QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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DEDICATORIA
Dedicamos el esfuerzo y los conocimientos adquiridos al realizar
este trabajo monograacutefico A nuestros profesores que se esmeran
en instruirnos para enfrentar no soacutelo en el reto de conocimientos
profesionales sino tambieacuten la adecuada integracioacuten en la socie-
dad y la buacutesqueda de nuevas ideas para el desarrollo del Paiacutes Se-
leccionando nuestras metas para aplicar los conocimientos adqui-
ridos en las distintas universidades e institutos superiores para
luego esclarecer los caminos a seguir por el futuro y a desarrollar
nuestra habilidad profesionalmente
Asiacute como a nuestros Padres que con ahiacutenco han sentado la base
de nuestra existencia y nos han ensentildeado a superar las dificulta-
des para integrar nuestra sociedad actual en su situacioacuten competi-
tiva
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IacuteNDICE
Paacuteg
Introduccioacuten 3-4
Resumen 5
Objetivo 6
Descripcioacuten del producto 7
Tipos y clasificacioacuten del producto 7-10
Composicioacuten quiacutemica del producto 12
Caracteriacutestica fiacutesica y quiacutemicas 14
Normales teacutecnicas 15
Descripcioacuten de materiales primas 16
Composicioacuten quiacutemica 17-20
Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas 21-22
Proceso del producto 23-24
Descripcioacuten del proceso 25-29
Aplicacioacuten en la construccioacuten 30-32
Empresas que producen estos productos 33-34
Conclusiones 35
Recomendaciones 36
Bibliografiacutea 37
Anexo 38-39
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INTRODUCCIOacuteN
Los materiales ceraacutemicos son materiales inorgaacutenicos no metaacutelicos constituidos por Elementos
metaacutelicos y no metaacutelicos enlazados principalmente mediante enlaces ioacutenicos yo covalentes Las
composiciones quiacutemicas de los materiales ceraacutemicos variacutean considerablemente desde compues-
tos sencillos a mezclas de muchas fases complejas enlazadas
Las propiedades de los materiales ceraacutemicos tambieacuten variacutean mucho debido a las diferencias en
los enlaces En general los materiales ceraacutemicos son tiacutepicamente duros y fraacutegiles con baja tena-
cidad y ductilidad Los materiales se comportan usualmente como buenos aislantes eleacutectricos y
teacutermicos debido a la ausencia de electrones conductores Normalmente poseen temperaturas de
fusioacuten relativamente altas y asimismo una estabilidad quiacutemica relativamente alta en muchos
maacutes agresivos debido a la estabilidad de sus fuertes enlaces Debido a estas propiedades los
materiales ceraacutemicos son indispensables para muchos de los disentildeos en ingenieriacutea
En general los materiales ceraacutemicos usados para aplicaciones en ingenieriacutea pueden clasificarse
en dos grupos materiales ceraacutemicos tradicionales y materiales ceraacutemicos de uso especiacutefico de
ingenieriacutea
Son aquellos materiales que combinan las caracteriacutesticas y las ventajas de la ceraacutemica tradicio-
nal por ejemplo inercia quiacutemica capacidad a alta temperatura y dureza con la capacidad de
soportar una tensioacuten mecaacutenica significativa Como toda ceraacutemica estaacuten formados por compues-
tos inorgaacutenicos y no metaacutelicos ademaacutes a menudo son mezclas de varios componentes yo ma-
teriales de fase muacuteltiple que tienen estructuras cristalinas como lejas Estos materiales se reali-
zan generalmente para ser completamente densos y para tener tolerancias dimensionales ajus-
tadas Ademaacutes de ser disentildeados soporta niveles substancialmente maacutes altos de la tensioacuten mecaacute-
nica y teacutermica hay otras caracteriacutesticas importantes que hacen a la ceraacutemica estructural avanza-
da diferente de las ceraacutemicas tradicionales Los polvos las composiciones el procesado y micro
estructura que resulta se deben controlar cuidadosamente para proporcionar los niveles reque-
ridos del funcionamiento Por lo tanto la ceraacutemica estructural avanzada es maacutes costosa que ce-
raacutemica tradicional
La mayoriacutea de la ceraacutemica estructural avanzada bajo desarrollo se basa hoy en el Nitruro de sili-
cio Si3N4 carburo del silicio Sic Zro2 o aluacutemina Al2o3 Ademaacutes materiales tales como dibora-
to de titanio TiB2 Nitruro de aluminio AlN oxinitrato de aluminio de silicio SiAlON y algunos
otros carburos y nitruros de ceraacutemica se clasifican a menudo como ceraacutemicas avanzadas o de
alta tecnologiacutea debido a los meacutetodos de procesado o usos Los compuestos de matriz ceraacutemica
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tambieacuten estaacuten aumentando sus aplicaciones como ceraacutemica estructural avanzada El Nitruro de
silicio el carburo del silicio y las zirconias monoliacuteticas representan una familia de materiales maacutes
bien que un solo compuesto Una amplia gama de microestructuras y las caracteriacutesticas se pue-
den adaptar dentro de cada familia con modificaciones de las composiciones o procesado para
optimizar el funcionamiento de los materiales para usos especiacuteficos
El enchape o alicatado de mayoacutelicas ceraacutemicos azulejos etc en exteriores e interiores es un
recurso arquitectoacutenico muy antiguo Los primeros mosaicos ceraacutemicos encontrados en Egipto
Persia y China datan hace unos 3500 antildeos Las baldosas ceraacutemicas fascinan por su belleza de
superficies y destacan sus ventajas funcionales su resistencia al agua y a otras cargas su durabi-
lidad y su facilidad de limpieza Todo ello ha convertido a las baldosas en uno de los principales
materiales de revestimiento de suelos y paredes en el sector de la construccioacuten En el antildeo 1995
se fabricaron y se colocaron en todo el mundo alrededor de 2900 millones de m 2 de baldosas
Los mercados maacutes importantes fueron (Asia 1293 millones m2) Europa (963 millones de m2) y
Ameacuterica (698 millones de m2)
La mayoacutelica es una ceraacutemica con un acabado viacutetreo especial La terracota es la base de los traba-
jos de ceraacutemica y en este caso se le aplica un esmalte metaacutelico compuesto de siacutelice cenizas soacutedi-
cas calcinadas plomo y estantildeo
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RESUMEN
Los actuales sistemas restauradores ceraacutemicos sin base metaacutelica son una realidad creciente de-
bido a las inmejorables propiedades oacutepticas y esteacuteticas que presentan gracias a su comporta-
miento con la luz la capacidad para mimetizar con los dientes naturales etc A pesar de las ven-
tajas indiscutibles que poseen todaviacutea presentan algunos problemas de tipo mecaacutenico y funcio-
nal (como la fragilidad la fractura la abrasioacuten de los antagonistas etc) que limitan actualmente
su uso generalizado como materiales restauradores Tanto los nuevos materiales ceraacutemicos
como los innovadores meacutetodos de procesamiento asistidos por ordenador auguran un futuro
proacuteximo donde el uso de porcelanas libres de metal sea masivo en el quehacer diario de la pro-
fesioacuten odonto estomatoloacutegica Nuestro objetivo a la hora de abordar este tema es revisar los
conceptos actuales sobre las porcelanas sin metal
Material y metodologiacutea se realiza en base a una revisioacuten bibliograacutefica del tema propuesto y que
se estructuraraacute en los siguientes apartados
Descripcioacuten del producto
Descripcioacuten de las materias primas Proceso de produccioacuten
Aplicacioacuten en la etapa de construccioacuten
yo post-construccioacuten
Empresas nacionales que producen di-
chos productos
La palabra ceraacutemica deriva del vocablo griego keramos cuya raiacutez saacutenscrita significa quemar
En su sentido estricto se refiere a la arcilla en todas sus formas Sin embargo el uso moderno de
este teacutermino incluye a todos los materiales inorgaacutenicos no metaacutelicos que se forman por accioacuten
del calor Hasta los antildeos 1950 los materiales maacutes importantes fueron las arcillas tradicionales
utilizadas en alfareriacutea ladrillos azulejos y similares junto con el cemento y el vidrio El arte tra-
dicional de la ceraacutemica se describe en alfareriacutea Tambieacuten puede buscarse la historia del rakuacute
singular teacutecnica milenaria oriental
Histoacutericamente los productos ceraacutemicos han sido duros porosos y fraacutegiles El estudio de la ce-
raacutemica consiste en una gran extensioacuten de meacutetodos para mitigar estos problemas y acentuar las
potencialidades del material asiacute como ofrecer usos no tradicionales Esto tambieacuten se ha buscado
incorporaacutendolas a materiales compuestos como es el caso de los cermets que combinan mate-
riales metaacutelicos y ceraacutemicos
La mayoacutelica es una ceraacutemica con un acabado viacutetreo especial La terracota es la base de los traba-
jos de ceraacutemica y en este caso se le aplica un esmalte metaacutelico compuesto de siacutelice cenizas soacutedi-
