consi1uiente es de 1ran importancia ue los moldes est*s fa$ricados

perfectamente, con una porosidad re1ular

" &a tixotropía, ue permite ue una pasta de arcilla sea rí1ida aun cuando una

capa de a1ua separe todas las partículas sólidas Este factor es aplica$le solo en ciertos

casos &a tixotropía de la @$ar$otinaA determina la cantidad de a1ua ue de$e

eliminarse antes de o$tener una colada ue pueda manearse Si es eleada, la pieza es

relatiamente plástica y facial de ceoillar y unir Si es $aa, la colada es muy dura y el

cepillado llea consi1o el corte transersal de partículas sólidas, pudiendo redundar en@resentidoA y @cuarteadoA

. &a elocidad a la ue puede pasar el a1ua a tra*s de la capa de arcilla ya

formada entra la @$ar$otinaA y el molde, lo cual determina la elocidad con ue puede

formarse la colada &as arcillas de 1rano presentan más resistencia al paso del a1ua

ue las de 1rano 1rueso, por lo ue en 1eneral las tierras de porcelana primarias y los

caolines constituyen meor arcillas para colada ue las arcilla sedimentarias finas

5 El desfloculante utilizado 6ara una parte comercial de tipo medio desfloculada

con una cantidad normal de producto uímico, se lle1a a las si1uientes conclusiones+

0 El silicato sódico proporcione una @$ar$otinaA más fluida ue el car$onato sódico

para una cantidad dada de sosa 2 lo lar1o de todo el campo de @$ar$otinasA de

diferente fluidez, a#n cuando la @$ar$otinaA de sosa calcinada era más fluida ue la desilicato, sin em$ar1o, la de sosa forma la pieza colada más rápidamente Esto parece

ser de$ido a ue la ultima @$ar$otinaA forma una colada más permea$le " Mue la sosa

calcinada empleada da lu1ar a una colada $landa deforma$le y a cierta tendencia al

defecto conocido como @formación de 1rumosA, mientras ue el silicato sódico

produce una colada dura con tendencia a pe1arse al molde y la @$ar$otinaA se uele

fi$rosa y fluye defectuosamente En el caso de las pastas de porcelana de 'uesos la

diferencia entre las dos @$ar$otinasA es más acusada &a sosa calcinada sola no puede

desflocular dic'as partículas eficazmente y solo pueden o$tenerse @$ar$otinasA muy

diluidas ue produces coladas $landas 6or el contrario el silicato sódico dará lu1ar a

@$ar$otinasA concentradas y coladas duras 6uede concluirse por lo tanto, ue se puede

conse1uir una meor moldea$ilidad utilizando untamente car$onato y silicato desodio



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El r*1imen de colada puede diidirse en dos partes+

El periodo inicial de colada durante la formación de una capa fina so$re

superficie del molde

El periodo durante el cual disminuye la elocidad de endurecimiento a medida

ue aumenta el espesor de la colada Este determina el r*1imen de colada de piezas

1ruesas

>res factores principales afectan el r*1imen de colada+

0 &a relación arcillaa1ua (pero por unidad de olumen) de la @$ar$otinaA

2 El tama:o de 1rano de los constituyentes de la @$ar$otinaA, ue en el caso de la

arcilla está relacionado directamente con el alcance de la desfloculación

" &a naturaleza específica del desfloculante !tro factor a considerar es la

facilidad de extracción de la pieza colada del molde Dna @$ar$otinaA excesiamente

desfloculada tiene a pe1arse al molde 6or consi1uiente es preferi$le producir una@$ar$otinaA ue ten1a una iscosidad solo li1eramente superior al alor mínimo

2"0" 6reparación y uso de la @$ar$otinaA para colada

&a @$ar$otinaA para colada puede prepararse a partir de una pasta mezclada en '#medo

y filtrada a presión, o una @$ar$otinaA preparada en molino de $olas, o una pasta mezclada en

seco, por adición del desfloculante y sus productos auxiliares así como de a1ua En cualuier

caso es esencia ue amase eficientemente


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min#sculos poros en la superficie, por lo cual de$en preferirse los sistemas ue funcionan por

