MaterialesCerámicos

Estructura y Propiedades de los Materiales

Tema:

IntroducciónLa palabra cerámica se deriva de la palabra griega keramos, que significa alfarería.

Los materiales cerámicos son compuestos que contienen átomos metálicos enlazados a elementosno metálicos, mas comúnmente el oxigeno, el nitrógeno o el carbono.

La American Ceramic Society clasifica los materiales cerámicos en siete grupos diferentes:

• Abrasivos• Vidrios• Cementos• Refractarios• Productos estructurales de arcilla• cerámicos blancos• cerámicos avanzados

AbrasivosLos abrasivos se utilizan para desgastar otros materiales a través de procesos que incluyenel esmerilado, el lijado, el pulido y el abrasivo a presión.

La partícula abrasiva actúa como un instrumento cortante, arrancando parte del materialmas suave.

Propiedades:

• Tenacidad. Se opone con resistencia a deformarse o romperse.• Dureza. oposición que ofrecen los materiales a alteraciones como la

penetración, la abrasión, el rayado, la cortadura, etc.• Resistencia al calor

Alúmina (Al2O3). El abrasivo para lija más común. La alúmina es densa (3.97 g/cm3), tenaz(9 en la escala de dureza Moh), insoluble en agua y tiene un punto de fusión alto (2288 K).

Cerámicos. Este abrasivo de alto rendimiento ofrece excelentes resultados en tareas dedesbaste para aplicaciones metalmecánicas. Es efectivo en acero inoxidable, aleacionesespeciales, titanio y aceros endurecidos de alta tenacidad. Ofrece un desbaste más altoque los productos de óxido de aluminio estándar. Los productos Cerámicos requieren depresiones altas para obtener resultados excelentes.

Abrasivos

Abrasivos. Lijas

El carburo de silicio (SiC) es mas duro que la alúmina. es el material más filoso y duro quese utiliza en los abrasivos revestidos. Se obtiene una remoción de material rápida yagresiva con excelentes resultados en metales no ferrosos tales como el aluminio, bronce,magnesio y titanio, además de otros materiales como cuero, hule, vidrio, plásticos,pinturas y esmaltes. El carburo de silicio tiene la característica de penetrar y cortar bajopresiones ligeras, produciendo excelentes resultados en el asentado y acabado final deprimarios, lacas automotrices y selladores

Circonio. Grano duro y duradero con una estructura de cristal muy fina para crear muchos más bordes de corte en cada grano. Utilizado para una máxima eliminación de metal en abrasivos aglomerados y revestidos.

Abrasivos.

Actividad

Se desea pulir un buje de cobre manualmente para lograr un acabado fino. ¿Quégrado de lija puede usar? ¿Cuál es el material abrasivo?

Se desea pulir madera manualmente para lograr un acabado final extra fino. ¿Quégrado de lija puede usar? ¿Cuál es el material abrasivo?

Cementos.

La palabra cemento es de hecho un termino genérico que se refiere a cualquier materialcapaz de aglutinar cosas.

Cementos hidráulicos. Los cuales requieren agua para formar un solido.

Cementos no hidráulicos. Los cuales forman solidos sin necesidad de agua.

Polvo fino color gris. No se usa puro, cuando se utiliza con arena se le conoce comomortero. Cuando el cemento es usado con una mezcla

El cemento hidráulico mas común, el cemento Portland, esta hecho de nódulospulverizantes de silicatos de calcio sinterizados.

Cementos.El cemento es un polvo fino color gris. No se usa puro, cuando se utiliza con arena se leconoce como mortero. Cuando el cemento es usado con una mezcla con arena y piedra sele denomina concreto (hormigón).

El agua en la mezcla genera la reacción química del cemento y le da plasticidad a la mezcla

Reacción de los granos del cemento con respecto al tiempo.

Cementos.

Consideraciones del fraguado:

• El fraguado comienza aproximadamente 45 minutos después de que el cementotiene contacto con el agua.

