Productos de arcilla
Productos de arcilla
Los productos de arcilla son una de las clases más importantes de materiales estructurales. Las materias primas utilizadas en su fabricación son arcilla mezclada con cuarzo, arena, chamato (arcilla refractaria quemada a 1000-1400 oc y triturada), escoria, aserrín y carbón pulverizado. Los productos de arcilla estructural o cerámica de construcción * se fabrican básicamente moldeando, secando y quemando una masa de arcilla. Mayor es la gravedad específica del volumen, más fuerte es el producto de arcilla. Esta regla no es válida para los productos vitrificados, ya que la gravedad específica de la arcilla disminuye a medida que avanza la avitrificación.
La gravedad específica del ladrillo de arcilla varía de 1,6 a 2,5.
De acuerdo con el método de fabricación y estructura, los ladrillos, tejas, tuberías, terracota, utensilios de barro,utensilios de piedra, porcelana y mayólica son bien reconocidos y empleados en la construcción de edificios. Los ladrillos de arcilla tienen una apariencia, resistencia y durabilidad agradables, mientras que las baldosas de arcilla utilizadas para paredes divisorias y suelos livianos tienen una alta resistencia y resistencia al fuego. Las tuberías de arcilla se utilizan con éxito en alcantarillas, desagües y conductos debido a su durabilidad, resistencia,ligereza y bajo costo.
* Materiales y productos policristalinos formados por la cocción de arcillas naturales y aditivos minerales a alta temperatura y también por sinterización de óxidos de diversos metales y otras sustancias inorgánicas de alto punto de fusión.
1 Arcilla Y Sus Clasificaciones
La arcilla es la materia prima más importante utilizada para la fabricación de ladrillos. Es una masa mineral de tierra o roca fragmentaria capaz de mezclarse con agua y formar una masa viscosa de plástico que tiene la propiedad de conservar su forma cuando se moldea y seca. Cuando tales masas se calientan hasta el enrojecimiento, adquieren dureza y fuerza. Esto es el resultado de los cambios microestructurales en la arcilla y, como tal, es una propiedad química. Las arcillas puras consisten principalmente en caolinita (2SiO2.Al2O3.2H2O)con pequeñas cantidades de minerales como cuarzo, mica, felspar, calcita,magnesita, etc. Por su origen, las arcillas se subdividen en arcillas residuales y transportadas. Las arcillas residuales, conocidas como caolín o arcilla china, se forman a partir de la descomposición de las rocas subyacentes y se utilizan para hacer cerámica. Las arcillas transportadas o sedimentarias son el resultado de la acción de las agencias de meteorización.Estos son más dispersos, contienen impurezas y están libres de partículas grandes de rocas madre.
Sobre la base de la resistencia a altas temperaturas (más de 1580 ° C), las arcillas se clasifican como arcillas refractarias, de alta fusión y de baja fusión. Las arcillas refractarias son muy dispersas y muy plásticas. Estos tienen un alto contenido de alúmina y un bajo contenido de impurezas,como Fe2O3, que tienden a reducir la refractariedad. Las arcillas de alta fusión tienen una alta refractariedad (1350-1580 oc)y contienen pequeñas cantidades de impurezas como cuarzo, felspar, mica, carbonato de calcio y carbonato de magnesio. Estos se utilizan para fabricar ladrillos de revestimiento, baldosas, tuberías de alcantarillado, etc. Las arcillas de baja fusión tienen menos de 1350 ° C de refracción y tienen composiciones variables. Estos se utilizan para fabricar ladrillos, bloques, baldosas, etc.
Se añaden aditivos a la arcilla para mejorar sus propiedades, si se desea. Arcillas altamente plásticas que requieren agua de mezcla de hasta un 28 por ciento, dan un alto secado y contracción por combustión,requieren adición de aditivos magros o sustancias no plásticas como arena de cuarzo, chamottee, ceniza, etc. Los elementos de menor densidad aparente y alta porosidad se obtienen mediante la adición de aditivos que se queman. Los ejemplos de aditivos de combustión son aserrín, finos de carbón, carbón pulverizado. sucesivamente. Los elementos resistentes a los ácidos y los revestimientos se fabrican a partir de arcilla mediante la adición de vidrio de agua o álcalis.