1raedad Si la @$ar$otinaA se desairea por a1itación lenta, es esencial un sistema de tu$ería

por 1raedad Se eitan tam$i*n las $ur$uas de aire por el empleo de un sistema de $om$eo

continuo de la @$ar$otinaA, reciclándose todo el exceso a tra*s de una álula compensada a

la cu$a de almacenamiento a1itada, de tal forma ue todos los tu$os, álulas, $om$as, etc,

est*n siempre llenos

Se 'a aplicado un sistema de presión mediante aire comprimido adecuado para una

@$ar$otinaA ue no reuiere a1itación despu*s del amasado inicial &a @$ar$otinaA preparada

se pasa por 1raedad a uno de los tanues, llenándolo Se cierra entonces la alimentación y se

transfiere a l se1undo tanue, permitiendo así la utilización del primero Se da entrada al aire

comprimido a este a tra*s de una álula adecuada a una presión aproximada de 2 N1Gcm2,

siendo impulsada la @$ar$otinaA 'acia tu$os de 5 a /,. cm de diámetro, ue conducen a los

$ancos de colada 6iezas de reducción de tu$o de ",0 cm conducen desde estos #ltimos a cada

moldeador Se 'an encontrado ue no se atrapa en a$soluto en la @$ar$otinaA más aire ue por

otros m*todos con tal ue se no a1iten los tanues de presión

&os moldes de escayola en los ue se efect#a la colada solo raras eces pueden ser de

una pieza Feneralmente se reuiere tres o más piezas para conse1uir una forma $ien aca$ada

ue pueda extraerse del molde con facilidad &as piezas del molde de$en ensam$larse con

exactitud, y se ase1ura fuertemente su unión durante la colada pesar de las entaas de la

colada, para formas difíciles, 1ran n#mero de o$eto de distintos materiales se forman a partir

de arias piezas ue se re#nen posteriormente

Se sit#a un em$udo, de cerámica, zinc o cauc'o, encima del molde si el orificio es

peue:o, y se car1a en el la @$ar$otinaA $ien directamente desde la tu$ería o mediante cazos

&os moldes o$etos circulares pueden 'acerse 1irar lentamente durante su llenado

El molde de$e proyectarse siempre con una @reseraA en su parte superior ue act#a

como deposito dado ue el niel de la @$ar$otinaA desciende durante la colada

En la colada por ertido el moldeador de$e estimar cuando se 'a formado so$re las

paredes del molde un espesor suficiente de pasta endurecida Entonces se inierte el molde

so$re un canal, el cual reco1e la @$ar$otinaA so$rante para ser utilizada nueamente, y se

escurre la pieza Dna manipulación incorrecta durante el aciado del exceso de @$ar$otinaA da

por resultado un espesor irre1ular en el interior de la pieza Se dea secar la pieza en el molde

'asta ue se endurece y se 'aya contraído li1eramente separándose del molde continuación

se extraen y se suaizan las soldaduras, 'aciendo ue las uniones sean precisas

&a colada sólida se emplea para piezas 1ruesas tales como material sanitario, 1res

uímico y $loues refractarios, así como para ailla seca En el caso de las pastas refractarias

ue conten1an una eleada proporción de c'amota, la colada puede ayudarse mediante

i$ración 3uando la pieza colada es suficientemente rí1ida para conserar su forma se retira

el n#cleo del molde continuación pueden efectuarse so$re la superficie expuesta las

operaciones de aca$ado mientras ue transcurre el secado de la pieza, 'asta ue *sta puede

retirarse del molde con facilidad

continuación se descri$en m*todos especiales para la aceleración del proceso de

colada y la o$tención de otras entaas, por eemplo+



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0 otación rápida de los moldes de tal forma ue la fuerza centrifu1a expulse el a1ua

aminorando, por consi1uiente, el tiempo de colada y produciendo una colada más

densa ue sufrirá menor contracción en la coc'ura

2 Se cierra el molde lleno con un diafra1ma de cauc'o 'erm*ticamente, y se aplica

presión a fin de expulsar el a1ua

En otro proceso se reemplaza el molde de escayola por un molde 1alanizado perforadocu$ierto de lona Se introduce entre las dos porciones de tales moldes @$ar$otinaA con un "5%

de a1ua aproximadamente, y se aplica presión a *stos 'asta ue el contenido de a1ua de la

pasta se 'a reducido al 02% Este proceso es particularmente aplica$le a la fa$ricación de

platos llanos finos, etc

2"0. am$i*n puede ocasionar esta separación la presión utilizada en el transporte

de la @$ar$otinaA y el llenado de los moldes El eteado puede reducirse considera$lemente