cas calcinadas plomo y estantildeo
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OBJETIVOS
Conocer los diferentes materiales de piso ceraacutemico y mayoacutelicas asiacute como sus componentes
principales
Adquirir conocimientos acerca del uso del piso ceraacutemico y los usos diversos en la construc-
cioacuten
Los pisos ceraacutemicos son muy importantes en cuanto a la ingenieriacutea civil ya que aporta y
ayuda mucho al momento de ejecutar proyectos puesto que le da un excelente y adecuado
acabado
Los pisos ceraacutemicos son compuestos o soluciones compuestas
Quiacutemicamente sus aacutetomos se unen mediante enlaces ioacutenicos y covalentes
Los pisos ceraacutemicos y mayoacutelicas son duros y fraacutegiles de alto punto de fusioacuten
Son malos conductores baja conductividad teacutermica y eleacutectrica
Pisos ceraacutemicos son de estabilidad quiacutemica y eleacutectrica
Son resistentes a la compresioacuten
Se recabo la informacioacuten del proceso de produccioacuten del piso ceraacutemico
De acuerdo a las investigaciones realizadas se encontraron diversos tipos yo variedad de
pisos ceraacutemicos
DESCRIPCIOacuteN DEL PRODUCTO
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La ceraacutemica (palabra derivada del griego κεραμικός keramikos Sustancia Quemada) es el arte
de fabricar recipientes vasijas y otros objetos de barro loza y porcelana Tambieacuten es el nombre
de dichos objetos El teacutermino se aplica de una forma tan amplia que ha perdido buena parte de
su significado No soacutelo se aplica a las industrias de silicatos (grupo de minerales de mayor abun-
dancia pues constituyen maacutes del 95 de la corteza terrestre) sino tambieacuten a artiacuteculos y recu-
brimientos aglutinados por medio del calor con suficiente temperatura como para dar lugar al
sinterizado Este campo se estaacute ampliando nuevamente incluyendo en eacutel a cementos y esmaltes
sobre metal
Ceraacutemica La ceraacutemica es el material maacutes utilizado ya que se comercializa con diferentes acaba-
dos disentildeos y estilos Se compone de arcillas fundentes siacutelice productos colorantes y otros
materiales Es un material muy duro y resistente en funcioacuten del grosor Resiste muy bien los
productos de limpieza y los rayones ademaacutes son impermeables
iquestQUEacute SE ENTIENDE POR MATERIAL CERAacuteMICO Una definicioacuten amplia de materiales ceraacutemicos
diriacutea que son soacutelidos inorgaacutenicos no Metaacutelicos producidos mediante tratamiento teacutermico
Comparados con los metales y plaacutesticos son duros no combustibles y no oxidables Pueden utili-
zarse en ambientes con temperatura alta corrosivos y triboloacutegicos
En dichos ambientes muchas ceraacutemicas exhiben buenas propiedades electromagneacuteticas Oacutepticas
y mecaacutenicas Una caracteriacutestica fundamental del teacutermino material incluye que puedan fabricarse
en formas con dimensiones determinadas
CLASIFICACIOacuteN
El producto obtenido dependeraacute de la naturaleza de la arcilla empleada de la temperatura y de
las teacutecnicas de coccioacuten a las que ha sido sometido Asiacute tenemos
Los materiales ceraacutemicos son buenos aislantes y que ademaacutes tienen la propiedad de tener una
temperatura de fusioacuten y resistencia en compresioacuten elevadas Asiacute mismo su moacutedulo de Young
(pendiente hasta el liacutemite elaacutestico que se forma en un ensayo de traccioacuten) tambieacuten es muy ele-
vado (lo que llamamos fragilidad)
Todas estas propiedades hacen que los materiales ceraacutemicos sean imposibles de fundir y de
mecanizar por medios tradicionales (fresado torneado brochado etc) Por esta razoacuten en las
ceraacutemicas realizamos un tratamiento de sintetizacioacuten Este proceso por la naturaleza en la cual
se crea produce poros que pueden ser visibles a simple vista Un ensayo a traccioacuten por los po-
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ros y un elevado moacutedulo de Young (fragilidad elevada) y al tener un enlace ioacutenico covalente es
imposible de realizar
Existen materiales ceraacutemicos cuya tensioacuten mecaacutenica en un ensayo de compresioacuten puede llegar a
ser superior a la tensioacuten soportada por el acero La razoacuten viene dada por la compresioacuten de los
porosagujeros que se han creado en el material Al comprimir estos poros la fuerza por unidad
de seccioacuten es mayor que antes del colapso de los poros
Las propiedades de un material ceraacutemico dependen de la naturaleza de la arcilla empleada de la
temperatura y de las teacutecnicas de coccioacuten a las que ha sido sometido Asiacute tenemos
MATERIALES CERAacuteMICOS POROSOS
No han sufrido vitrificacioacuten es decir no se llega a fundir el cuarzo con la arena Su fractura (al
romperse) es terrosa siendo totalmente permeables a los gases liacutequidos y grasas Los maacutes im-
portantes
- Arcillas cocidas- De color rojizo debido al oacutexido de hierro de las arcillas que la componen La
temperatura de coccioacuten es de entre 700 a 1000 degC Si una vez cocida se recubre con oacutexido de
estantildeo (similar a esmalte blanco) se denomina loza estanniacutefera Se fabrican baldosas ladrillos
tejas jarrones cazuelas etc
- Loza italiana- Se fabrica con arcilla entre amarillenta y rojiza mezclada con arena pudiendo
recubrirse de barniz transparente La temperatura de coccioacuten variacutea entre 1050 a 1070 degC
- Loza inglesa- Fabricada de arcilla arenosa de la que se elimina mediante lavado el oacutexido de
hierro y se le antildeade silex (25-35) yeso feldespato (bajando el punto de fusioacuten de la mezcla) y
caoliacuten para mejorar la blancura de la pasta La coccioacuten se realiza en dos fases
1) Cocido entre 1200 y 1300 degC
2) Se extrae del horno y se cubre de esmalte El resultado es anaacutelogo a las porcelanas pero no es
impermeable
- Refractarios- Se trata de arcillas cocidas porosas en cuyo interior hay unas proporciones gran-
des de oacutexido de aluminio torio berilio y circonio La coccioacuten se efectuacutea entre los 1300 y los
1600 degC El enfriamiento se debe realizar lenta y progresivamente para no producir agrietamien-
tos ni tensiones internas Se obtienen productos que pueden resistir temperaturas de hasta
3000 degC Las aplicaciones maacutes usuales son
a) Ladrillos refractarios que deben soportar altas temperaturas en el interior de hornos
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b) Electro ceraacutemicas Con las que en la actualidad se estaacuten llevando a cabo investigaciones en
motores de automoacuteviles aviones generadores eleacutectricos etc con vistas a sustituir elementos
metaacutelicos por refractarios con los que se pueden obtener mayores temperaturas y mejor ren-
dimiento Una aplicacioacuten no muy lejana fue su uso por parte de la NASA para proteger la parte
delantera y lateral del Challenger en el aterrizaje
MATERIALES CERAacuteMICOS IMPERMEABLES Y SEMI IMPERMEABLES
Se los ha sometido a temperaturas bastante altas en las que se vitrifica completamente la arena
de cuarzo De esta manera se obtienen productos impermeables y maacutes duros Los maacutes destaca-
dos
- Gres ceraacutemico comuacuten-Se obtiene a partir de arcillas ordinarias sometidas a temperaturas de
unos 1300 degC Es muy empleado en pavimentos
- Gres ceraacutemico fino- Obtenido a partir de arcillas refractarias (conteniendo oacutexidos metaacutelicos) a
las que se le antildeade un fundente (feldespato) con objeto de rebajar el punto de fusioacuten Maacutes tarde
se introducen en un horno a unos 1300 degC Cuando estaacute a punto de finalizar la coccioacuten se im-
pregnan los objetos de sal marina La sal reacciona con la arcilla y forma una fina capa de sili-
coalunminato alcalino vitrificado que confiere al gres su vidriado caracteriacutestico
- Porcelana- Se obtiene a partir de una arcilla muy pura denominada caoliacuten a la que se le antildeade
fundente (feldespato) y un desengrasante (cuarzo o siacutelex) Son elementos muy duros soliendo
tener un espesor pequentildeo (de 2 a 4 mm) su color natural es blanco o translucido Para que el
producto se considere porcelana es necesario que sufra dos cocciones una a una temperatura
de entre 1000 y 1300 degC y otra a maacutes alta temperatura pudiendo llegar a los 1800 degC Teniendo
multitud de aplicaciones en el hogar (pilas de cocina vajillas etc) y en la industria (toberas de
reactores aislantes en transformadores etc) Seguacuten la temperatura se distinguen dos tipos
Porcelanas blandas Cocidas a unos 1000 degC se sacan se les aplica esmalte y se vuelven a intro-
ducir en el horno a una temperatura de 1250 degC o maacutes
Porcelanas duras Se cuecen a 1000ordm C a continuacioacuten se sacan se esmaltan y se reintroducen
en el horno a unos 1400 degC o maacutes Si se decoran se realiza esta operacioacuten y luego se vuelven a
introducir en el horno a unos 800 ordmC
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TIPOS DE MATERIALES CERAacuteMICOS
Una ceraacutemica material puede ser definida como cualquier material de oacutexido cristalino inorgaacuteni-
