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INDICE

1. TITULO2. OBJETIVOS3. ANTECEDENTES HISTORICOS4. MARCO TEÓRICO

4.1 DEFINICIÓN4.2 PRECESO DE FABRICACIÓN DE LOS MATERIALES CERÁMICOS

4.3 PRECESO DE FABRICACIÓN DE LOS MATERIALES CERÁMICOS4.4 COMPOSICIÓN QUIMICA DE LOS MATERIALES CERAMICOS4.5 CLASIFICACION POR COCCION

5. ALMACENAMIENTO EN OBRA6. CONCLUSIONES7. RECOMENDACIONES8. REFERENCIA BIBLIOGRAFICA9. ANEXOS

UNIVERSIDAD CATÓLICA SEDES

SAPIENTIAE

FACULTAD DE INGENIERÍA

INFORME N°001

MATERIALES CERÁMICOS

Presentado por:

ORE SANTOS, Rommel

RICALDI HUARINGA, Cristhian

ESPINOZA SANTISTEBAN, Bram

ASIGNATURA:

MATERIALES Y CABADOS DE CONSTRUCCIÓN

DOCENTE:

Ing. Mg. FELIMÓN CÓRDOVA SALCEDO

Tarma, Agosto del 2014

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INTRODUCCIÓN

En primera aproximación puede decirse que los materiales cerámicos son aquellos materiales químicamente definidos como inorgánicos y no metálicos, sin embargo, esta definición engloba a las rocas y a muchos minerales que se encuentran en la naturaleza que no son considerados como cerámicos.Pueden ser definidas también, como un compuesto sólido que se obtiene 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 dada 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 artificial. Etimológicamente, cerámica es un término que viene del griego keramos, cuyo significado puede traducirse como hacer alfarería.

El término cerámica se utilizaba en el pasado para referirse al arte de producir artículos mediante la técnica de la alfarería. Las cerámicas tradicionales son materiales dedicados en general a la construcción (arcillas, cemento, gres...) y a usos aplicados en el hogar y la industria (loza, porcelana...). En la actualidad se incluye dentro de los materiales cerámicos a los óxidos, carburos, nitruros, boruros, y compuestos de ellos. Mientras que las cerámicas tradicionales tienen más de 3 000 años de antigüedad, la existencia de los compuestos cerámicos es mucho más reciente, sin que en muchos casos supere los 30 años. Las compuestos cerámicos se han desarrollado, modificando mediante nuevas técnicas de producción, alguno de los diferentes niveles de la estructura del material, desde el nivel atómico y la microestructura hasta la forma definitiva del componente.

Uno de los usos que más auge está experimentando actualmente es el empleo de materiales cerámicos como componentes estructurales. Las cerámicas estructurales son aquellas en las que la mejora de las propiedades se ha centrado en los aspectos mecánicos. Estos usos requieren materiales con alta resistencia en diversas condiciones ambientales, capaces de soportar elevadas temperaturas y resistentes a la corrosión y oxidación.

Los materiales cerámicos ofrecen una sustancial rebaja en el peso frente a otros materiales como los metales y cubren un amplio espectro de usos tan dispares como componentes de vehículos espaciales o implantes dentales.

Los productos cerámicos son piedras artificiales formadas por medio de la cocción de materiales arcillosos previamente tratados. La cerámica se ha empleado desde tiempo muy remotos, y a pesar de que su capacidad al impacto es muy baja, tiene la resistencia y durabilidad necesarias para vencer a materiales como el acero (tiene el problema de la corrosión) en el tiempo, como bien lo demuestran la gran cantidad de piezas arqueológicas que han sobrevivido a través de los siglos. Las piezas cerámicas que se emplean en la construcción son muy variadas y aún tienen mucha demanda, aunque sus usos se han visto restringidos por la presencia del concreto hidráulico y de los productos derivados del cemento (algunos lo consideran como un producto cerámico).

