SILIKABOR.- es un ADITIVO que se utiliza para la fabricación de ladrillos cerámicos. Tabla N°1: se realiza una comparación de las entidades químicas más representativas de las arcillas tradicionales y el Silikabor en la fabricación de ladrillos de cerámica así como sus efectos en el mismo.

ENTIDADES QUÍMICAS

RANGOS

PORCENTUALES DE SILIKABOR

(c) y (d)

EFECTO

Oxido de Calcio (CaO) 11% al 20%

-Favorece a disminuir la temperatura de fusión de la Sílice.

Oxido de Silicio (SiO2)

16% al 22%

-Asegura la resistencia a los cambios de dimensiones y agrietamientos durante el secado y cocido del ladrillo. (a) -Imparte formas uniformes al ladrillo. (a)

Oxido de Boro (B2O3) 3% al 5% -Favorece a disminuir el punto de fusión.

Oxido de Magnesio (MgO)

1% al 2% -Aseguran los puntos de fusión bajos. (a) -Disminuye la contracción al cocido.

Oxido de sodio (Na2O) 4% al 7% -Favorecen el proceso de vitrificación.

Oxido de Potasio (K2O) 0.5% al 1.5% -Favorece a la formación de la estructura cristalina. (b)

Oxido Férrico (Fe2O3) 0.5% al 1.0% -Imparte coloración rojiza característica. -Actúa como un fundente. (a)

Fuente: (a)

“Tecnología Cerámica de los ladrillos” Ezio Facincani. (b)

“Manufacturing fired bricks with class fly ash from Illinois basin coals”. Mei-In Chou. Shen – Fu Chou, Joseph W. Stucki. (c)

“Control de Calidad de Silikabor”. Laboratorio de Inkabor S. A. C. (d)

“Estudio del uso del producto proveniente del proceso de producción de Inkabor S.A.C. como aditivo para la fabricación de ladrillos de arcilla cocida”. UNSA-INKABOR S.A.C.

Las propiedades mecánicas y físicas sobre los que el Silikabor tiene influencia sobre el producto terminado son:

1. Resistencia a la compresión.

2. Resistencia a las variaciones de dimensión.

3. Absorción máxima.

4. Coeficiente de saturación.

5. Coloración.

6. Granulometría

ESTUDIO SILIKABOR

Tabla N°2: Para todos estos ensayos se siguió la siguiente denominación:

DENOMINACION PORCENTAJE EN MEZCLA

M – 00 Prueba sin Silikabor

M– 05 Prueba con 5% de Silikabor

M – 10 Prueba con 10% de Silikabor

M – 15 Prueba con 15% de Silikabor

M – 20 Prueba con 20% de Silikabor FUENTE: “EVALUACION DEL USO DEL PRODUCTO PROVENIENTE DEL PROCESO DE PRODUCCION DE INKABOR S.A.C.

COMO INSUMO EN LA FABRICACIÓN DE LADRILLOS DE ARCILLA COCIDA”.

1. Resistencia a la compresión (f´m): Es la aplicación de una carga constante (Kg) sobre un área neta para

ladrillos perforados (cm2) llevándolo hasta la rotura. Esta propiedad define no solo el nivel de su calidad

estructural, sino también su nivel de resistencia a la intemperie o cualquier otra causa de deterioro.

Para la evaluación de la resistencia mecánica existe la Norma Técnica Peruana que establece los métodos de ensayo y su clasificación:

Tabla N°3: La Norma Técnica E0.70 - del Reglamento Nacional de Construcciones – RNC, clasifica el ladrillo según su consistencia en tres tipos:

CLASIFICACION

RESISTENCIA MINIMA A

COMPRESION (Kg/cm2)

Ladrillo tipo Duro 150 – 200

Ladrillo tipo Medio Duro 100 – 150

Ladrillo tipo Poroso o poco duro 70 – 100

Tabla N°4: La Norma Técnica Peruana 399.613:2006 y 339.604:2006, clasifica cinco tipos de ladrillo:

CLASE RESISTENCIA CARACTERISTICA

A COMPRESION (Kg/cm2)

Ladrillo I 50

Ladrillo II 70

Ladrillo III 95

Ladrillo IV 130

Ladrillo V 180

Se realizaron diferentes pruebas piloto para la fabricación de ladrillo agregándole Silikabor en distintos porcentajes en mezcla para poder clasificarlos de acuerdo a norma (Referencia Tabla N°2):

Tabla N°5: Clasificación del ladrillo según la Norma Técnica E0.70 del Reglamento Nacional de Construcciones,

adicionándole Silikabor a distintos porcentajes en mezcla.