co Es soacutelido e inerte Los materiales ceraacutemicos son fraacutegiles duro resistente a la compresioacuten la
debilidad en la esquila y la tensioacuten Sean capaces de soportar la erosioacuten quiacutemica que se produce
en un ambiente aacutecido o sosa caacuteustica En muchos casos resistir la erosioacuten causada por el aacutecido y
la base se le aplica Ceraacutemica en general pueden soportar temperaturas muy altas tales como
temperaturas que oscilan entre los 1000 deg C y 1600 ordm C (1800 deg F a 3000 deg F) Las excepciones
son los materiales inorgaacutenicos que no tienen el oxiacutegeno como el carburo de silicio De vidrio por
definicioacuten no es una ceraacutemica ya que es un soacutelido amorfo (no cristalino) Sin embargo el vidrio
consta de varios pasos del proceso de la ceraacutemica y sus propiedades mecaacutenicas se comportan de
manera similar a los materiales ceraacutemicos Materias primas tradicionales de ceraacutemica incluyen
minerales de la arcilla como la caolinita los materiales maacutes recientes incluyen el oacutexido de alumi-
nio maacutes comuacutenmente conocido como aluacutemina Los modernos materiales de ceraacutemica que se
clasifican como ceraacutemicas avanzadas son de carburo de silicio y carburo de tungsteno Ambos
son valorados por su resistencia a la abrasioacuten y por lo tanto son uacutetiles en aplicaciones tales co-
mo las placas de desgaste de equipos de trituracioacuten en las operaciones mineras Ceraacutemicas
avanzadas tambieacuten se utilizan en la medicina la industria eleacutectrica y electroacutenica
CERAacuteMICA CRISTALINA- Materiales ceraacutemicos cristalinos no son susceptibles de una amplia
gama de procesamiento Meacutetodos para tratar con ellos tienden a caer en una de las dos catego-
riacuteas - supeditar la ceraacutemica en la forma deseada por la reaccioacuten in situ o por formar los polvos
en la forma deseada y luego de sinterizacioacuten para formar un cuerpo soacutelido de ceraacutemica que
forman las teacutecnicas incluyen la configuracioacuten de forma manual (a veces incluso un proceso de
rotacioacuten llamado lanzar) barbotina colaje en cinta (usado para hacer condensadores de ce-
raacutemica fina etc) de moldeo por inyeccioacuten prensado en seco y otras variaciones (Veacutease tam-
bieacuten Ceraacutemica teacutecnicas de formacioacuten Los detalles de estos procesos se describen en los dos li-
bros mencionados a continuacioacuten) Algunos meacutetodos utilizan un hiacutebrido entre los dos enfoques
NO CRISTALINA CERAacuteMICA- No cristalinas de ceraacutemica siendo las gafas tienden a formarse a
partir de fundidos El vidrio se forma cuando sea completamente fundido con una feacuterula o
cuando en un estado de caramelo-como la viscosidad por meacutetodos como la voladura de un
molde Si maacutes tarde el calor tratamientos causa este vaso para convertirse en parte cristalino el
material resultante se conoce como la ceraacutemica de vidrio
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PROPIEDADES DE LA CERAMICA
Propiedades mecaacutenicas-Los materiales ceraacutemicos son generalmente fraacutegiles o vidriosos
Casi siempre se fracturan ante esfuerzos de tensioacuten y presentan poca elasticidad
Propiedades teacutermicas- Esta propiedad se fundamenta en tres caracteriacutesticas de los mate-
riales ceraacutemicos elevado punto de fusioacuten bajo coeficiente de dilatacioacuten y baja conductivi-
dad teacutermica
Propiedades oacutepticas
Propiedades eleacutectricas-Los materiales ceraacutemicos tienen una propiedad de aislamiento eleacutec-
trico
Propiedades magneacuteticas
Propiedades quiacutemicas
PROPIEDADES MECAacuteNICAS
Los materiales ceraacutemicos son generalmente ioacutenicos o covalentes materiales en condiciones de
servidumbre y puede ser cristalina o amorfa Un material se mantienen unidos por uno u otro
tipo de bonos tienden a la fractura antes de que la deformacioacuten plaacutestica se lleva a cabo lo que se
traduce en pobres dureza de estos materiales Ademaacutes debido a que estos materiales tienden a
ser porosas los poros y otras imperfecciones microscoacutepicas actuacutean como concentradores de
esfuerzos la disminucioacuten de la resistencia maacutes allaacute y la reduccioacuten de la resistencia a la traccioacuten
Estos se combinan para dar fallos catastroacuteficos a diferencia de la que normalmente mucho maacutes
suaves modos de falla de los metales
Estos materiales se muestran deformacioacuten plaacutestica Sin embargo debido a la estructura riacutegida
de los materiales cristalinos no se dispone de muy pocos sistemas de deslizamiento de las dislo-
caciones para moverse por lo que se deforman muy lentamente Con el no-cristalinos (vidrio-
sos) los materiales viscoso flujo es la principal fuente de deformacioacuten plaacutestica y tambieacuten es
muy lento Por tanto es descuidado en muchas aplicaciones de los materiales ceraacutemicos
PROPIEDADES ELEacuteCTRICAS
Semiconductores- Hay una serie de ceraacutemicas que son semiconductores La mayoriacutea de estos
son los oacutexidos de metales de transicioacuten que son semiconductores II-VI como el oacutexido de zinc
Mientras se habla de hacer azul LED de oacutexido de zinc ceramistas estaacuten maacutes interesados en las
propiedades eleacutectricas que muestran los efectos del liacutemite de grano Ceraacutemica semiconductores
tambieacuten se emplean como sensores de gas Cuando varios gases son pasados por una ceraacutemica
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poli cristalina su resistencia eleacutectrica cambia Con ajuste a las mezclas de gas que sea posible
los dispositivos de muy bajo costo se pueden producir
Superconductividad- Bajo ciertas condiciones tales como temperaturas extremadamente bajas
algunas ceraacutemicas muestran superconductividad de alta temperatura La razoacuten exacta de esto
no se conoce pero hay dos grandes familias de la ceraacutemica superconductora
Ferro electricidad y Suacuteper series- Piezoelectricidad un viacutenculo entre la actividad eleacutectrica y
mecaacutenica es exhibida por un gran nuacutemero de materiales ceraacutemicos incluyendo el cuarzo utiliza-
do para medir el tiempo en los relojes y otros aparatos electroacutenicos
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LOS CERAacuteMICOS
Los materiales ceraacutemicos son compuestos quiacutemicos o soluciones complejas que contienen elemen-
tos metaacutelicos y no metaacutelicos Tienen amplias propiedades mecaacutenicas y fiacutesicas Debido a sus enlaces
ioacutenicos o covalentes los ceraacutemicos son duros fraacutegiles con un alto punto de fusioacuten baja conductivi-
dad eleacutectrica y teacutermica buena estabilidad quiacutemica resistencia a la compresioacuten
La composicioacuten quiacutemica de los ceraacutemicos generalmente es
Nitruro de silicio (Si3N4) utilizado como polvo abrasivo
Carburo de boro (B4C) usado en algunos helicoacutepteros y cubiertas de tanques
Carburo de silicio (SiC) empleado en hornos microondas en abrasivos y como material refrac-
tario
Diboruro de magnesio (MgB2) es un superconductor no convencional
Oacutexido de zinc (ZnO) un semiconductor
Ferrita (Fe3O4) es utilizado en nuacutecleos de transformadores magneacuteticos y en nuacutecleos de memo-
rias magneacuteticas
Oacutexido de uranio (UO2) empleado como combustible en reactores nucleares
Oacutexido de itrio bario y cobre (YBa2Cu3O7-x) superconductor de alta temperatura
talio-bario-calcio
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DEL ELECTRO PORCELANA
El electro porcelano es el maacutes importante de los materiales ceraacutemicos empleados en electrotecnia
Esta sustancia se obtiene mediante la mezcla de
1) El caoliacuten o tierra de porcelana que es un silicato de aluminio hidratado cuya composicioacuten co-
rresponde aproximadamente a la foacutermula
Al2O3 - 2SiO2 - 2H2O
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2) El cuarzo u oacutexido de silicio de foacutermula SiO2
3) El feldespato nombre geneacuterico de un grupo de minerales petrogeneacuteticos o formadores de ro-
cas Todos los feldespatos son silicatos anhidros de aluminio con potasio sodio y calcio El fel-
despato potaacutesico es el m s empleado en la fabricacioacuten de la porcelana y su foacutermula quiacutemica
aproximada es
K2O - Al2O3 - 6SiO2
Las proporciones de estas sustancias en la mezcla determinan las propiedades eleacutectricas mecaacutenicas y
teacutermicas de los productos obtenidos despueacutes de la coccioacuten
La mezcla de estos productos se realiza en proporciones que se establecen por diferentes meacutetodos
el maacutes comuacuten es el de diagrama de composicioacuten
COMPOSICIOacuteN QUIMICA DE ESTRUCTURA DE LOS CERAacuteMICOS CRISTALINOS
La composicioacuten de Estructura Perovskite
Se encuentra en varios ceraacutemicos eleacutectricos En este tipo de celdas estaacuten 3 tipos de iones que
son iones de bario iones de oxiacutegeno y iones de titanio La distorsioacuten de la celda unitaria produce