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1. TITULO: MATERIALES CERAMICOS

2. OBJETIVOS: Conocer las propiedades Materiales Cerámicos. Conocer los tipos de Materiales Cerámicos.

3. ANTECEDENTES HISTORICOS DE LOS MATERIALES CERAMICOS

La historia de la cerámica va unida a la historia de casi todos los pueblos del mundo. Abarca sus mismas evoluciones y fechas y su estudio está unido a las relaciones de los seres humanos que han permitido el progreso de este arte.La invención de la cerámica se produjo durante el neolítico, cuando se hicieron necesarios recipientes para almacenar el excedente de las cosechas producido por la práctica de la agricultura. En un principio esta cerámica se modelaba a mano, con técnicas como el pellizco, el colombín o la placa (de ahí las irregularidades de su superficie), y tan solo se dejaba secar al sol en los países cálidos y cerca de los fuegos tribales en los de zonas frías. Más adelante comenzó a decorarse con motivos geométricos mediante incisiones en la pasta seca, cada vez más compleja, perfecta y bella elaboración determinó, junto con la aplicación de cocción, la aparición de un nuevo oficio: el del alfarero.Según las teorías difusionistas, los primeros pueblos que iniciaron la elaboración de utensilios de cerámica con técnicas más sofisticadas y cociendo las piezas en hornos fueron los chinos. Desde China pasó el conocimiento hacia Corea y Japón por el Oriente, y hacia el Occidente, a Persia y el norte de África hasta llegar a la Península Ibérica. En todo este recorrido, las técnicas fueron modificándose. Esto fue debido a ciertas variantes; una de ellas fue porque las arcillas eran diferentes. En China se utilizaba una arcilla blanca muy pura, el caolín, para elaborar porcelana, mientras que en Occidente estas arcillas eran difíciles de encontrar. Otras variantes fueron los motivos decorativos y los diferentes métodos utilizados para la cocción.

El invento del torno de alfarero, ya en la Edad de los Metales, vino a mejorar su elaboración y acabado, como también su cocción al horno que la hizo más resistente y amplió la gama de colores y texturas. En principio, el torno era solamente una rueda colocada en un eje vertical de madera introducido en el terreno, y se la hacía girar hasta alcanzar la velocidad necesaria para elaborar la pieza. Poco a poco fue evolucionando, se introdujo una segunda rueda superior y se hacía girar el torno mediante un movimiento del pie; posteriormente se añadió un motor, que daba a la rueda diferente velocidad según las necesidades.A menudo la cerámica ha servido a los arqueólogos para datar los yacimientos e, incluso, algunos tipos de cerámica han dado nombre a culturas prehistóricas. Uno de los primeros ejemplos de cerámica prehistórica es la llamada cerámica cardial.

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Surgió en el Neolítico, debiendo su denominación a que estaba decorada con incisiones hechas con la concha del cardium edule, una especie de berberecho. La cerámica campaniforme, o de vaso campaniforme, es característica de la edad de los metales y, más concretamente, del calcolítico, al igual que la cerámica de El Argar (argárica) lo es de la Edad del Bronce.Los ceramistas griegos trabajaron la cerámica influenciados por las civilizaciones del Antiguo Egipto, Canaán y Mesopotamia. Crearon recipientes con bellas formas que cubrieron de dibujos que narraban la vida y costumbres de su época. La estética griega fue heredada por la Antigua Roma y Bizancio, que la propagaron hasta el Extremo Oriente. Se unió después a las artes del mundo islámico, de las que aprendieron los ceramistas chinos el empleo del bello azul de cobalto.Desde el norte de África penetró el arte de la cerámica en la Península Ibérica, dando pie a la creación de la loza hispano-morisca, precedente de la cerámica mayólica con esmaltes metálicos, de influencia persa, y elaborada por primera vez en Europa en Mallorca (España), introducida después con gran éxito en Sicilia y en toda Italia, donde perdió la influencia islámica y se europeizó.

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4. MARCO TEORICO

4.1 DEFINICIÓN:

Un material cerámico es un tipo de material inorgánico, no metálico, buen aislante y que además tiene la propiedad de tener una temperatura de fusión y resistencia muy elevada. Asimismo, su módulo de Young (pendiente hasta el límite elástico que se forma en un ensayo de tracción) también elevado, además presentan un modo de rotura frágil.

Todas estas propiedades, hacen que los materiales cerámicos sean imposibles de fundir y de mecanizar por medios tradicionales (fresado, torneado, brochado, etc). Por esta razón, en las cerámicas realizamos un tratamiento de sinterización. Este proceso, por la naturaleza en la cual se crea, produce poros que pueden ser visibles a simple vista. Un ensayo a tracción, por los poros y un módulo de Young y una fragilidad elevados y al tener un enlace interatómico (iónico y/o covalente),1 es imposible de realizar. Existen materiales cerámicos cuya tensión mecánica en un ensayo de compresión puede llegar a ser superior a la tensión soportada por el acero. La razón, viene dada por la compresión de los poros/agujeros que se han creado en el material. Al comprimir estos poros, la fuerza por unidad de sección es mayor que antes del colapso de los poros.