TEMPERATURA DE COCCION

RESISTENCIA A LA COMPRESION (Kg/cm2) CLASIFICACION DEL LADRILLO

SEGÚN NTP E0.70 (°C) M – 00 M – 05 M – 10 M – 15 M – 20

800 150 152 155 160 178 LADRILLO DURO

850 175 185 204 210 216 LADRILLO DURO

900 250 258 276 286 310 LADRILLO DURO

FUENTE: “EVALUACION DEL USO DEL PRODUCTO PROVENIENTE DEL PROCESO DE PRODUCCION DE INKABOR S.A.C. COMO INSUMO EN LA FABRICACIÓN DE LADRILLOS DE ARCILLA COCIDA”.

Grafico N°1: Comportamiento de la resistencia a la compresión agregándole Silikabor en la

Mezcla de 5% hasta20% a diferentes temperaturas de cocción.

FUENTE: ELABORACION PROPIA

0

50

100

150

200

250

300

350

800 850 900

RES

ISTE

NC

IA A

LA

CO

MP

RES

ION

(K

g/cm

2)

TEMPERATURA DE COCCION (°C)

COMPORTAMIENTO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION AGREGANDOLE SILIKABOR DE 5% AL 20% A DISTINTAS TEMPERATURAS DE COCCION

0% Silikabor

5% Silikabor

10% Silikabor

15% Silikabor

20% Silikabor

Grafico N°2: Con temperaturas de cocción de 800°C se mejora la resistencia a la compresión y cumple con la

Norma Técnica 399.613:2006 y 339.604:2006 y los clasifica como LADRILLO TIPO IV:

FUENTE: ELABORACION PROPIA

Grafico N°3: Con temperaturas de cocción de 850°C se mejora la resistencia a la compresión y cumplen con la

Norma Técnica 399.613:2006 y 339.604:2006 y los clasifica como LADRILLO TIPO IV - V:

FUENTE: ELABORACION PROPIA

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 5 10 15 20 25

Re

sist

en

cia

a la

co

mp

resi

on

(Kg/

cm2

)

Silikabor en mezcla (%)

COMPORTAMIENTO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION A TEMPERATURA DE COCCION DE 800°C

0

50

100

150

200

250

0 5 10 15 20 25

Re

sist

en

cia

a la

co

mp

resi

on

(Kg/

cm2

)

Silikabor en mezcla (%)

COMPORTAMIENTO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION A TEMPERATURA DE COCCION DE 850°C

LADRILLO III

LADRILLO IV

LADRILLO V

LADRILLO IV

LADRILLO V

Grafico N°4: Con temperaturas de cocción de 900°C se mejora la resistencia a la compresión y cumplen con la

Norma Técnica 399.613:2006 y 339.604:2006 y los clasifica como LADRILLO TIPO V:

FUENTE: ELABORACION PROPIA

Tabla N°6: Mediante estas evaluaciones se puede determinar los porcentajes de incremento de la resistencia respecto a una mezcla de arcilla sin Silikabor:

TEMPERATURA DE COCCION

PORCENTAJE DE INCREMENTO RESISTENCIA A LA COMPRESION (%)

(°C) M – 05 M – 10 M – 15 M – 20

800 1.3 3.3 6.7 18.7

850 5.7 16.6 20.0 23.4

900 3.2 10.4 14.4 24.0

FUENTE: ELABORACION PROPIA

0

50

100

150

200

250

300

350

0 5 10 15 20 25

Re

sist

en

cia

a la

co

mp

resi

on

(Kg/

cm2

)

Silikabor en mezcla (%)

COMPORTAMIENTO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION A TEMPERATURA DE COCCION DE 900°C

LADRILLO V

Grafico N°5: Porcentajes de incremento de la resistencia a la compresión respecto a una mezcla sin Silikabor, a

distintas temperaturas de cocción:

FUENTE: ELABORACION PROPIA De acuerdo a estas evaluaciones se puede establecer lo siguiente:

Agregando Silikabor 5% en la mezcla se incrementa hasta 3% la Resistencia a la compresión entre

800°C a 900°C de temperatura de cocción.

Agregando Silikabor 10% en la mezcla se incrementa hasta 10% la resistencia a la compresión entre

800°C a 900°C de temperatura de cocción.

Agregando Silikabor 15% en la mezcla se incrementa hasta 14% la resistencia a la compresión entre

800°C a 900°C de temperatura de cocción.

Agregando Silikabor 20% en la mezcla se incrementa hasta 22% la resistencia a la compresión entre

800°C a 900°C de temperatura de cocción.