una sentildeal eleacutectrica lo que permite que ciertos titanitos sirvan como transductores Entonces
estaraacute compuesto por iones de
Bario (Ba)
Oxigeno (O)
Titanio (Ti)
La composicioacuten de Estructura del corindoacuten
Es similar a una estructura hexagonal compacta Algunos ceraacutemicos tienen esta estructura como
son
Cr2O3 y Fe2O3
La composicioacuten de Estructura de espinel
Tiene una celda unitaria cuacutebica en cada uno de sus cubos menores hay iones de oxiacutegeno hay 4
intersticiales octaeacutedricos y 8 sitios intersticiales tetraeacutedricos de los cuales los cationes ocupan 3
En los espineles inversos el ioacuten bivalente y la mitad de los iones trivalentes se localizan en los
sitios octaeacutedricos
La composicioacuten de estructura de los silicatos cristalinos
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En el siacutelice el enlace covalente requiere que los aacutetomos de silicio tengan junto 4 aacutetomos de oxiacute-
geno creando asiacute una estructura tetraeacutedrica esta es la unidad estructural fundamental del siacutelice
de las arcillas y de silicatos viacutetreos
Los compuestos de silicatos forman una serie de soluciones soacutelidas conocidas como olivinos y
orto silicatos
La composicioacuten de Estructuras laminares
Cuando la relacioacuten O resulta en la foacutermula
Si2O3
Los tetraedros se combinan para formar estructuras laminares en una formacioacuten ideal 3 aacuteto-
mos de oxiacutegeno formando un patroacuten hexagonal La caolinita que es una arcilla comuacuten estaacute com-
puesta por laacuteminas de silicato enlazadas ioacutenicamente a una hoja compuesta por ciertos grupos
las arcillas son componentes importantes de muchos ceraacutemicos
La composicioacuten de Siacutelice
Conforme incrementa la temperatura el siacutelice cambia de cuarzo alfa a cuarzo beta a tridimita
beta a cristobalita beta y a liacutequido la transformacioacuten de cuarzo alfa a beta crea un cambio de
dimensioacuten en el siacutelice acompantildeado por esfuerzos altos e incluso por agrietamiento
CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS Y QUIacuteMICAS DE LOS CERAacuteMICOS
Es necesario conocer las caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas de los materiales riacutegidos modulares
tanto para discriminar la calidad de unos productos respecto de otros como para poder deducir
su adecuacioacuten al uso en funcioacuten de las exigencias previstas o previsibles en el lugar de destino
Para todos los materiales riacutegidos modulares destinados a un recubrimiento debemos tomar en
consideracioacuten caracteriacutesticas relacionadas con
Las caracteriacutesticas asociadas a cada grupo deben disponer de meacutetodos de ensayo normalizados o
al menos reconocidos en reglamentos nacionales y ello no siempre es posible pues las normas
de producto soacutelo contemplan aquellas caracteriacutesticas seleccionadas por los fabricantes como
fundamentales para sus fines empresariales
Podemos citar como caracteriacutesticas especiales
La resistencia a la corrosioacuten en niebla salina (seguacuten ISO 9227)
El comportamiento en atmoacutesfera de SO2 (seguacuten UNE-EN ISO 6988)
La permeabilidad frente a la lluvia (medida seguacuten BS431 Apeacutendice A)
La conductividad eleacutectrica
La resistencia al crecimiento de moho
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Las tres primeras suelen considerarse en materiales destinados a revestimientos exteriores la
cuarta en solados y alicatados que precisen equipotencial dad eleacutectrica o un nivel de conducti-
vdad eleacutectrica que permita evacuar a tierra cargas electrostaacuteticas que pueden generar explosio-
nes o incendio
Normales teacutecnicas
Las normas Teacutecnicas establecen los niveles de calidad y seguridad y son un medio oacuteptimo para
facilitar la transparencia en el mercado y en elemento fundamental para competir
Por este motivo el CID del INDECOPI contribuye a la mejora de la Competitividad - Paiacutes ponien-
do a disposicioacuten de las empresas Pymes consultores estudiantes y ciudadaniacutea en general el
ldquoCATAacuteLOGO DE NORMAS TEacuteCNICAS PERUANAS SOBRE PRODUCTOS CERAacuteMICOS PARA EDIFICA-
CIOacuteNrdquo aprobadas por el Indecopi a traveacutes de la Comisioacuten de Normalizacioacuten y de Fiscalizacioacuten de
Barreras Comerciales No Arancelarias La presentacioacuten del cataacutelogo es amigable y de faacutecil ubica-
cioacuten estaacute clasificada por aacutereas temaacuteticas de acuerdo a la Clasificacioacuten Internacional de Normas y
dentro de estas en orden correlativo por coacutedigo de NTP con un resumen del contenido de la
misma
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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DESCRIPCION DE LAS MATERIAS PRIMAS
MATERIAS PRIMAS PARA LA CONSTRUCCIOacuteN DE CERAacuteMICAS En las ceraacutemicas tradicionales se utilizan materias primas de depoacutesitos naturales Arcillas feldespatos cuarzo estos son poco purificadas
La materia prima es
La arcilla
El agua
La siacutelice
El plomo
El estantildeo
Se forman muacuteltiples fases en la coccioacuten Para cada composicioacuten se dan muchas aplicaciones En las ceraacutemicas teacutecnicas materias primas son de pureza alta y presentan fase uacutenica cada composi-cioacuten tiene una aplicacioacuten especificada Una pasta ceraacutemica baacutesicamente contiene
La arcilla estaacute constituida por agregados de silicatos de aluminio hidratados siendo blanca cuando es pura Surge de la descomposicioacuten de rocas que contienen feldespato originada en un proceso natural que dura decenas de miles de antildeos La foacutermula quiacutemica es Al2O3 middot 2SiO2 middot H2O
Feldespato Carbonato de calcio (caliza)La caliza es una roca sedimentaria porosa de origen quiacutemico formada mineraloacutegicamente por carbonatos La foacutermula de la caliza es CaMg(CO3)2
Chamota (residuo obtenido en el horno)
Chamota de ladrillo
Rotura cruda
Clasificacioacuten de la Arcilla
Las arcillas pueden clasificarse de acuerdo al proceso
geoloacutegico que las originoacute y a la ubicacioacuten del yacimiento en el que se encuentran Se puede re-
conocer
Arcilla primaria Se utiliza esta denominacioacuten cuando el yacimiento donde se encuentra es el
mismo lugar en donde se originoacute El caoliacuten es la uacutenica arcilla primaria conocida
Granulometriacutea Dentro de la clasificacioacuten granulomeacutetrica de las partiacuteculas del suelo las arcillas
ocupan el siguiente lugar
Feldespato
El feldespato es el mineral maacutes comuacuten sobre la
corteza terrestre iexclde manera que es muy posible
que lo encuentres entre las rocas que coleccionas
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Se encuentra en cada uno de los tres tipos de rocas pero es maacutes comuacuten encontrarlo en las
rocas iacutegneas intrusivas como el granito en donde los cristales son blancos o rosados Hay
diferentes tipos de feldespato
Las caracteriacutesticas de los dos tipos maacutes comunes se dan a continuacioacuten Excepto por su color
estos dos tipos comunes de feldespato son difiacuteciles de diferenciar El color puede ser de gran
ayuda pero hay que tener en cuenta que el mismo mineral puede tener colores diferentes
La mejor manera de diferenciar estos dos es mediante la observacioacuten de la superficie de los
cristales y ver si tienen estriaciones delgadas paralelas El feldespato de plagioclasa tiene
estriaciones y el feldespato ortoclase no tiene
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LAS MATERIAS PRIMAS
Algunos ceraacutemicos como la porcelana productos arcillosos estructurales y algunos componentes
electroacutenicos contienen una fase cristalina Durante el tratamiento a elevadas Temperaturas de este
tipo de materiales soacutelidos ceraacutemicos tiene lugar un proceso llamado Vitrificacioacuten por medio del cual
la fase cristalina se licuacutea y rellena los poros del material Esta Fase cristalina liacutequida puede reaccionar
con alguno de los soacutelidos restantes del material refractario Bajo enfriamiento la fase liquida solidifi-
ca para formar una matriz viacutetrea que une las partiacuteculas que no han fundido
CERAacuteMICOS TRADICIONALES
Los ceraacutemicos tradicionales estaacuten constituidos por tres
tipos baacutesicos
Arcilla siacutelice (siacutelex) y feldespato La arcilla estaacute com-
puesta principalmente por silicatos de Al hidratados
(Al2O3 Si O2 H20) con pequentildeas cantidades de otros
oacutexidos como TiO2 Fe2O3 MgO CaO Na2O K2O
En esta imagen podemos percibir la forma-
cioacuten de un cuello durante la sinterizacioacuten de
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dos partiacuteculas pequentildeas La difusioacuten atoacutemica tiene lugar en la superficie de contacto y alarga el aacuterea
de contacto para formar un cuello
En al siguiente imagen observamos como al porosidad da frente al tiempo de compactos de MgO
dopados con un 02 en peso del CaO y sinterizado en aire estatico a 1330 y 1430 oC noacutetese que