'aciendo 1irar los moldes durante el llenado y a1itado la @$ar$otinaA antes de ue se

sedimente

&as $ur$uas de aire, ue forman peue:as caidades en las piezas se de$en con mayor

frecuencia al aire ocluido en la @$ar$otinaA ue al aire disuelto ene l a1ua o a$sor$ido en la

arcilla; no o$stante esta #ltima puede ser tam$i*n la causa Es imposi$le un completo

desaireado de la @$ar$otinaA para colada, pero pueden tomarse al1unas medidas de preención#tiles &as manipulaciones su$si1uientes de$erán 'acerse por lo tanto con cuidado a fin de



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eitar la incorporación de mayor cantidad de aire, etc, o por eemplo de un sistema de

tu$erías ue funcione por $om$eo en lu1ar de por 1raedad

&os o$etos colados en moldes formados por arias piezas presentan @soldadurasA al

sacarlos de auellos Estas soldaduras se pueden eliminar por frotado con una espona cuando

se trata de loza, pero en los materiales ítreos uelen a aparecer las soldaduras durante la

coc'ura incluso si se 'an i1ualado completamente con anterioridad Esto es de$ido al 'ec'ode ue las peue:as placas de minerales de arcilla se orientas por sui mismas paralelas entre sí

y a la superficie del molde durante la colada, mientras ue en una soldadura, por el contrario,

la eliminación adicional de a1ua 'ace ue tiendan a uedar perpendicularmente al plano de las

placas ue en *l mismo, y de auí ue la soldadura permanezca &a adición de un 0%

aproximadamente de aceite solu$le en a1ua a la @$ar$otinaA reduce el reliee de las

soldaduras En el caso de la porcelana dura un $uen m*todo consiste en cocer ustamente

'asta unos cuantos 1rados por de$ao del punto de maduración, re$aar la soldadura con una

rueda a$rasia y cocer nueamente a continuación

2"2 4oldeo por extrusión

El proceso de extrusión se utiliza para el moldeo de piezas de secciones transersales

re1ulares Es tam$i*n el m*todo normal de salida de la arcilla plástica del amasador en forma

de una columna uniforme En estas condiciones la columna puede cortarse en porciones de

lon1itud re1ular ue conten1an la cantidad correcta de pasta para cada pieza a fa$ricar con

ella, por eemplo, por moldeo a mano en la rueda o moldeo en el torno cerámico

3uando la extrusión es el proceso de moldeo principal la pasta es por lo 1eneral más

espesa, teniendo menos a1ua ue una pasta plástica para moldeo en el torno, etc la extrusión

se utiliza en la fa$ricación de ladrillos de mauinas 'ileras, ladrillos 'uecos, teas y $aldosas

para suelos, tu$erías de drenae, tu$os, placas perforadas, aisladores, $uías de encendido, etc para muc'os de estos o$etos las piezas extruídas son meramente piezas en $ruto para su

posterior moldeo por torneado y corte cuando se encuentres parcialmente secas

9ásicamente le proceso de extrusión consiste en 'acer pasar una columna de arcilla a

tra*s de una matriz Se 'an desarrollado arios m*todos para forzar el paso de la arcilla,

aunue el más extendido es el de la $arrena Entre los restantes sen encuentra el m*todo del

pistos, en el cual un em$olo empua la arcilla desde una caa intermitentemente car1ada a

tra*s de la matriz Este m*todo encuentra cierta aplicación en la fa$ricación de tu$erías de

drenae Se1#n otros m*todos, puede forzarse continuamente la arcilla a tra*s de una matriz

por medio de rodillos exprimidores, consistentes en un par de cilindros dispuestos uno so$re

otro, los cuales empuan una columna de dimensiones excesias 'acia una caa de matrizcónica Este es el m*todo utilizado en la mauina laminadora de rodillos para la producción

de teas, en la cual se 'ace pasar arcilla rí1idaplástica entre rodillos o @ruedas de $atidoA de

un diámetro aproximado de J0 cm, desde los ue se suministra la arcilla en forma de una cinta

continua de espesor uniforme &a columna se seca y corta en trozos automáticamente &a

capacidad de producción es de 5--- a 7--- piezas por 'ora

3on el empleo de una $arrena puede extruírse intermitente o continuamente columnas

de arcilla, siendo este #ltimo el m*todo más com#n, el cual a li1ado frecuentemente al

empleo del amasador desaireador &a com$inación de$e dise:arse con 1ran cuidado si uieren

lo1rarse resultados satisfactorios &as columnas extruídas procedentes de los amasadores

presentan con frecuencia serios defectos durante el secado y la coc'ura 6ueden acusarseondulaciones, 1rietas en forma de S en el centro, 1rietas lon1itudinales, 1rietas circulares ue



