Una de las principales caracterís-

ticas de las arcillas es la plastici-

dad, condición indispensable para

el moldeo.

Productos correctores

(desengrasantes y fundentes)

Algunas veces tiene importancia

el color final de los productos

cerámicos, la coloración puede

conseguirse por la adición de

ciertos minerales compuestos de

hierro o variando las fases de

cocción.

Las modificaciones de la plastici-

dad dependen si la arcilla es grasa

(gran plasticidad) o magra( con

componentes arenosos, y por lo

tanto poco plástico).

Cuando la arcilla es de gran plasti-

cidad tiene mucha adherencia. Y

dificulta el manejo y moldeo, por

lo que hay que adicionarle pro-

ductos desengrasantes, el más

usado es el polvo de ladrillo moli-

do. Alas arcillas magras se le de-

ben adicionar otras más grasas

para conseguir una plasticidad

idónea. También se emplean los

fundentes, materiales que favo-

recen la cocción y vitrificación de

los productos cerámicos .

Entendemos por materiales

cerámicos las piezas forma-

das por mezclas de arcilla y

otros componentes someti-

dos a un proceso de cocción y

a una determinada tempera-

tura, que puede llegar incluso

a la fusión. Según el proceso

de fusión. Según el proceso

de cocción y el tipo de com-

ponentes, los materiales

cerámicos se clasifican en:

productos de alfarería (tierra

cocida), azulejos, gres, porce-

lana, loza, refractarios y

abrasivos. Cada uno de estos

tipos tiene características

especiales y son objeto de

aplicaciones diversas en la

construcción, pudiéndose

emplear como elementos

resistentes de separación,

decoración y múltiples usos

más.

MATERIAS PRIMAS

La materia prima es la arcilla,

roca que procede de la desin-

tegración de otras que contie-

nen principalmente feldespa-

tos y micas. Los minerales

arcillosos que tienen impor-

tancia en la industria

cerámica son tres: la

caolinita (caolín), la

montmorillonita y la

illita, no se encuentran

puros sino mezclados,

aunque predomine un

material determinado.

Las arcillas caolini-

cas tienen gran porcen-

taje de alúmina y elevado

punto de fusión con pro-

piedades refractarias notables

después de la cocción, por lo

que se emplean en la fabrica-

ción de Loza.

Las montmorilliticas son

poco empleadas.

Las illiticas son las mas utili-

zadas por ser las más comu-

nes, entre ellas se encuentran

las arcillas micáceas, muy

abundantes y empleadas en la

fabricación de ladrillos .

¿Qué entendemos por materiales cerámicos?

EDI: Transformación de los Materiales en Los Procesos Productivos

Materiales Cerámicos

La arcilla: desde el punto de vista:

• Mineralógico: engloba un grupo de minera-les (minerales de arcilla)

• Petrológico: es una roca natural sedi-mentaria.

• De un ceramista: es un material natural que cuando se mezcla con agua se convier-te en pasta plástica.

Profesora de Tecnología: Alvarez Cintia Estefania

Cantera de arcilla, materia prima para la fabricación de cerámicos

Propiedades de la arcilla.

Plasticidad: Mediante la adición de una cierta can-tidad de agua, la arcilla puede adquirir la forma que uno desee. Esto pue-de ser debido a la figura del grano (cuanto más pequeña y aplanada), la atracción química entre las partículas, la materia carbonosa así como una cantidad adecuada de materia orgánica.

Merma: Debido a la eva-poración del agua conteni-da en la pasta se produce un encogimiento o merma durante el secado.

Refractariedad: Todas las arcillas son refractarias, es decir resisten los aumen-tos de temperatura sin sufrir variaciones, aunque

cada tipo de arcilla tiene una temperatura de coc-ción.

Porosidad: El grado de porosidad varia según el tipo de arcilla. Esta depen-de de la consistencia más o menos compacta que adopta el cuerpo cerámico después de la cocción. Las arcillas que cuecen a baja temperatura tienen un índice más elevado de absorción puesto que son más porosas.

Color: Las arcillas presen-tan coloraciones diversas después de la cocción debido a la presencia en ellas de óxido de hierro, carbonato cálcico…

APLICACIONES INDUSTRIALES

Son así mismo son utiliza-das en la manufactura de cementos, como fuente de alúmina y sílice, y en la producción de áridos lige-ros (arcillas expandidas).

CAOLIN

Se trata de un mineral muy

importante desde el punto

de vista industrial. Es blan-

cuzco y altamente refracta-

rios y poco plástico . Ha

sido utilizado desde la anti-

güedad . En el siglo XVI

adquirió gran fama entre la

nobleza la porcelana fabri-

cada a base de pastas cerá-

micas ricas en caolín.