4.2 PRECESO DE FABRICACIÓN DE LOS MATERIALES CERÁMICOS

4.2.1 EXTRACCIÓN: Las canteras de arcilla, también llamadas barreros, suelen estar cerca de las fábricas, son explotaciones a cielo abierto y la extracción se realiza por medios mecánicos. Es necesario quitar una capa de material no apto para la fabricación de ladrillos.

4.2.2 PREPARACIÓN DE LA PASTA: La arcilla en la cantera hay que convertirla en una masa adecuada para la operación de moldeo de forma de ladrillos, tejas, tubos, bloques. Para proceder al moldeo tiene que cumplir ciertas condiciones:

-Depuración: es indispensable que la pasta no tenga guijarros, módulos de cal, sales solubles que puedan producir perturbaciones en los tratamientos posteriores.

-Estado de división: reducción a pequeños fragmentos.

-Homogeneidad de la pasta: las distintas clases de arcilla y desengrasantes han de mezclarse íntimamente.

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-La cantidad de agua: será la elegida según el método de moldeo empleado.

Para que las pastas reúnan las condiciones necesarios de trabajabilidad y calidad, se les puede someter a uno o varios de los procesos siguientes:

-Meteorización: consiste en someter a las arcillas a la acción de los elementos atmosféricos. Se dispone en capas de pequeño espesor adicionando en esta fase los desengrasantes. La meteorización mejora las condiciones de moldeo. El agua disuelve y elimina las sales solubles y la helada desintegra los terrones.

-Maduración: consiste en un reposo. Se realiza en naves y tiene por objeto la repartición de la humedad.

-Podrido: consiste en conservar la pasta en naves frías, sin circulación de aire y con poca luz, procurando que la arcilla tenga humedad constante. Este proceso produce una fermentación que aumenta la plasticidad y reduce la tendencia al agrietamiento y el alabeo.

-Levigación: colocación en balsas de las arcillas donde se deslíen en agua para que sedimenten los componentes de mayor densidad eliminando la cal.

-Tamizado: aumenta el valor cerámico. Se eliminan partículas sueltas e impurezas. Suele usarse una “criba rotativa o tromel” (cilindro de paredes de chapa con perforaciones; entra el material por un extremo y sale por el otro consecuencia de giro y la inclinación).

-Lavado: se hace pasar el agua por la criba rotativa o tromel a la vez que se le añade agua.

-Preparación mecánica: maquinas que hacen preparación de la pasta con menor costo y mayor rapidez.

4.2.3 MEZCLADO Y AMASADO: Consiste en conseguir una perfecta homogeneización de la materia prima, es decir, de las diversas arcillas que se vayan a utilizar, de estas con los desgrasantes y de todos estos elementos solidos con el agua. Apra ello disponemos de diversa maquinaria:

-Mezcladoras-amasadoras.

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-Amasadoras de doble eje: puede aumentarse la energía de amasado construyendo la amasadora con dos ejes paralelos en lugar de uno que gira en sentido contrario.

-Raspadores.

-Molino de rulos: se usa si la arcilla tiene piedras. Son dos cilindros que giran en un eje horizontal.

-Laminadores.

4.2.4 MOLDEO: Lo que se consiguen con el moldeo es dar al producto una configuración externa. El moldeo tiene repercusión en los precesos subsiguientes por lo que debe cuidarse y controlar su corrección. El moldeo se puede realizar de diversas maneras:

-Moldeo a mano: Metodo rudimentario útil para producciones a pequeña escala o periódica. Su aspecto es mas rugoso y más estético. La tierra se prepara en fosas mediante la adicion de agua y un amsado con palas hasta que se suficientemente homogénea. En estado muy plástico y con mucho liquido se comprime en una gradilla.

-Moldeo por Extrusión: Consiste en empujar una masa de arcilla para hacerla pasar a través de una boquilla formadora, es por tanto, un proceso utilizado para formar piezas que tengan una sección transversal constante. Se obliga a salir la pasta por una boquilla.

-Moldeo por prensas: Si las piezas a frabricar tienen relieves y superficies curvas (por ejemplo: tejas)-Prensado: Se utiliza para obtener un producto de apariencia impecable. Tiene la ventaja de que no necesita pasar el secadero, pero tiene el inconveniente de la posible falta de homogeneidad debido a la dificultad de conseguirla cuanto más seca sea la tierra.