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aparecen por todas partes, extremos cóncaos, torsión dia1onal, caras 'undidas, arueo,

extremos deprimidos y conexos, etc las causas directas son la acción de la $arrena y el

dise:o de la matriz


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6ara piezas exentas de tensiones de sección transersal circular, se utiliza la

disposición de la $arrena con la $ouilla perpendicular a fin de extruir una columna anc'a en

forma de cinta, con un espesor i1ual a la lon1itud de los cilindros reueridos Estos se cortan

despu*s de la aplastada, perpendicularmente a la dirección de la extrusión

igura +. (3 (l4ado del esquema amasador desaireador* mostrando la barrena de e$trusión cónica y la bocaperpendicular a la barrena.igura 5. -3 6lanta de la parte de e$trusión de la máquina.

!. Cilindro del me4clador.. Tol"a.1. 78e.2. Cuchillas.+. 9o8as de la barrena.5. uentes de energía.). Cámara de "acío.:. -omba de "acío.;. Cilindro de la barrena.!0. 9o8as de la barrena.!!. 78e.!. 7nergía!1. -oca.!2. 7$tremidad cónica de la barrena.

igura ). C3 Detalle de - durante el funcionamiento. 7l saliente !+ indica que la barrena entre !: y !; debereba8arse.

ecientemente se 'a puesto en lemania un m*todo para encer la falta de

'omo1eneidad de las columnas extruídas, el cual consiste en la interposición de un tamiz

oscilante al final de la $arrena &a elocidad de oscilación act#a so$re la naturaleza

tixotrópica de la arcilla y 'ace ue fluya a su tra*s más fácilmente &a consolidación uele

a producirse en el separador y la matriz


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cuya conicidad aumenta poco a poco, precedida al1unas eces por una cámara de expansión

más anc'a en la ue pueden eliminarse las tensiones irre1ulares ocasionadas en la $arrena Sin

em$ar1o, esto puede dar lu1ar a otras tensiones de$ido a la mayor superficie de frotamiento

El dise:o de matrices para material 'ueco es muc'o mas complicado ue en el caso de

las columnas macizas, de$ido a la dificultad para soportar las partes centrales de la matriz sin

dear una imperfección permanente en el material &os @puentesA ue soportan la parte centralde$en estar situados lo más cerca posi$le de la $arrena, a fin de ue exista la máxima presión

posi$le para unir la arcilla de nueo despu*s de pasar a su alrededor 3omo el fluo cerca de

estos puentes tiende a ser más lento ue en las zonas no o$struidas, a eces es necesario

reducir el fluo en estas ultimas aumentando la lon1itud de la matriz para estrec'arla a lo lar1o

de un tramo mayor, o por medios similares ue produzcan li$re de tensiones

El calentamiento de las matrices por apor, 1as o electricidad 'ace muc'o más fácil la

extrusión fin de facilitar el moimiento de la columna a tra*s de la matriz, *sta cuenta

1eneralmente con medios lu$ricantes En 1eneral a1ua o emulsiones de aceite en a1ua son

adecuadas para ladrillos y teas &a elección de aceites de$e 'acerse con cuidado, pues aparte

de proporcionar una lu$ricación adecuada no de$en penetrar en la pasta, no de$iendo tampoco

formar coN so$re la superficie ni inducir sinterizaciones locales Se consideran óptimos para

este fin de los aceites minerales puros con un 5% como máximo de aceite e1etal de calidades

medioli1ero, li1ero o translucido, conenientemente decolorados

4ás recientemente están 1anando terreno en todos los campos de la lu$ricación,

aceites y ceras solu$les en a1ua, en forma de emulsión

Se producen 1randes cantidades de ladrillos y $aldosas por m*todos de extrusión El

m*todo más económico para la producción de ladrillos de construcción a partir de arcilla

plástica es el proceso de cortado con alam$re En este proceso, la mauinaria de preparación ymoldeo se com$ina en un montae continuo ue reuiere solamente la introducción de la

materia prima y la retirada de los ladrillos &as mayores de tales mauinas pueden producir