una mayor temperatura de sinterizado produce una disminucioacuten maacutes raacutepida de la porosidad y un
nivel de porosidad maacutes bajo
La siacutelice (Si O2) Tambieacuten llamada Siacutelex o Cuarzo El feldespato potaacutesico que tiene la composicioacuten
baacutesica K2O Al2O3 6SiO2 se funde a bajas temperaturas y se transforma en vidrio cuando la mezcla
ceraacutemica se somete a alta temperatura y une los componentes refractarios
TABLA 1
CERAacuteMICOS DE INGENIERIacuteA
En contraste con los ceraacutemicos tradicionales que se basan principalmente en la arcilla los ceraacutemicos
teacutecnicos o de ingenieriacutea estaacuten constituidos por compuestos puros o casi puros principalmente oacutexidos
carburos o nitruros
TABLA 2
Tipo de pasta Caoliacuten Arcilla Plaacutestica
Feldespato Siacutelex Otros
Porcelana Dura 40 10 25 25
Art Aislantes Eleacutectricos 27 14 26 33
Art Sanitarios Viacutetreos 30 20 34 18
Aislantes Eleacutectricos 23 25 34 18
Tejas Viacutetreas 26 30 32 12
Porcelana Fina Semiviacutetrea 23 30 25 21
Porcelana inglesa 25 hellip 15 22
2CaC O3
Loza para hoteles 31 10 22 35
Porcelana dental
5 hellip 95
Alguno de los ceraacutemicos de ingenieriacutea maacutes importantes contienen compuestos como
Porcentaje en pesos de los oacutexidos principales
Tipo Al2O2 Si O2 Fe2O3 TiO2 CaO MgO Na2O K2O H20 Peacuterd por ignicioacuten
Caoliacuten 374 455 168 13 0004 003 0011 0005 139
Arc Plaacutestica de ten
309 54 074 15 014 02 045 072 hellip 114
Arc Plaacutestica de Ky
32 517 09 152 021 019 038 089 hellip 123
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Aluacutemina (Al2O3)
Nitruro de Silicio (Si3N4)
Carburo de silicio (SiC)
Zirconita (ZrO2) A continuacioacuten se ofrece una breve descripcioacuten de algunos compuestos procesos y aplica-
ciones de varios materiales ceraacutemicos importantes en ingenieriacutea
Aluacutemina (Al2O3)La aluacutemina se desarrolloacute originalmente para tubos refractarios y crisoles dealta
pureza de utilizacioacuten a elevadas temperaturas pero ahora tiene aplicaciones mucho maacutes variadas
Un ejemplo claacutesico de la utilizacioacuten de la aluacutemina es en materiales aislantes de las bujiacuteas El oacutexido de
aluminio se dopa con oacutexido de Mg se prensa en friacuteo y se sinteriza La aluacutemina se emplea frecuente-
mente para aplicaciones eleacutectricas de buena calidad donde se precisan bajas peacuterdidas dieleacutectricas y
alta resistividad
Nitruro de silicio (Si3N4)Los materiales ceraacutemicos con base de nitruro tienen una combinacioacuten
muy uacutetil de propiedades mecaacutenicas ingenieriles como resistencia razonable resistencia al impacto y
propiedades refractarias El Si3N4se disocia significativamente a temperaturas por encima de los
800degC y por consiguiente no se puede sinterizar directamente Sin embargo a lo largo de los uacuteltimos
antildeos se han desarrollado otros meacutetodos de fabricacioacuten delSi3N4Se han desarrollado cuatro procesos
principales para el nitruro de silicio procesos por reaccioacuten de unioacuten (RBSN) procesos de compacta-
cioacuten en caliente de nitruro de silicio (HPSN) proceso de nitruro de silicio sinterizado (SSN) proceso
de nitruro de silicio de compactacioacuten isostaacutetica en caliente (HIP-SN) En el proceso por reaccioacuten de
unioacuten un polvo compacto de silicio se nitrura en una corriente de gas nitroacutegeno Este proceso produ-
ce un Si3N4 microporoso y con moderadaresistencia
Propiedades de algunos ceraacutemicos de nitruro de silicio (TABLA 3)
RSBN SSN SIALON HIP-SN
Densidad Mgm3
27 33 33 33
Moacutedulo de Yung GPa
200 300 300 300
Resistencia en RT MPa
300+ 900+ 800+ 900++
Kic Mpam12
2 6 65 55-65
Desgaste por fatiga de contacto
NA Bajo Moderado Extremadamente bajo
Constante Dieleacutectrica a 1010Hz
6-7 65 hellip 65-75
$pieza de forma neta
El menor Medio Medio El mayor
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RSBN= Nitruro de Silicio con enlace por reaccioacuten
SSN= Nitruro de silicio sinterizado
HIP-SN= Nitruro de silicio Comprimido en caliente isostaacuteticamente + Flexioacuten en cuatro puntos ++ Traccioacuten directa
Carburo de silicio (SiC)Los ceraacutemicos de altas prestaciones del tipo SiC tiene propiedades muy
importantes ya que su dureza es elevada son inertes quiacutemicamente tiene buena resistencia a la
abrasioacuten y a la oxidacioacuten a altas temperaturas Sin embargo el SiC es relativamente quebradizo
por su baja resistencia al impacto y es difiacutecil producir piezas ceraacutemicas densas de grano fino Para
hacer carburo de silicio sinterizado por reaccioacuten se infiltra un polvo compacto de SiC y carbono
(grafito) con silicio fundido que reacciona con el carbono para formar SiC uniendo los granos
originales de SiC El proceso no puede continuarse hasta que todos los poros que se encuentran
entre los granos originales se llenen ya que el silicio debe ser capaz de infiltrarse Asiacute el produc-
to final contiene entre un 8 y un 20 de Si libre El SiC se puede sinterizar usando polvo de SiC
alfa de calidad adecuada sin aplicacioacuten de presioacuten externa si se antildeaden ayudas al sinterizado
Para el sinterizado sin presioacuten del SiC se utilizan comuacutenmente compuestos de boro y aluminio
Zirconio (ZrO2)La zirconita pura es polimorfa y experimenta transformaciones desde una es-
tructura tetragonal a otra monocliacutenica sobre los 1170degC acompantildeada de una expansioacuten de vo-
lumen y posible ruptura Sin embargo combinando ZrO2 con otros oacutexidos refractarios tales co-
mo CaO MgO e Y2O3 la estructura cuacutebica se puede estabilizar a temperatura ambiente y se han
encontrado algunas aplicaciones donde se requiere alta resistencia a impactos
LOS VIDRIOS DE LOS CERAMICOS
Un vidrio es un material ceraacutemico que se fabrica a partir de materiales inorgaacutenicos a altas tem-
peraturas Sin embargo se distingue de otros ceraacutemicos en que sus constituyentes se calientan
hasta la fusioacuten y despueacutes se enfriacutean hasta un estado riacutegido sin cristalizacioacuten Una de sus caracte-
riacutesticas es que tiene una estructura cristalina o amorfa Las moleacuteculas de vidrio no estaacuten coloca-
das en un orden repetitivo de largo alcance como en el caso de un soacutelido cristalino
Composicioacuten de los vidrios El vidrio de siacutelice fundido presenta una alta transmisioacuten espectral y
no estaacute sujeto a dantildeos de radiacioacuten que origina coloracioacuten en otros vidrios Es por tanto el vidrio
ideal para la luna de los vehiacuteculos espaciales y de tuacuteneles aerodinaacutemicos y para sistemas oacutepticos
en dispositivos espectrofotomeacutetricos Sin embargo los vidrios de siacutelice son caros y difiacuteciles de
procesar
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS Y QUIacuteMICAS DE LAS MATERIAS PRIMAS
Las importantes aplicaciones industriales de este grupo de minerales radican en sus propiedades
fiacutesico-quiacutemicas Dichas propiedades derivan principalmente de
Su extremadamente pequentildeo tamantildeo de partiacutecula (inferior a 2 mm)
Su morfologiacutea laminar (filosilicatos)
Las sustituciones isomoacuterficas que dan lugar a la aparicioacuten de carga en las laacuteminas
Por otra parte la existencia de carga en las laacuteminas se compensa como ya se ha citado con la
entrada en el espacio interlaminar de cationes deacutebilmente ligados y con estado variable de hi-
dratacioacuten que pueden ser intercambiados faacutecilmente mediante la puesta en contacto de la arci-
lla con una solucioacuten saturada en otros cationes a esta propiedad se la conoce como capacidad
de intercambio catioacutenico y es tambieacuten la base de multitud de aplicaciones industriales
Superficie especiacutefica La superficie especiacutefica o aacuterea superficial de una arcilla se define como el
aacuterea de la superficie externa maacutes el aacuterea de la superficie interna (en el caso de que esta exista)
de las partiacuteculas constituyentes por unidad de masa expresada en m2g Las arcillas poseen una
elevada superficie especiacutefica muy importante para ciertos usos industriales en los que la inter-
accioacuten soacutelido-fluido depende directamente de esta propiedad
A continuacioacuten se muestran algunos ejemplos de superficies especiacuteficas de arcillas
Caolinita de elevada cristalinidad hasta 15 m2g
Caolinita de baja cristalinidad hasta 50 m2g
Halloisita hasta 60 m2g
Illita hasta 50 m2g
Montmorillonita 80-300 m2g
Sepiolita 100-240 m2g
Paligorskita 100-200 m2g
Capacidad de Intercambio catioacutenico Es una propiedad fundamental de las esmectitas Son ca-
paces de cambiar faacutecilmente los iones fijados en la superficie exterior de sus cristales en los
espacios interlaminares o en otros espacios interiores de las estructuras por otros existentes en
las soluciones acuosas envolventes
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Sustituciones isomoacuterficas dentro de la estructura
Enlaces insaturados en los bordes y superficies externas
Disociacioacuten de los grupos hidroxilos accesibles