Desde el punto de vista industrial, la mayor parte de las aplicaciones no re-quieren especificaciones estrictas en cuanto a com-posición química.

ARCILLAS COMUNES

El principal uso de estos materiales arcillosos se da en el campo de la cerámica de construcción (tejas, ladrillos, tubos, baldo-sas....), alfarería tradicional, lozas, azulejos y gres. Uso al que se destinan desde los comienzos de la humani-dad.

Prácticamente todas las arcillas son aptas para estos usos, primando las conside-raciones económicas.

Ladrillo perforado: que son

todos aquellos que tienen perfora-

ciones en la tabla que ocupen más

del 10% de la superficie de la mis-

ma. Muy popular para la ejecución

de fachadas de ladrillo visto.

Ladrillo hueco: son aquellos

que poseen perforaciones en el

canto o en la testa que reducen el

volumen de material empleado en

ellos.

Son piezas prefabricadas de mate-

rial cerámico que constituyen uno

de los principales materiales de

construcción, utilizándose para la

formación de todo tipo de muros,

paredes, pilares, arcos y bóvedas.

Clases de ladrillos

Ladrillo macizo: tienen forma

de ortoedro compacto, para alige-

rar su peso y facilitar la trabazón

con el mortero, pueden llevar unos

rebajes de profundidad no supe-

rior a 0,5 cm.

PRODUCTOS DE ALFARERIA

Ladrillos

C) Por su cocción:

- adobes, secados al sol (sin coc-

ción)

-santos, vitrificados por exceso de

cocción

-recochos, los de cocción correcta

-pintones, falta de uniformidad y

con manchas negras y rojas

-pardos, de color insuficiente y de

color pardo.

-porteros, mal cocidos por su

situación en el horno.

Morfología de las diversas piezas de alfarería

A)Por su forma:

-Ladrillos, piezas de forma

prismática

-Tejas, piezas curvas

-Piezas especiales, bovedillas,

bandejas, bloques, vasijas, etc

B) Por su proceso de fabrica-

ción:

-Manuales de tejar y de mesa

-Mecánicos

-Prensados

Diversas piezas de alfarería

Página 2 Materiales Cerámicos

El término

“cerámica”

proviene de la

palabra

griega

“Kerámicos”

que significa

“cosa

quemada”

La fabricación de estos productos

comprende una serie de operacio-

nes que pueden resumirse en las

siguientes:

1)Preparación de las arcillas

adecuadas ala tipo de piezas cerá-

micas a fabricar, consiguiendo el

grado de plasticidad necesario.

2)Moldeo de piezas (dar for-

ma). Realizado a mano mediante

gradillas o moldes de madera o

mediante maquinas llamadas

galleteras o bien con prensas o

con tornos.

3)Desecación: para perder el

agua de amasado. Puede ser

natural, colocando las piezas en

cobertizos ventilados y resguar-

dadas del sol, o bien, artificial

mediante la aportación de calor.

4)Cocción: una técnica antigua

para el ladrillo, se realiza disco-

locando las piezas en hiladas y

filas paralelas separadas entre si

por un hueco igual al grueso de

un ladrillo, disponiéndose en el

mismo combustible

(Hormiguero).

También la cocción se ha reali-

zado con hornos intermitentes,

uno típico era el Horno Hoff-

man, aunque actualmente se

lleva a cabo en hornos continuos

eléctricos, de carbón o fuel oil.

La introducción de las piezas en

al horno ha de efectuarse me-

diante un sistema lento, en el

cual el calor aumente progresi-

vamente.

Una vez que las piezas han sido

han sido cocidas, se pasa a la

fase de enfriamiento, que tam-

bién debe ser lenta, y posterior-

mente, se procede al almacenaje

y embalaje en condiciones ade-

cuadas hasta la puesta en obra.

Horno túnel

Horno a gas Ladrillero moldeando con gradilla

Geometría

Elementos

para la cons-

trucción em-

pleados en la

formación de cubiertas con la

misión de recibir y dejar escurrir

el agua de la lluvia. Se fabrican

con arcilla y su proceso de ob-

tención es similar al ya explicado

para los ladrillos. Las tejas son

de color rojizo, aunque también

se pueden colorear. Si sobre una

teja en fase de cocción se que-

man materias orgánicas se obtie-

nen colores muy decorativos,

también se pueden conseguir

otras tonalidades mediante bar-

nices, vidriados y esmaltes.

Las tejas deben ser: impermea-

bles, resistir a la flexión, tener

cantos vivos, rectos y superfi-

cies lisas, no ser heladizas,

carecer de manchas y si son

golpeadas con una herramien-

ta, debe dar un sonido claro y

metálico.