'asta 0.--- ladrillos por 'ora, si $ien un alor medio se aproxima a más de "---.--- por

día

Feneralmente se monta la mauinaria en posición ertical, ocupando normalmente tres

pisos &a arcilla se introduce por la parte superior y pasa a tra*s de rodillos trituradores yGo

mollinos de muelas erticales, conductos de mezcla y amasadores, ue pueden o no estar

proistos de dispositios de eliminación de aire &a pasta preparada se extruye a continuación

con una sección transersal rectan1ular so$re una mesa de cortado Dna parrilla de alam$res,

corta entonces la pasta extruída en ladrillos, los cuales se empuan 'acia un lado

El proceso de extrusión se utiliza tam$i*n para la producción de los ladrillos y $loues

'uecos, así como para tu$erías de drenae en la a1ricultura

6ueden extruírse tam$i*n $aldosas de forma diersas Estas se fa$rican a partir de

materiales de 1rado más fino a fin de lo1rar y un producto más uniforme e impermea$le ue

los ladrillos comunes

6uede utilizarse una matriz en forma de & para dar un pico continuo, o $ien pueden

extruírse al mismo tiempo arias @cintasA, las cuales se cortan a continuación, y se secan

parcialmente



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&os ladrillos comunes del proceso de cortado con alam$res se secan y cuecen en la

condición en ue salen de la mesa de cortado 6resentan un cierto n#mero de defectos de

superficie, y pueden aparecer con laminaciones &os ladrillos para fac'adas y las $aldosas se

tratan ulteriormente por nueo prensado, despu*s de un secado preliminar 3uando se trata de

la fa$ricación de un ladrillo reestido de arena, se a1re1a más arena es esta etapa >am$i*n en

esta fase se 'acen los re$ordes y orificios de las teas

2"20 Extrusión de tu$erías de 1res

Se fa$rican por extrusión 1randes cantidades de tu$erías de 1res de distintos diámetro y

para diferentes propósitos Se emplean tanto mauinas 'orizontales como erticales &as

mauinas 'orizontales se utilizan para la producción rápida de las tu$erías de diámetro más

peue:o &as erticales fueron inicialmente mauinas intermitentes de pistón accionadas por

apor, pero excepto en auellos casos en ue se utiliza presión 'idráulica para moer los

pistones, están actualmente sustituidas

3uando se emplean mauinas de '*lice es posi$le incorporar un sistema desaireador

Esto aumenta la plasticidad de la arcilla y 'ace menos ue$radiza la tu$ería extruída, lo ue

constituye una 1ran entaa cuando 'an de fa$ricarse codos El desaireado puede, no o$stante,

'acer disminuir la elocidad de producción de tu$erías peue:as, 'asta de 2- cm de diámetro

aproximadamente, las cuales pueden desprenderse de la $ouilla si la pasta no se desairea,

mientras ue de$en cortarse si se 'ace esto El desaireado faorece a al1unas arcillas muc'o

más ue a otras

&a mayoría de las tu$erías de drenae son del tipo de articulación a rotula &as mauinas

de tu$os están dise:adas para 'acer esto en una sola pieza, formando una unidad inte1ral el

casuillo con la tu$ería por medio del euipo dispuesto $ao la $oca de la placa de matrices

Esta es una plataforma ue se desplaza de arri$a y a$ao y so$re la cual a atornillado unmolde para el casuillo 3uando la plataforma está apretada contra la placa de matrices, la

arcilla extruída es o$li1ada a penetrar en el molde del asuillo; una ez ue se 'a llenado *ste

se suelta la plataforma y la tu$ería extruída oprime 1radualmente a auella 'acia a$ao 'asta

alcanzar la profundidad reuerida, con lo cual se detiene la '*lice y la tu$ería se separa por

corte de la placa de matrices y se retira de la plataforma

Existen mauinas de tu$os accionadas 'idráulicamente y con desaireado automático ue

fa$rican una media de 75- tu$os por 'ora aumentando la capacidad de por mauina en un