• termina aproximadamente antes de 10 horas de que comenzó el fraguado.• No se debe mover la mezcla después que comience el fraguado.• A mayor temperatura el fraguado es más rápido• Se debe tener cuidado de que la temperatura no llegue a punto de congelación

del agua.• Se recomienda esperar 25 días después del fraguado para usarlo.

Cementos.

Características:

• Debe de ser lo menos poroso posible.• Debe de ser homogéneo.• Alta resistencia mecánica.

Cementos.

Tipos de Cementos

Cemento Portland Ordinario CPO.

Máximo desempeño de alta resistencia, fraguado rápido y durabilidad en la construcciónde losas de concreto, columnas, castillos, dalas, zapatas, alcantarillados, obras sanitarias yprefabricados de todo tipo (adoquines, bloques, postes de luz, lavaderos, etc.)

Este cemento es compatible con todos los materiales convencionales, tales como: arenas,gravas, piedras, cantera, mármol, etc.

Cemento Portland Compuesto CPC.

Excelente desempeño, alta resistencia, fraguadorápido y durabilidad en la construcción de losas deconcreto, columnas, castillos, dalas, zapatas,alcantarillados, obras sanitarias, etc.

Este cemento es compatible con todos losmateriales convencionales, tales como: arenas,gravas, piedras, cantera, mármol, etc.

Tipos de Cementos

Cemento Portland Puzolanico CPP.

Excelente desempeño, alta resistencia, fraguado rápidoy durabilidad en la construcción de losas de concreto,columnas, castillos, dalas, zapatas, alcantarillados,obras sanitarias y prefabricados de todo tipo.

Especialmente diseñado para maximizar la durabilidadde la construcción sobre suelos salinos. El mejor paraobras expuestas a ambientes químicamente agresivos.Alta durabilidad en prefabricados para alcantarilladoscomo: coladeras pluviales, registro y tubería paradrenaje.

Tipos de Cementos

Cemento Portland compuesto Blanco CPC.

Excelente para obras ornamentales o arquitectónicas comofachadas, monumentos, lapidas, barandales, escaleras, etc.

En fachadas y recubrimientos de muros, ahorra gastos derepintado.

Por su alta resistencia a la compresión tiene los mismos usosestructurales que los otros tipos de cemento.

Tipos de Cementos

Cemento Portland compuesto resistente a los sulfatos CPC(RS).

Proporciona mayor resistencia química para concretos en contactocon agua o suelos agresivos como agua marinas, suelos con altocontenido de sales, recomendable para la construcción de presas,drenajes municipales y todo tipo de obras subterráneas.

Mortero (cemento para albañilería).

Diseñado especialmente para trabajos de albañilería, pegados debloques, tabiques, ladrillos, piedra, repellado y resanes,banquetas, etc. No debe utilizarse en la construcción de elementosestructurales.

Tipos de Cementos

¿Cómo elegir el cemento mas adecuado?

1.- Se puede optar por un cemento de uso general o de acuerdo a la obra.

2.- Es importante seleccionar aquel que cumpla con las especificaciones que la edificación requiera, tales como:

• Resistencias iniciales.• Resistencias a sulfatos o agua del mar• Tiempo de fraguado determinado• Color que se le quiera dar a la obra y a sus acabados

REFERENCIA: NORMA MEXICANA NMX-C-414 ONNCCE

Tipos de Cementos

Actividad Formar equipos de 5 personas.

Exposición: Componentes y Métodos de Fabricación Materiales cerámicos.

1.- Abrasivos2.- Cementos3.- Refractarios4.- Productos estructurales de arcilla5.- cerámicos blancos6.- cerámicos avanzados7.- Cristales.

Fecha de entrega: 6 de Septiembre, 5:30 pm

Refractarios.

Los refractarios son capaces de soportar altas temperaturas sin fundirse, degradarseo reaccionar con otros materiales. Esta combinación de propiedades hace a loscerámicos refractarios ideales para los hornos de alta temperatura necesarios parafundir vidrio, metal y otros materiales.