La temperatura de combustión de los artículos de arcilla se puede reducir mezclando arcilla con fundentes como felspar, minerales que contienen hierro,etc. La plasticidad de la masa de moldeo puede aumentarse añadiendo surfactantes como la vinaza sulfito-sódica (0,1-0,3%).
2 Propiedades Físicas De Las Arcillas
La plasticidad,la resistencia a la tracción, la textura, la contracción, la porosidad, la fusibilidad y el color después de la combustión son las propiedades físicas más importantes para determinar el valor de la arcilla. El conocimiento de estas propiedades es más beneficioso para juzgar la calidad de la materia prima que un análisis químico.
Por plasticidad se entiende la propiedad que tiene la arcilla mojada de deformarse permanentemente sin agrietarse.La cantidad de agua que necesitan las diferentes arcillas para producir la mayor cantidad de plástico varía entre el 15% y el 35%. Aunque la plasticidad es la propiedad física más importante de la arcilla, no existen métodos de medición que sean completamente satisfactorios. La prueba más simple y más utilizada esfordiada por la sensación de la arcilla mojada con los dedos. La igualdad personal juega necesariamente un papel importante en tal determinación.
Dado que la cerámica de arcilla se somete a esfuerzos considerables en el moldeo, la manipulación y el secado, es deseable una alta resistencia a la tracción. El ensayo se realiza determinando el número de muestras que han sido moldeadas en forma de briquetas y secadas con mucho cuidado.
La textura de la arcilla se mide por la finura de sus granos. En el trabajo en bruto se determina el porcentaje que pasa un No. 100sieve. No se ha establecido ningún límite numérico para el tamaño de grano o la relación deseada entre tamaños. Las arcillas de grano muy fino, libres de arena, son más plásticas y se encogen más que las que contienen material más grueso.
El conocimiento de la contracción tanto en la combustión como en la combustión es necesario para producir un producto de tamaño requerido. También la cantidad de contracción forma un índice del grado de combustión. La filtración en el secado depende del espacio de poros dentro de la arcilla y de la cantidad de agua mezclada. La adición de arena o tierra de arcilla quemada más bajosenlace, aumenta la porosidad y facilita el secado. La contracción del fuego depende de la proporción de elementos volátiles, de la textura y de la forma en que arde la arcilla.
Por porosidad de arcilla se entiende theratio si el volumen de espacio de poros al volumen seco. Dado que la porosidad afecta a la proporción de agua requerida para hacer plástico de arcilla, influirá indirectamente en la contracción del aire. Los poros grandes permiten que el agua se evapore más fácilmente y, por consiguiente, permiten una mayor tasa de secado que los poros pequeños. En la medida en que la velocidad a la que la arcilla puede secarse de forma segura es de gran importancia en la fabricación de productos de arcilla, se debe considerar el efecto de la porosidad en la velocidad de secado.
La temperatura a la que se fusionan las arcillas está determinada por la proporción de flujos, la textura, la homogeneidad del material, el carácter del fuego y su constitución mineral. Debido a la no uniformidad en la composición,partes del cuerpo de arcilla se funden a diferentes velocidades, de modo que el período de ablandamiento se prolonga en un rango considerable de tiempo y temperatura. Este período se divide en vitrificación incipiente y vitrificación viscosa.
Los experimentos indican aproximadamente que cuanto mayor es la proporción de flujos, menor es el punto de fusión. Las láminas de textura fina se fusionan más fácilmente que las de textura más gruesa y la misma composición mineral. La uniformidad de la masa de arcilla determina en gran medida la influencia de varios elementos; el carbonato de cal en grandes grumos puede causar popping cuando está presente en pequeños porcentajes, pero cuando se muele finamente, el 15 por ciento de él tal vez se permita en la fabricación de ladrillos o baldosas. La cal combinada con silicato de alúmina(feldespato) forma un flujo deseable. El hierro en forma ferrosa, que se encuentra en carbonatos y en magnetita, se fusiona más fácilmente que cuando está presente como ferriciron. Si la atmósfera del horno tiene un carácter insuficientemente oxidante durante las primeras etapas de la combustión, se evitará la eliminación de carbono y azufre hasta que la masa se haya reducido hasta tal punto que se evite suxpulsión y la oxidación del hierro. Cuando esto sucede, es probable que se produzca un producto con un núcleo coloreado o un cuerpo hinchado.