0--% y la capacidad por 'om$re y turno en un 2--% &os tu$os curados de 1ran radio de

curatura se fa$rican tirando a mano del tu$o 'acia un lado con ayuda de un patrón, durante la

extrusión

2"22 4ateriales uímicos, el*ctricos y t*cnicos

Se utiliza la extrusión para una diersidad de productos ue emplean pastas cerámicas

finas, tales como el 1res uímico, la porcelana uímica y el*ctrica, y otras pastas el*ctricas

En estos casos de fundamental importancia las condiciones óptimas para la pasta, y los

dise:os de '*lice y matrices Feneralmente es necesario el desaireado

6ara pastas ue$radizas ue 'ayan de extruírse en tu$os peue:os y de paredes muy

finas, se recomienda al1unas eces el amasado a mano, si es preciso con adición de

tra1acanto, almidón patata, 1licerina, etc, se1uido por extrusión intermitente a pistón


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modo pueden fa$ricarse tu$os min#sculos de "mm de diámetro exterior y -,2 mm de espesor

de pared

6ara ciertos tipos de tu$os muy peue:os de paredes finas, en especial cuando la pasta

es de alto precio, se utiliza la extrusión en polo &a pasta se mezcla en un mezclador de

cu$eta con solo un 05% de a1ua a fin de o$tener un polo '#medo continuación se

introduce en el cilindro de una $om$a de pistón accionada 'idráulicamente y se desaireaEntonces puede extruírse directamente en sentido ertical en la forma reuerida, o $ien se

extruye en forma de cilindro macizo y a continuación se extruye en un cilindro 'orizontal a

fin de darle su forma definitia

2"" 4oldeo por prensado

6ara cerámicas en estado 1ranular pueden moldearse en matrices mediante aplicación de

presión El proceso se denomina prensando en seco, pero como pueden ariar las condiciones

de$en diferenciarse al menos las dos formas extremas del campo de m*todos

El prensado semiseco o prensando en polo es el punto final de la serie de

com$inaciones arcillaa1ua ue reuieren tanto más presión cuanto menor es el contenido de

a1ua, las pastas contienes arcilla y tienen aproximadamente del 0- al 05% de 'umedad 9ao

una presión suficiente se produce un fluo plástico 'acia los 'uecos de la matriz, y de 'ec'o

al1unas de las pastas, aunue de aspecto 1ranular pueden formar un todo compacto cuando se

comprimen en la mano &as piezas prensadas son al1o frá1iles y tienen re$a$as allí donde el

exceso de pasta 'a sido expulsado de la matriz eproduce una cierta contracción en el

secado &as piezas cocidas de pastas itrificadas moldeadas por este procedimiento no

alcanzan la densidad de una pieza prensada erdaderamente en seco 6or esta razón solo

puede fa$ricarse porcelana el*ctrica para aplicaciones de $ao oltae y $aa frecuencia El

prensado en polo se emplea para la fa$ricación de $aldosas para paredes y rara ez puede'acerse totalmente automático

El prensado en seco, aunue puede estar presente 'asta en un .% de a1ua, no 'ace uso

al1uno de la plasticidad natural ue puede desarrollarse en cualuier arcilla por el a1ua ue

exista en ella 4ediante adiciones adecuadas de lu$ricantes y a1lutinantes pueden producirse

piezas prensadas en seco a partir de cualuier materia prima ue sea capaz de endurecerse por

coc'ura, posean o no plasticidad al1una &os materiales prensados en seco experimentas poca

o nin1una contracción durante el secado, acortándose la duración de este 6uede producirse

con 1ran exactitud dimensional, completamente itrificados, con alta ri1idez diel*ctrica, y si

se toman precauciones especiales pueden fa$ricarse piezas 'erm*ticas al acío El prensado

en seco puede 'acerse totalmente automático, puesto ue no se produce ad'erencia al1una ylas piezas moldeadas son resistentes Sin em$ar1o, no puede producirse fluo al1uno de la

pasta $ao presión, por lo ue los 1ránulos de$es estar correctamente distri$uidos en la matriz

antes de ue se inicie el prensado El prensado de $aldosas y ladrillos puede efectuarse en

matrices simples de dos piezas montadas en prensas automáticas o semiautomáticas 3uando

se reuieren formas más compleas es necesario disponer arias piezas móiles en la parte

inferior de la matriz 6or lo 1eneral es preciso lu$ricar las matrices metálicas a fin de impedir

ue las piezas prensadas se peuen a ellas, siendo adecuados los aceites 1rasos por tener