A continuacioacuten se muestran algunos ejemplos de capacidad de intercambio catioacutenico (en
meq100g)
Caolinita 3-5
Halloisita 10-40
Illita 10-50
Clorita 10-50
Vermiculita 100-200
Montmorillonita 80-200
Sepiolita-paligorskita 20-35
Los materiales primas de los ceraacutemicos son Minerales compuestos y elementos quiacutemicos forma-
dos mediante procesos inorgaacutenicos
Las propiedades de los minerales se estudian bajo las correspondientes divisiones mineralogiacutea
quiacutemica mineralogiacutea y fiacutesica
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PROCESO DE PRODUCCION
PROCESADO DE MATERIALES CERAacuteMICOS
Las ceraacutemicas no cristalinas (vidriosas) suelen ser formadas de fundiciones El vidrio es formado
por cualquiera de los siguientes meacutetodos soplado prensado laminado estirado colado o flota-
do y galvanizado
Los materiales ceraacutemicos cristalinos no son susceptibles de un variado rango de procesado Los
meacutetodos empleados para su manejo tienden a fallar en una de dos categoriacuteas -hacer ceraacutemica
en la forma deseada pro reaccioacuten in situ o por formacioacuten de polvos en la forma deseada y lue-
go sinterizados para formar un cuerpo soacutelido Algunos meacutetodos usados son un hiacutebrido de los dos
meacutetodos mencionados
Manufactura in situ
El uso maacutes comuacuten de este meacutetodo es en la produccioacuten de cemento y concreto Aquiacute los abrasi-
vos deshidratados son mezclados con agua Esto da comienzo a las reacciones de la hidratacioacuten
las cuales resultan en cristales grandes interconectados formaacutendose alrededor de los agregados
Pasado un tiempo esto resulta en una ceraacutemica soacutelida
El mayor problema con este meacutetodo es que la mayoriacutea de las reacciones son tan raacutepidas que no
es posible hacer una buena mezcla lo que tiende a impedir la construccioacuten en gran escala Sin
embargo los sistemas a pequentildea escala pueden ser realizados mediante teacutecnicas de depoacutesito
en donde los diferentes materiales son introducidos sobre un sustrato donde se produce la
reaccioacuten y la ceraacutemica se forma sobre este sustrato
Conformado de los polvos
El objetivo principal del conformado es dar forma y consistencia a la masa de polvos que deacute lugar
a un aumento de la densidad y por lo tanto a una mejora de las propiedades mecaacutenicas Existen
dos formas de realizar el conformado mediante la aplicacioacuten de presioacuten y temperaturas eleva-
das Con la aplicacioacuten de presioacuten y temperatura el proceso es similar a si no aplicaacutesemos altas
temperaturas pero obtenemos productos maacutes densos y homogeacuteneos a la vez que ahorramos
materias primas
Prensado uniaxial (en caliente o en friacuteo) Consiste en la aplicacioacuten de presioacuten en una uacutenica
direccioacuten hasta conseguir la compactacioacuten de los polvos ceraacutemicos La pieza asiacute conformada
tendraacute la forma de la matriz y las superficies con las que se aplica la presioacuten
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Prensado isostaacutetico en caliente o en friacuteo Consiste en compactar los polvos encerraacutendolos
hermeacuteticamente en moldes elaacutesticos tiacutepicamente de goma laacutetex o PVC aplicaacutendoles pre-
sioacuten hidrostaacutetica mediante un fluido que puede ser agua o aceite El fundamento de este
proceso es el Principio de Pascal de este modo conseguimos compactar uniformemente y
en todas las direcciones el material
Slip Casting Se fundamenta en el moldeo por barbotina de la ceraacutemica tradicional median-
te el cual obtenemos piezas de espesores pequentildeos utilizando moldes porosos
Meacutetodos basados en la sinterizacioacuten
Los principios de los meacutetodos basados en la sinterizacioacuten son sencillos Una vez que la materia
prima es acondicionada para su procesamiento (hornada) es introducida en el horno con lo que
el proceso de difusioacuten compacta a la materia prima
Los poros se achican resultando un producto maacutes denso y fuerte El quemado se hace a una
temperatura por debajo del punto de derretimiento de la ceraacutemica Siempre queda alguna poro-
sidad pero la verdadera ventaja de este meacutetodo es que la hornada puede ser producida de cual-
quier modo imaginable e incluso puede ser sinterizado Esto lo hace una ruta muy versaacutetil
Existen miles de posibles refinamientos de este proceso Algunos de los maacutes comunes involucran
presionar la hornada para darle la densidad la quema reduce el tiempo de sinterizacioacuten necesa-
rio A veces se antildeaden elementos orgaacutenicos junto a la hornada que son disueltos durante la
quema
Algunas veces se agregan lubricantes orgaacutenicos durante el proceso para incrementar la densi-
dad No es raro combinarlos agregando materia orgaacutenica y lubricantes a una hornada y luego
presionar (La formulacioacuten de estos aditivos quiacutemico orgaacutenicos es un arte en siacute mismo) Esto es
particularmente importante en la manufactura de ceraacutemica de alto rendimiento tales como las
usadas para la electroacutenica en condensadores inductores sensores etc
Puede realizarse una mezcla de componentes en vez de usar un solo polvo y luego verterlo en el
molde deseado dejaacutendolo secar y luego sinterizarlo De hecho en la alfareriacutea tradicional es he-
cho de esta forma usando una mezcla plaacutestica que es trabajada con las manos
Si una mezcla de materiales diferentes componentes es utilizada en una ceraacutemica algunas veces
la temperatura de sinterizacioacuten es mayor a la temperatura de fundicioacuten de alguno de sus com-
ponentes (fase liacutequida de sinterizacioacuten) Esto genera un periacuteodo maacutes corto de sinterizacioacuten com-
parado con el estado soacutelido sinterizado
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DESCRIPCIOacuteN DEL PROCESO DE PRODUCCIOacuteN
LA FABRICACIOacuteN
PROCESO Una vez que las materias primas que se procesan una serie de medidas llevaraacute a cabo
para obtener el producto terminado Estos pasos incluyen la dosificacioacuten mezcla y molienda
secado por aspersioacuten formando secado esmaltado y coccioacuten Muchos de estos pasos se reali-
zan ahora con equipos automatizados
De procesamiento por lotes Un caso de muchos productos de ceraacutemica incluyendo mosaico de
la composicioacuten corporal se determina por la cantidad y el tipo de materias primas Las materias
primas tambieacuten determinan el color del cuerpo del azulejo que puede ser rojo o blanco depen-
diendo de la cantidad de hierro que contienen materias primas empleadas Por lo tanto es im-
portante mezclar las cantidades correctas en conjunto para lograr las propiedades deseadas
Caacutelculos por lotes por tanto necesario que debe tener en cuenta tanto las propiedades fiacutesicas y
composicioacuten quiacutemica de las materias primas Una vez que el peso adecuado de cada materia
prima se determina las materias primas deben ser mezclados
Mezcla y molienda Una vez que los ingredientes se pesan que se suman en un mezclador de
shell mezclador de cinta o un mezclador intensivo Un mezclador de shell se compone de dos
cilindros unidos en forma de V que gira a caer y mezclar el material Un mezclador de cinta utili-
za aspas helicoidales y un mezclador intensivo utiliza haraacute raacutepidamente renovables Este paso
maacutes muele los ingredientes dando como resultado un tamantildeo de partiacutecula maacutes fina que mejora
el proceso de formacioacuten posterior (ver paso 4 a continuacioacuten)
A veces es necesario agregar agua para aumentar la mezcla de un lote con varios ingredientes
asiacute como para lograr la molienda fina Este proceso se denomina molienda huacutemeda y con fre-
cuencia se realiza mediante un molino de bolas El resultado lleno de agua mezcla que se llama
una papilla o deslizamiento El agua se extrae de la suspensioacuten pulsando filtro (que elimina el
40-50 por ciento de la humedad) seguida de molienda en seco
De secado por aspersioacuten Si la molienda huacutemeda es utilizada por primera vez el exceso de agua
suele ser removido a traveacutes de secado por aspersioacuten Esto implica el bombeo de la lechada con
un atomizador que consiste en un disco que gira raacutepidamente o la boquilla Las gotas de la hoja
se secan a medida que se calientan con una columna de aire ascendente caliente formando pe-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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quentildeos graacutenulos de libre movimiento que dan como resultado un polvo susceptible de confor-
macioacuten
Cuerpos de baldosas tambieacuten se puede preparar por molienda en seco seguido de granulacioacuten
Granulacioacuten se utiliza una maacutequina en la cual se mezcla la mezcla de material previamente seco
molido con agua para formar las partiacuteculas en graacutenulos que a su vez formar un polvo listo para
su formacioacuten
La formacioacuten La mayoriacutea de baldosas estaacute formada por prensado en seco En este meacutetodo el