2. RESISTENCIA A LAS VARIACIONES DE DIMENSIÓN: en términos generales ningún ladrillo se conforma

perfectamente con sus dimensiones especificadas. Existen diferencias a lo largo, ancho y alto así como

deformaciones de la superficie asimilables a concavidades o convexidades. El efecto de estas imperfecciones

geométricas se manifiesta en la resistencia que tendrán los muros como un todo.

0.0

5.0

10.0

15.0

20.0

25.0

30.0

800 850 900

PO

RC

ENTA

JE D

E IN

CR

EMEN

TO (

%)

TEMPERATURA DE COCCION (°C)

PORCENTAJE DE INCREMENTO DE LA RESISTENCIA A LA COMPRESION CON SILIKABOR DEL 5% AL 20% RESPECTO A UNA MEZCLA SIN SILIKABOR

5% Silikabor

10% Silikabor

15% Silikabor

20% Silikabor

Tabla N°7: La Norma Técnica Peruana 399.613:2006 y 399.604:2006 estable unos parámetros para su clasificación:

TIPO

VARIACION DE DIMENSIONES (máxima en porcentajes)(1)

Hasta 100 mm

Hasta 150 mm

Más de 150 cm

I ± 8 ± 6 ± 4

II ± 7 ± 6 ± 4

III ± 6 ± 4 ± 3

IV ± 4 ± 3 ± 2

V ± 3 ± 2 ± 1 (1) La variación de la dimensión se aplica para todas y cada una de las

Dimensiones del ladrillo y está referida a las dimensiones especificadas.

(2) El alabeo se aplica para concavidad o convexidad.

Tabla N°8: Se realizaron diferentes pruebas piloto agregándole Silikabor (probetas de 53.8 mm por lado) para poder clasificarlos de acuerdo a norma:

TEMPERATURA DE COCCION

CONTRACCION AL COCIDO (%) CLASIFICACION DEL LADRILLO

SEGÚN NTP

(°C) M – 00 M – 05 M – 10 M – 15 M – 20 399.613:2006 - 399.604:2006

800 ± 5.1 ± 5.1 ± 5.1 ± 5.0 ± 4.9 LADRILLO TIPO IV

850 ± 5.7 ±5.7 ± 5.7 ± 5.8 ± 5.8 LADRILLO TIPO III

900 ± 6.8 ± 6.7 ± 6.7 ± 6.8 ± 6.8 LADRILLO TIPO II

FUENTE: “EVALUACION DEL USO DEL PRODUCTO PROVENIENTE DEL PROCESO DE PRODUCCION DE INKABOR S.A.C. COMO INSUMO EN LA FABRICACIÓN DE LADRILLOS DE ARCILLA COCIDA”.

La dosificación de Silikabor en una mezcla de arcilla tiene un efecto mínimo casi al décimo

porcentual respecto a la contracción al cocido.

Su contenido de Sílice del 16% al 22% del Silikabor, aportan resistencia a los cambios de dimensiones

y agrietamientos durante el secado y cocido del ladrillo.

Favorecen a disminuir Los reciclajes al secado y cocido del ladrillo cerámico.

Además imparte formas uniformes al ladrillo.

3. ABSORCION MAXIMA:

La absorción máxima es considerada como una medida de su impermeabilidad. Los valores indicados como máximo en la norma se aplican a condiciones de uso en que se requiera utilizar el ladrillo en contacto constante con agua o con el terreno, sin recubrimiento protector. El ensayo de absorción de agua, fue llevado acabo para determinar la porosidad del ladrillo, la cual puede entonces ser usada como un indicativo de la capacidad de desarrollar problemas por la penetración de sales y otros materiales en la unidad de ladrillo, tal como el ataque de sal y la eflorescencia.

Tabla N°9: Según la NTP - 399.613:2006, clasifica el ladrillo en cinco tipos:

TIPO DE LADRILLO

ABSORCION (% máximo)

I sin limite

II sin limite

III 25.00

IV 22.00

V 22.00

Tabla N°10: Se realizaron diferentes pruebas agregándole Silikabor en distintos Porcentajes para poder clasificarlos de acuerdo a norma:

TEMPERATURA DE COCCION

ABSORCION DE AGUA (% máximo) CLASIFICACION DEL LADRILLO SEGÚN NTP E0.70

(°C) M – 00 M – 05 M – 10 M – 15 M – 20

800 22.50 20.50 19.20 20.60 21.40 LADRILLO TIPO IV - V

850 22.10 22.00 20.90 21.00 20.90 LADRILLO TIPO V

900 21.20 21.00 20.80 19.50 20.10 LADRILLO TIPO V

FUENTE: “EVALUACION DEL USO DEL PRODUCTO PROVENIENTE DEL PROCESO DE PRODUCCION DE INKABOR S.A.C. COMO INSUMO EN LA FABRICACIÓN DE LADRILLOS DE ARCILLA COCIDA”.