Tipos de tejas: árabe, plana y

flamenca

piezas a una temperatura

aproximada a los 900ºC, llevan-

do un control estricto porque de

este depende la calidad final, ya

que en esta fase las arcillas ad-

quieren la consistencia y resis-

tencia.

5) Esmaltado, que consiste en

aplicar sobre una de las caras de

la pieza una composición fusible

en la que intervienen: plomo,

estaño y diversos óxidos de hie-

rro, manganeso, cobre y cobalto,

lo cual se aplica en frio, a mano

o a máquina, por inmersión, por

riego y a veces, a pincel. En el

caso de dibujos se adaptan plan-

La fabricación comprende las

siguientes operaciones:

1)Extraccion y trituración

de las arcillas, secado de las

mismas en eras al sol y posterior

almacenamiento en grandes

depósitos, donde se someten a

largos periodos de reposo.

2)Molturacion de las arcillas

oportunamente dosificadas

controlando el grado de finura y

humedad.

3) Prensado y foracion de los

bizcochos en prensas de 180 a

200 Tm por golpe.

4) Secado y cocción de las

tillas perforadas con los dibujos

que se superponen.

6)Coccion del esmalte, que pue-

de ser multistrado, en el que

el material entra en vagonetas,

refractarios dentro del horno a

980ºC durante 14 horas. Tam-

bién puede ser monostrado:

en este caso el material entra

sobre unos rodillos de acero

refractario y es sometido al fue-

go durante 30 minutos a la tem-

peratura entre 950 y 1050ºC.

7) Clasificación de las piezas

según su calidad, embalaje y

puesta en obra.

TEJAS

Proceso de fabricación del azulejo

Esta capa de esmalte puede ser

lisa o con dibujos en diferentes

serigrafía).

La parte estructural del azulejo o

soporte recibe el nombre de

“galleta” o “Bizcocho” y está

formada por arcillas selecciona-

das, plásticas , ricas en cuarzo y

caolín y en hierro. La capa de

esmalte es mucho más fina, cu-

bre una de las caras de la pieza y

está formada por óxidos metáli-

cos fundidos con silicatos.

Los azulejos corresponden a la

categoría de materiales de

revestimiento y protección.

AZULEJOS

El azulejo es una pieza de pasta

cerámica de poco espesor, recu-

bierta por una capa de esmalte

que le proporciona impermeabi-

lidad y resistencia al desgaste.

Página 3

“La gran

aplicación de

Los materiales

cerámicos es en

la industria de

la construcción”

Tejas en etapa de cocción (Horno túnel)

LOZA

La loza es un producto cerámico de

color blanquecino, muy poroso y ab-

sorbente, y con superficies esmaltadas

para mayor impermeabilidad y dureza.

La composición de esta semiporcelana

es del 26% de caolín, 30% de cuarzo,

26% de feldespato y 18% de arcilla muy

plástica, pobre en hierro y con cantida-

des considerables de aluminio.

Los elementos sanitarios se forman

con moldes de yeso en los que se vierte

la pasta en forma de colada y se seca

gradualmente por absorción del mol-

de; al cabo de cierto tiempo, se saca la

pieza del molde y se elige un esmalte

adecuado que tenga la misma dilata-

ción con la finalidad de que no aparez-

can grietas. Una vez desecadas, las

piezas pasan a la fase de cocción entre

1000 y 1200ºC, obteniéndose el pro-

ducto llamado bizcocho, de estructura

muy porosa. A continuación se recu-

bren de esmalte las partes deseadas y

se someten a una nueva cocción, pero a

menor temperatura.

La calidad se comprobará por su soni-

do largo y metálico.

La porcelana tiene, como materias bási-

cas, el caolín 50%, el feldespato 30% y

el cuarzo 20%, todas ellas deben ser

primera calidad y estar molidas finísi-

mamente.

La porcelana sufre una primera cocción

a una temperatura de 1100 a 1200 ºC,

seguido del esmaltado y una segunda

cocción a una temperatura que puede

llegar a los 1500 ºC. Propiamente solo

pueden llamarse porcelanas los produc-

tos que han sufrido estas dos cocciones,

aunque muchas veces se aplica este

mismo nombre a productos obtenidos

en una única cocción (siempre que

hayan utilizado materias primas de

primera calidad).

Para la construcción solo se emplea la

porcelana vitrificada, semiporcelana

o loza, destinada a la fabricación de

aparatos sanitarios.

Propiedades y aplicaciones del gres

El gres es un material cerámico

cuya masa, a diferencia de los

azulejos, es compacta y no

porosa; dicha masa se obtiene

por la mezcla de arcillas muy

seleccionadas, capaces de vitri-

ficar a bajas temperaturas,

obteniéndose una gran imper-

meabilidad, dureza y durabili-

dad.