4.2.5 SECADO: Las piezas recién moldeadas si se cocieran se romperían por la que hay que someterlas al proceso de secado. Consiste en la eliminación de la pasta de amasado, hasta reducirla a un 5%. Se realiza de forma lenta y gradual, para evitar alabeos y resquebrajamientos. Industrialmente se utilizan cámaras secaderos, que consisten en unos locales en los que se hace pasar aire caliente procedente del calor de recuperación de los hornos.

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4.2.6 COCCIÓN: Cuando se cuecen las arcillas a altas temperaturas, se producen unas reacciones que provocan en el material una consistencia pétrea y una durabilidad que las hacen adecuadas para el fin que se les destina. Existen distintos tipos de hornos (hornos hormigueros, hornos continuos, etc). Temperatura en los hornos y el tipo de estos variable en función de producto:

-Azulejos y tejería. 900-1000°C

-Loza y gres cerámico. 1000-1300°C

-Porcelana. 1300-1500°C

4.3 COMPOSICIÓN QUIMICA DE LOS MATERIALES CERAMICOS

La arcilla en el ingrediente más importante en la elaboración de los productos cerámicos, en ella se encuentran una gran cantidad de minerales necesarios para el proceso, de entre ellos se destacan la sílice y la alúmina (SiO2 y Al2O3), otros de los minerales importantes son la sílice micro-cristalina pura y los feldespatos. Para la elaboración de cerámica de alta calidad se emplea el caolín [Al2Si2O5(OH)4] arcilla blanca pura resultado de la descomposición de los feldespatos de los granitos.

4.4 CLASIFICACION POR COCCION:

-Adobes: son los ladrillos secados al sol y que no han estado sometidos a la acción del fuego.

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-Santos: son los que por un exceso de cocción han sufrido una vitrificación, resultando deformados y negruzcos.-Escafilados: son los que por un exceso de cocción han sufrido un principio de vitrificación, resultando más o menos alabeados.-Recochos: son los que han estado sometidos a una cocción correcta.-Pintones: don los que por falta de uniformidad en la cocción presenta manchas pardas y manchas más o menos rojizas.-Pardos: son los que han sufrido una cocción insuficiente presentada un color pardo.-Porteros: son los que por su situación en las capas exteriores de los hornos hormiguero apenas se han cocido.

5. ALMACENAMIENTO EN OBRA

Almacenamiento, acopio y transporte

Definir tamaño y lugar del almacenamiento

Definir modo de almacenar

Procedimiento de recepción del material

Equipo de transporte horizontal en obra

Definir sistema de kardex

Definir forma de entrega

Equipo de transporte vertical

Definición de acopios entre pisos

6. CONCLUCIONES

Tras un estudio se pudo conocer las propiedades de los materiales cerámicos, tipos, procesos de fabricación y aplicaciones, designación y normativa.

Podemos conocer los tipos de materiales cerámicos, designación, normativa y darle una correcta aplicación de acuerdo a la zona de construcción.

7. RECOMENDACIONES

Es necesario respetar las normas técnicas peruanas o del lugar donde se quiera realizar una construcción con uso de materiales cerámicos.

Se debe exigir un proceso de producción respetando los estándares de calidad nacional e internacional, pues de este depende la calidad final de los materiales cerámicos y la obra en sí.

Debemos aplicar el tipo correcto de un material cerámico para determinadas zonas. Así un material es bueno para la costa y

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otro para la sierra y selva. De lo contrario existirán fallas en la construcción.

El almacenamiento en obra debe ser el correcto de lo contrario esas se repercutirán en la obra presentando deficiencias.

Finalmente el uso de los materiales cerámicos sigue siendo la búsqueda de un espacio para vivir con la mayor comodidad, seguridad y protección posible. Queda en responsabilidad del ingeniero y todos los que conforman el equipo constructivo hacer del uso de los materiales cerámicos un modo estético confortable y amigable con el medio ambiente.

8. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS

- http://www.bdigital.unal.edu.co/3727/10/71610221.2005_4.pdf- http://www6.uniovi.es/usr/fblanco/Tema4.MaterialesPetreosARTIFICIALES..pdf-Cerámica - Wikipedia, la enciclopedia libre-Una introducción en los Materiales Cerámicos

9. ANEXOS:

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