Se observa lo siguiente:

A 800°C las mezclas con Silikabor disminuyen la absorción de agua respecto a una mezcla sin Silikabor.

La adición de Silikabor en la fabricación de ladrillo cerámico tiende a disminuir la absorción de agua hasta

un 1.6% de una mezcla sin Silikabor.

Los ladrillos cerámicos fabricados con Silikabor tienen menor porosidad respecto a un ladrillo sin

Silikabor.

4. COEFICIENTE DE SATURACION:

El coeficiente de saturación es considerado como una medida de la durabilidad del ladrillo cuando se encuentra sometido a acción de la intemperie. A mayor coeficiente de saturación mayor será la absorción de agua y consecuentemente menor su resistencia al intemperie. Tabla N°11: Según la NTP - 399.613:2006, clasifica el ladrillo en cinco tipos:

TIPO DE LADRILLO

COEFICIENTE DE SATURACION (máximo)

I sin limite

II sin limite

III 0.90

IV 0.88

V 0.88

Tabla N°12: se elaboraron diferentes pruebas piloto para determinar el coeficiente de saturación a distintas porcentajes de Silikabor:

TEMPERATURA DE COCCION

COEFICIENTE DE SATURACION CLASIFICACION DEL LADRILLO

SEGÚN NTP E0.70 (°C) M – 00 M – 05 M – 10 M – 15 M – 20

800 0.87 0.86 0.86 0.85 0.84 LADRILLO TIPO IV - V

850 0.87 0.85 0.83 0.79 0.75 LADRILLO TIPO IV - V

900 0.84 0.84 0.81 0.83 0.82 LADRILLO TIPO IV - V

FUENTE: “EVALUACION DEL USO DEL PRODUCTO PROVENIENTE DEL PROCESO DE PRODUCCION DE INKABOR S.A.C. COMO INSUMO EN LA FABRICACIÓN DE LADRILLOS DE ARCILLA COCIDA”.

Se observa lo siguiente:

El coeficiente de saturación disminuye hasta 12% agregándole Silikabor.

La resistencia a la intemperie del ladrillo mejora agregándole Silikabor del 10% al 20% en mezcla.

5. COLORACION: el ladrillo cerámico tiene una coloración rojiza característica, que se le atribuye al porcentaje de

Hierro en la composición que debe estar entre 0% y 10% en una mezcla tradicional de arcillas. .

6. GRANULOMETRIA: El Silikabor NO requiere molienda esto por tener tamaños de partícula menores a 500

micras, calificándolo como LIMO INORGANICO DE BAJA PLASTICIDA (MI), según el sistema unificado de clasificación

de suelos. Este sistema clasifica los suelos de la siguiente manera:

CL: arcilla de baja plasticidad

CI: arcilla de plasticidad moderada

ML: suelo limoso de baja plasticidad

MI: suelo limoso de moderada plasticidad

Grafico N°6: Sistema unificado de clasificación de suelos, ubicación de las diferentes mezclas sin Silikabor y con Silikabor

de 5% al 20% en mezcla.

FUENTE: “EVALUACION DEL USO DEL PRODUCTO PROVENIENTE DEL PROCESO DE PRODUCCION DE INKABOR S.A.C.

COMO INSUMO EN LA FABRICACIÓN DE LADRILLOS DE ARCILLA COCIDA”.

CONCLUSIONES

El Silikabor aporta resistencia a la contracción del secado y cocido del ladrillo cerámico logrando

menores reciclajes en cada una de estas etapas.

El Silikabor tiende a disminuir la temperatura de cocción del ladrillo cerámico.

La resistencia a compresión del ladrillo cerámico mejora hasta un 22% agregándole hasta 20% de

Silikabor en la mezcla con temperatura de cocción menores a 900°C.

Agregar Silikabor en la mezcla de ladrillo cerámico favorecen a disminuir hasta 1.6% la absorción de

agua, logrando un ladrillo cerámico menos poroso y por consiguiente más resistente al ataque de

sales y eflorescencia.

Agregando Silikabor en la mezcla de ladrillo cerámico disminuye hasta un 12% el coeficiente de

saturación, mejorando así su resistencia a la intemperie.

La coloración rojiza característica de un ladrillo cerámico se incrementa agregando Silikabor con

temperaturas de cocción menores a 900°C.

El Silikabor tiene una calidad controlada y abastecimiento garantizado lo que hace sostenible su

aplicación.

INKABOR S.A.C. Av. Italia 101, Parque Industrial Rio Seco Cerro Colorado, Arequipa

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