Fabricación

Suele recurrirse a uno o dos

materiales para la fabricación

del gres. Uno de ellos por lo

general, la arcilla refractaria y

los demás componentes son

materiales muy fusibles

(arcillas especiales y feldespa-

tos)

Se fabrican dos tipos de gres:

El gres porcelánico sin esmaltar, en el

que el color afecta toda la pieza, y el

gres esmaltado de monococción, en

el que l a unión entre el esmalte y el

bizcocho es intima, dado que no

ocurre en los procesos de bicocción de

la cerámica porosa.

El bizcocho puede ser de “pasta

blanca” o de “pasta roja” compuesta

esta ultima por una o más arcillas

rojas, cuya coloración es debida a la

contaminación por óxidos de hierro,

mientras que la pasta blanca consiste

en la mezcla de arcillas puras, más la

adición de cuarzo y feldespato. La

homogeneidad de las materias primas

es la base de la calidad del material a

obtener, más fácil con pasta blanca

Materiales Cerámicos

GRES

debido a la utilización de cuarzo y

feldespato, que son productos más

constantes que las arcillas naturales.

El proceso de fabricación es

complicado y debe ser cuidado, por

que el empleo y selección de

materias primas superiores a la de

los demás materiales cerámicos,

exige un tamaño de partículas muy

pequeño en la masa y una

homogeneidad tal que es necesaria

la molienda por vía húmeda. Las

piezas se moldean por prensado en

seco.

La cocción antes se realizaba en

hornos túnel de amplia sección

donde las piezas se cocían

dispuestas en varios pisos, sin

embargo existía diferencias de

temperatura a lo largo de la sección

del túnel originando piezas de

diferentes características físicas.

Escalera de Gres

Gres rústico

En la actualidad, la cocción se

realiza en hornos monoestratos

de rodillos. Las piezas se

colocan sobre rodillos de

material refractario,

desplazándose a través del

horno por el movimiento

giratorio de los mismos. Así el

calor se reparte uniformemente

sobre las dos caras de la pieza,

por lo que el proceso de

gresificación del bizcocho y

vitrificación del esmalte es más

homogénea.

Dureza 6 a 7 en la escala de Mohs, resistencia al desgaste

por abrasión, y resistencia a las heladas, tanto el

porcelánico como el esmaltado; resistencia a la flexión;

buenas condiciones higiénicas (al no tener poro no

permite penetrar materias extrañas); mejor agarre al

cemento.

El gres se ha convertido en en material idóneo para

aplicar en exteriores, ya sea como pavimento o

revestimiento de paredes.

De forma general podemos establecer dos grupos de

piezas de gres: el primero, de baldosas (piezas grandes),

y el segundo, de piezas pequeñas de varios colores y

formas que se combinan formando mosaicos.

También se realizan tubos para desagües de aguas

residuales y fabricas de productos químicos, ya que es un

material resistente a los ácidos.

LA PORCELANA

Página 4

Son materiales cerámicos capaces

de resistir temperaturas superiores

a 1500ºC sin reblandecerse ni

sufrir cambios de volumen apre-

ciables, deben resistir la abrasión

en caliente y tener una conductivi-

dad térmica baja.

Los materiales refractarios funda-

mentales forman tres grupos prin-

cipales según su composición:

ácidos, básicos y neutros.

Ácidos: formado por arcillas con

alto porcentaje de silicato cálcico.

Básico: formado por materiales

aluminosos como la bauxita, el

corindón y la magnesita.

Neutro: lo forman materiales que

contienen diversos porcentajes de

carborundum, grafito y cromita

entre otros.

Su fabricación es por prensado en

moldes adecuados, y las fases de

desecación y cocción son similares

ala de los productos de alfarería.

La forma y tamaño varían según su

fabricante.

La colocación de estos productos

se realiza a base de morteros re-

fractarios con cemento aluminoso.

Su utilización está destinada a la

industria, para revestir materiales

normales sujetos a fuertes tempe-

raturas, como hornos rotatorios de

cemento, chimeneas o conductos

de humos.

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REFRACTARIOS

EDI:T.M.P.P

ABRASIVOS

Son productos destinados a rebajar, pulir y cortar

otros elementos de menor dureza.

Se trata de materiales abrasivos: el diamante para

usos industriales, el corindón, el carborundum

(carburo de silicio), la alúmina fundida, el sílice

(arena cuarcita pedernal)..

Los materiales abrasivos se encuentran en el

mercado en forma de productos aglutinados (ruedas,

discos, bloques), revestimiento de papel o tela y en

grano.

Para su fabricación se mezclan los granos de abrasión

con una pasta de base de arcilla, cuarzo, feldespato,

se moldean por colada o prensado y se cuecen a

1250ºC aproximadamente