La industria del hierro y el acero utiliza sola mas de la mitad de todos los cerámicosrefractarios producidos en Estados Unidos. Comúnmente, los refractarios se vendencomo ladrillos, pero también pueden encontrarse como pizarrones, sabanas o enformas especialmente hechas.

Refractarios.Características generales:

-Soportan altas temperaturas sin fundir o descomponerse (elevada estabilidadtérmica)

-Elevada Resistencia a fluencia-Químicamente inertes bajo medios agresivos-Baja conductividad térmica (Aislantes térmicos)

Sectores de empleo

• Industria siderúrgica integral: hornos altos, estufas, baterías de horno de cok, mezcladoresde arrabio, cucharas, vagones torpedo, hornos eléctricos.• Industria del acero: hornos eléctricos, convertidores, cucharas, artesas, hornos dedesgasificados, hornos de tratamiento térmico y de afino, hornos de laminación de empuje yde vigas galopantes.• Industria del vidrio: hornos de fusión de vidrio hueco y plano, baños de estaño, hornos detemple.• Industria metalúrgica: hornos de fusión de cobre, hornos de aluminio, hornos de cocciónde ánodos, hornos de pisos y de tostación de piritas, hornos de plomo, torres fusoras.• Industria del cemento: hornos rotativos, intercambiadores de calor, cabezales de horno,enfriadores de satélites.

Refractarios.

Sectores de empleo

• Tratamiento de residuos: hornos de incineración de parrillas, rodillos y lecho fluidificadopara residuos sólidos urbanos y residuos industriales y cámaras de combustión.• Industria cerámica: hornos túnel, de cámara, vagonetas, hornos de bizcochado.• Industria petroquímica: hornos de nafta, de etano e instalaciones de proceso, calderas,hornos de cracking.• Chimeneas.• Industrias varias: hornos verticales y secaderos de pulpa para azucareras, hogares decombustión para centrales eléctricas, cubilotes y hornos de arco para fundiciones, etc.,hornos verticales de cal y rotativos para papeleras, hornos de sinterización.

Refractarios.

Productos Estructurales de Arcilla.

Los productos estructurales de la arcilla incluyen cualquier material cerámico utilizado en laconstrucción de edificios y mas comúnmente involucran ladrillos y terracota, la cual esfácilmente reconocible por su color rojizo naranja.

Cerámicos Blancos

Los cerámicos blancos son de textura fina y se utilizan en vajillas, pisos y azulejos de paredy esculturas.

La porcelana es quizá la forma mas familiar de los cerámicos blancos, pero de hecho laporcelana comprende un amplio rango de composiciones de material.

Cerámicos Avanzados

Cerámicos Avanzados

Cerámicos Avanzados

Cerámicos Avanzados

Cerámicos Avanzados

Cerámicos Avanzados

Como un tipo de cerámico, el vidrio es un compuesto inorgánico, no metálico (o mezclade compuestos) que se enfría hasta adquirir una condición rígida sin cristalizar.

Vidrio

Número de diapositiva 1IntroducciónAbrasivosNúmero de diapositiva 4Abrasivos. LijasAbrasivos.Número de diapositiva 7Número de diapositiva 8Número de diapositiva 9Actividad Cementos.Cementos.Cementos.Cementos.Cementos.Número de diapositiva 16Tipos de CementosTipos de CementosTipos de CementosTipos de CementosTipos de CementosTipos de CementosActividad Refractarios.Refractarios.Refractarios.Refractarios.Productos Estructurales de Arcilla.Cerámicos BlancosCerámicos AvanzadosCerámicos AvanzadosCerámicos AvanzadosCerámicos AvanzadosCerámicos AvanzadosCerámicos AvanzadosNúmero de diapositiva 36Número de diapositiva 37Número de diapositiva 38Número de diapositiva 39Número de diapositiva 40VidrioNúmero de diapositiva 42