mayor afinidad para el metal ue la pasta

continuación se indican al1unos de los puntos a o$serar en el dise:o de piezas y

matrices para prensado en seco+



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0 los cu:os de ca$eza y fondo no de$en tocarse entre sí durante el ciclo de prensado, y

de$e cuidarse siempre de ue exista suficiente espacio entre am$os culos para eitar el

ries1o de deterioro o rotura de los mismos

2 &os taladros no de$en localizarse demasiado próximos al exterior, para eitar el

a1rietamiento de paredes finas

" &as secciones transersales uniformes faorecen la fa$ricación de piezas compactas de

densidad uniforme. 6ueden conse1uirse orificios en las caras laterales mediante una espi1a en la matriz, si

se a$ren en la parte superior o en el fondo de la pieza compacta Co pueden 'acerse

indentaciones en el interior

5 &as ranuras en el exterior de una pieza compacta reuieres una operación adicional de

repasado despu*s de la coc'ura, pero pueden ser reemplazada por un re$orde, con

menos coste

/ Son difíciles de formas eleaciones en la superficie superior de una pieza compacta,

pero en caso de ue sean necesarias de$erán compensarse por muescas euialente en

el fondo a fin de o$tener una densidad uniforme

?recuentemente se a:aden peue:as cantidades de a1lutinantes y a1entes antipe1ado

&os a1lutinantes tienen dos funciones en las pastas prensadas en seco, a sa$er+0) 6roducir una

eleada resistencia plástica en el mezclador a fin de facilitar el 1ranulado; y 2) 6roducir

suficiente resistencia mecánica en las piezas prensadas para impedir da:os en las

manipulaciones posteriores &os a1entes antipe1ado tienen tres funciones, a sa$er+0) ctuar

como lu$ricantes para faorecer el fluo de las partículas de la pasta en la matriz durante la

aplicaron de la presión de formación; 2) Eitar ue la pasta se pe1ue a los cu:os una ez ue

desaparezca la presión de formación; y ") 6roporcionar el deslizamiento necesario para

impedir ue las piezas prensadas se pe1uen a las paredes de la matriz y a las espi1as del

n#cleo cuando se desprenden

&os a1lutinantes sólidos solu$les en a1ua satisfacen la primera función reuerida, pero

no act#an con arre1lo a la se1unda una ez ue se 'a eliminado el a1ua 6or consi1uiente

de$en utilizarse con un plastificante o un se1undo a1lutinante ue pueda funcionar en

ausencia de a1ua

&a función del plastificante es el desarrollo de la ad'esiidad del a1lutinante en ausencia

de a1ua


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material esta el tiempo necesario, ue puede ser distinto de unas cámaras a otras,

se1#n el tipo de material, su espesor, clase de moldeo, etc Se suele aproec'ar el calor

de recuperación del 'orno, o se dispone de un 1enerador independiente, o $ien se

utilizan simultáneamente am$as fuentes, ue es lo normal

En secaderos semicontinuos, ue son unos t#neles donde circulas unas estanterías

móiles con el material a secar, y se introduce aire caliente, 1eneralmente a

contracorriente, ue puede proenir como en el caso anterior de recuperación o de

1enerador >iene menos flexi$ilidad ue el anterior, ya ue la permanencia en el t#nel

está determinada por la elocidad de entradasalida ?unciona las 2. 'oras, aunue el

moldeo se 'a1a sólo en uno o dos turnos

En secaderos acelerados, ue están formados por $andeas col1adas ue esta$lecen

un circuito de dos canales, superior e inferior, y ue consi1uen un rápido secado de las

piezas, pero a cam$io de un considera$le consumió de ener1ía; en cam$io simplifican

la automatización, ue está sincronizada con el moldeo, por eso es interesante cuando

se tra$aa tres turnos En al1unas instalaciones modernas, el secadero es ertical yforman un conunto sincrónico con la prensa y la mauina de empilar

En pre'ornos, donde el producto se coloca a la salida del moldeo directamente

so$re el a1ón de cocción, pasando preiamente por un canal de las mismas

dimensiones interiores ue el 'ornot#nel, euipado con entiladores, ue transportan

el aire caliente de la zona de enfriamiento Esta misma t*cnica se aplica en los 'ornos

de rodillos, lo ue en definitia supone un 'orno muy lar1o, ue tiene una zona de

secado, otra de calentamiento, la zona de fue1o y por ultimo la zona de enfriamiento

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