polvo de flujo libre que contiene aglutinante orgaacutenico o un bajo porcentaje de humedad se deri-
va de una tolva en la matriz de la formacioacuten El material se comprime en una cavidad de acero
por eacutembolos de acero y luego es expulsado por el eacutembolo de la parte inferior Prensas automati-
zadas se utilizan para presiones de trabajo de hasta 2500 toneladas
Varios otros meacutetodos tambieacuten se utilizan en el cuerpo del azulejo estaacute en huacutemedo la forma maacutes
moldeable Extrusioacuten ademaacutes de perforacioacuten se utiliza para producir baldosas de forma irregu-
lar y maacutes delgada de baldosas maacutes raacutepida y econoacutemica Esto implica la compactacioacuten de una
masa de plaacutestico en el cilindro de presioacuten alta y obligando a que el material fluya hacia fuera de
la botella en las babosas cortoacute Estas balas son entonces un puntildeetazo en una o maacutes fichas con
troquelado hidraacuteulico o neumaacutetico
RAM presionando a menudo se utiliza para la baldosa muy perfilada Con este meacutetodo las bal-
dosas excluidas por el cuerpo del azulejo se presionan entre dos mitades de un molde duro o
porosa montada en una prensa hidraacuteulica El formoacute parte se elimina por la primera aplicacioacuten de
vaciacuteo a la mitad superior del molde para liberar la parte de la mitad inferior seguido forzando el
aire a traveacutes de la parte de arriba para liberar la parte superior El exceso de material debe ser
removido de la pieza y acabado adicional puede ser necesario
Otro proceso conocido como cristal de presioacuten se ha desarrollado recientemente Este proceso
combina el cristal y dar forma a la vez pulsando el esmalte (en forma de polvo atomizado) direc-
tamente en la matriz llena con el polvo del cuerpo de baldosas Las ventajas incluyen la elimina-
cioacuten de liacuteneas de esmaltado asiacute como el material de desecho cristales (llamados lodos) que se
produce con el meacutetodo convencional
El secado baldosas de ceraacutemica por lo general debe ser secado (con una humedad relativa alta)
despueacutes de la formacioacuten sobre todo si un meacutetodo huacutemedo se utiliza Secado lo que puede lle-
var varios diacuteas se quita el agua a una velocidad lo suficientemente lenta como para evitar las
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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grietas por contraccioacuten Los secadores continuos o tuacuteneles que se utilizan son calentados con
gas o aceite laacutemparas de infrarrojos o energiacutea de microondas Secado por infrarrojos es maacutes
adecuado para baldosas finas mientras secado por microondas que funciona mejor para maacutes
gruesa de baldosas Otro meacutetodo el secado impulso utiliza pulsos de aire caliente que fluye en
la direccioacuten transversal en vez de manera continua en la direccioacuten del flujo de materiales
Acristalamiento Para preparar el glaseado los mismos meacutetodos que para el cuerpo del azulejo
Despueacutes de una formulacioacuten de lotes se calcula las materias primas se pesan se mezclan y seco
o huacutemedo molido Los esmaltes molidos se aplican mediante uno de los meacutetodos disponibles
En el acristalamiento de centriacutefuga o arado de discos el esmalte se alimenta a traveacutes de un disco
giratorio que arroja o lanza el esmalte en el azulejo En el meacutetodo de la campana cascada una
corriente de barniz se cae en el azulejo al pasar sobre una cinta transportadora por debajo A
veces el esmalte es simplemente rociado en Para aplicaciones de esmalte muacuteltiples impresioacuten
en pantalla por debajo o entre las baldosas que se han mojado cristal se utiliza En este proce-
so esmalte es forzada a traveacutes de una pantalla por una rasqueta de goma u otro dispositivo
Acristalamiento en seco tambieacuten se estaacute utilizando Esto implica la aplicacioacuten de polvos fritas
trituradas (materiales de vidrio) y esmaltes granulada en una superficie de baldosas mojadas
acristalamiento Despueacutes de la coccioacuten las partiacuteculas de esmalte se funden entre siacute para produ-
cir una superficie como el granito
Disparo Despueacutes de cristal el azulejo se debe calentar intensamente para fortalecerlo y darle la
porosidad deseada Hay dos tipos de hornos o Despueacutes de la formacioacuten el archivo se seca poco
a poco (durante varios diacuteas) y con una humedad alta para evitar el agrietamiento y la contrac-
cioacuten A continuacioacuten el barniz se aplica a continuacioacuten el azulejo se cuece en un horno o estu-
fa Aunque algunos tipos de baldosas requiere un proceso de coccioacuten en dos etapas huacutemedo
molido baldosas se dispara una sola vez a una temperatura de 2000 grados Fahrenheit o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten el azulejo es empacado y enviado
Los hornos se utilizan para la coccioacuten de baldosas Azulejo de la pared o azulejo que es prepa-
rado por molienda en seco en lugar de molienda huacutemeda requiere generalmente un proceso de
dos pasos En este proceso el azulejo pasa a traveacutes de un disparo de baja temperatura llamada
sopa de fuego antes de acristalamiento Este paso elimina los volaacutetiles de la materia y la mayor
parte o la totalidad de la contraccioacuten El cuerpo y el esmalte luego se disparoacute en un proceso lla-
mado despido glost Tanto los procesos de coccioacuten tienen lugar en un tuacutenel o un horno conti-
nuo que consta de una caacutemara a traveacutes del cual poco a poco el software se trasladoacute en un
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transportador de rollos de refractarios estantes construidos con materiales que son resistentes a
temperaturas altas o en contenedores denominados gacetas Coccioacuten en un horno tuacutenel puede
tomar de dos a tres diacuteas con temperaturas alrededor de disparar 2372 grados Fahrenheit
(1300 grados Celsius)
Para el azulejo que soacutelo requiere un uacutenico disparo por lo general de baldosas que se prepara por
viacutea huacutemeda de rodillos para moler los hornos se utilizan generalmente Estos hornos se mueven
las mercanciacuteas de un transportador de rodillos y no necesitan muebles horno tales como blo-
ques o gacetas Los tiempos de encender en los hornos de rodillos pueden ser tan bajos como
60 minutos con temperaturas de coccioacuten alrededor de 2102 grados Fahrenheit (1150 grados
Celsius) o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten y las pruebas el azulejo estaacute listo para ser empaquetados y enviados
Subproductos Una variedad de contaminantes se generan durante las etapas de fabricacioacuten
diferentes estas emisiones deben ser controladas para cumplir con las normas de control de
aire Entre los contaminantes que produce en la fabricacioacuten de baldosas estaacuten compuestos de
fluacuteor y el plomo que se producen durante la coccioacuten y vidriado Los compuestos de plomo se
han reducido significativamente con el reciente desarrollo de esmaltes sin plomo o de bajo plo-
mo Las emisiones de fluacuteor pueden ser controladas con los depuradores los dispositivos de ae-
rosol que baacutesicamente los gases con agua para eliminar los contaminantes dantildeinos Tambieacuten
se puede controlar con procesos en seco como los filtros de tela recubierta con cal Esta cal
puede ser reciclada como materia prima para el azulejo en el futuro
La industria del azulejo es tambieacuten el desarrollo de procesos para reciclar las aguas residuales y
lodos generados durante el mecanizado automaacutetico vidrios y el secado por atomizacioacuten Ya
que algunas plantas de reciclaje el exceso de polvo generado durante el prensado en seco asiacute
como el rociacuteo producido durante el acristalamiento Residuos de barniz y teja rechazoacute tambieacuten
se devuelven al proceso de preparacioacuten del cuerpo para su reutilizacioacuten
Control de calidad La mayoriacutea de fabricantes de baldosas utilizan ahora el control estadiacutestico de
procesos (SPC) para cada paso del proceso de fabricacioacuten Muchos de ellos tambieacuten trabajan
estrechamente con sus proveedores de materia prima para asegurar que se cumplan las especi-
ficaciones antes de que el material se utilice Control estadiacutestico del proceso consiste en las car-
tas que se utilizan para controlar diversos paraacutemetros de procesamiento tales como el tamantildeo
de las partiacuteculas el tiempo de molienda la temperatura de secado y el tiempo presioacuten de com-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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pactacioacuten dimensiones despueacutes del prensado la densidad la temperatura de coccioacuten y el tiem-
po y similares Estas cartas identificar problemas con el equipo fuera de las condiciones de
especificacioacuten y ayudar a mejorar el rendimiento antes de que el producto final esteacute terminado
El producto final debe cumplir con ciertas especificaciones en relacioacuten con propiedades fiacutesicas y
quiacutemicas Estas propiedades estaacuten determinados por las pruebas estaacutendar establecido por la
Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM) Propiedades medidas incluyen resistencia
mecaacutenica resistencia de abrasioacuten resistencia quiacutemica absorcioacuten de agua su estabilidad dimen-
sional resistencia al hielo y el coeficiente de expansioacuten teacutermica lineal Maacutes recientemente el
antideslizante que se puede determinar midiendo el coeficiente de friccioacuten se ha convertido en
una preocupacioacuten Sin embargo no existe una norma se ha establecido todaviacutea porque otros
factores (tales como el disentildeo del suelo y el cuidado apropiados) puede hacer que los resultados
sin sentido
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
30
APLICACIOacuteN EN LA ETAPA DE CONSTRUCCION YO POST-CONSTRUCCION
Su uso inicial fue fundamentalmente la elaboracioacuten de recipientes empleados para contener
alimentos o bebidas Maacutes adelante se utilizoacute para modelar figurillas de posible caraacutecter simboacuteli-
co maacutegico religioso o funerario Tambieacuten se empleoacute como material de construccioacuten en forma
de ladrillo teja baldosa o azulejo conformando muros o revistiendo paramentos La teacutecnica del
vidriado le proporcionoacute gran atractivo se utilizoacute tambieacuten en escultura Actualmente tambieacuten se
emplea como aislante eleacutectrico y teacutermico en hornos motores y en blindaje
Ceraacutemicas se utilizan en la fabricacioacuten de cuchillos La hoja del cuchillo de ceraacutemica perma-
neceraacute fuerte por mucho maacutes tiempo que el de un cuchillo de acero a pesar de que es maacutes
fraacutegil que se abrocha por la caiacuteda sobre una superficie dura
Ceraacutemicas como aluacutemina y carburo de boro se han utilizado en baliacutestica chalecos blindados
para repeler gran calibre rifle de fuego Dichas placas se conocen comuacutenmente como de
armas pequentildeas inserciones de proteccioacuten (SAPI) Material similar se utiliza para proteger
las cabinas de algunos aviones militares debido a su bajo peso del material
Las bolas de ceraacutemica se puede utilizar para sustituir el acero en rodamientos de bolas Su
mayor dureza que significa que son mucho menos susceptibles al desgaste y puede ofrecer
maacutes de vida triple Tambieacuten se deforman menos en el sentido de carga que tienen menos
contacto con las paredes de retencioacuten del rodamiento y puede rodar maacutes raacutepido En las
aplicaciones de muy alta velocidad el calor de la friccioacuten durante la rodadura puede causar
problemas para los rodamientos de metal los problemas que se reducen por el uso de la ce-
raacutemica La ceraacutemica es tambieacuten maacutes resistente a los quiacutemicos y puede utilizarse en ambien-
tes huacutemedos donde los rodamientos de acero se oxidaban El mayor inconveniente de uti-
lizar la ceraacutemica es un costo mucho maacutes elevado En muchos casos sus propiedades de ais-
lamiento eleacutectrico tambieacuten puede ser valiosa para los rodamientos
En la deacutecada de 1980 Toyota investigoacute la produccioacuten de una adiabaacutetica motor de ceraacutemica
que pueden funcionar a una temperatura de maacutes de 6000 deg F (3300 deg C) Motores ceraacutemicos
no necesitan un sistema de enfriamiento y por lo tanto permiten una importante reduccioacuten
de peso y la eficiencia de combustible por lo tanto mayor La eficiencia del combustible del
motor es tambieacuten maacutes alta a alta temperatura como se muestra por Carnot teorema En un
motor metaacutelico convencional mucha de la energiacutea liberada por el combustible debe ser di-
sipada como calor residual con el fin de evitar un colapso de las partes metaacutelicas A pesar
de todas estas propiedades deseables tales motores no estaacuten en produccioacuten ya que la fa-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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bricacioacuten de piezas de ceraacutemica de la precisioacuten necesaria y la durabilidad es difiacutecil Imper-
fecciones en la ceraacutemica lleva a las grietas que puede conducir a fallas en los equipos po-
tencialmente peligrosos Estos motores son posibles en el laboratorio pero la produccioacuten
en masa no es factible con la tecnologiacutea actual
Se estaacute trabajando en el desarrollo de piezas ceraacutemicas para turbinas de gas motores En
la actualidad incluso las hojas hechas de avanzadas aleaciones de metales utilizados en la
seccioacuten de los motores calientes requieren temperaturas de refrigeracioacuten y cuidadosos que
limitan la de Motores turbina hizo con ceraacutemicas podiacutea operar maacutes eficientemente dando
aviones mayor alcance y payload por un importe conjunto de combustible
Recientemente se han producido avances en la ceraacutemica que incluyen bio-ceraacutemica tales
como los implantes dentales y huesos sinteacuteticos hidroxiapatita el componente mineral na-
tural del hueso se ha hecho de forma sinteacutetica a partir de una serie de fuentes bioloacutegicas y
quiacutemicas y se pueden transformar en materiales ceraacutemicos Implantes ortopeacutedicos a partir
de estos bonos de materiales faacutecilmente a los tejidos oacuteseos y otras partes del cuerpo sin re-
chazo o reacciones inflamatorias Debido a esto son de gran intereacutes para la entrega de ge-
nes y la ingenieriacutea de tejidos andamios La mayoriacutea de la ceraacutemica de hidroxiapatita son
muy porosas y la falta de resistencia mecaacutenica y se utilizan para dispositivos ortopeacutedicos ca-
pa de metal para ayudar en la formacioacuten de un enlace con el hueso o como relleno oacuteseo
Tambieacuten se utilizan como relleno de tornillos ortopeacutedicos de plaacutestico para ayudar a reducir
la inflamacioacuten y aumentar la absorcioacuten de estos materiales de plaacutestico Se estaacute trabajando
para hacer fuerte y bien densa nano cristalina de materiales ceraacutemicos de hidroxiapatita pa-
ra dispositivos ortopeacutedicos que soportan peso en sustitucioacuten de metales y materiales plaacutes-
ticos extranjeros ortopeacutedico con un material sinteacutetico pero de origen natural mineral de los
huesos En uacuteltima instancia estos materiales ceraacutemicos se pueden utilizar como sustitutos
de hueso o con la incorporacioacuten de la proteiacutena colaacutegeno huesos sinteacuteticos
Ceraacutemica de alta tecnologiacutea se utiliza en relojeriacutea para la produccioacuten de cajas de relojes El
material se valora por los relojeros por su ligereza resistencia al rayado resistencia y tacto
suave CBI es una de las marcas que ha iniciado el uso de la ceraacutemica en la relojeriacutea El caso
de la CBI edicioacuten 2007 de Top Gun de la Vigilancia de la Pilot cronoacutegrafo doble se hace a
mano en ceraacutemica de alta tecnologiacutea negro
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
32
Revestimiento con ceraacutemico Las ceraacutemicas se
comercializan clasificadas con un nuacutemero de
tono cuando compre las cajas verifique una por
una para evitar contratiempos a la hora de su
colocacioacuten
Para lograr el equilibrio de coloracioacuten es aconse-
jable mezclar las piezas antes de su colocacioacuten
En este sentido vaya sacando una ceraacutemica de cada caja y coloacutequelas en este orden ya que
siempre existe una pequentildea variacioacuten de matiz de una caja a otra pero que no se notaraacute cuando
se hallen instaladas En cuanto a los sistemas de colocacioacuten existen dos alternativas el sistema
mortero tradicional (praacutecticamente en desuso) y el sistema de capa fina El primero requiere
sumergir la ceraacutemica en agua limpia durante unos minutos como paso previo a su colocacioacuten Si
opta por este meacutetodo recuerde que la ceraacutemica no debe introducirse en el agua con su envase
de cartoacuten ya que podriacutea mancharse como consecuencia de la accioacuten de la tinta del envoltorio o
de la oxidacioacuten de los ganchos de cierre En este sistema es imprescindible tambieacuten mojar los
revoques de los muros y las carpetas de los pisos
Si emplea el segundo sistema que se trabaja sobre la base de un adhesivo cementicio no seraacute
necesario mojar la ceraacutemica ni los revoques No obstante independientemente del meacutetodo de
colocacioacuten utilizado usted deberaacute verificar que las ceraacutemicas esteacuten libres de polvo antes de su
instalacioacuten
En el piso no soacutelo deberaacute tener en cuenta la junta entre una ceraacutemica y otra sino tambieacuten una
separacioacuten perimetral que para superficies pequentildeas debe llegar a los 15 miliacutemetros
Las juntas entre ceraacutemicas deben sellarse con cemento Portland mezclado con arena marmolina
o cuarzo molido Si quiere dar color a la junta recuerde que no es conveniente utilizar colorantes
hidrosolubles como oacutexido de hierro o negro de humo porque pueden manchar la ceraacutemica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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EMPRESAS NACIONALES QUE PRODUCEN DICHOS PRODUCTOS
Las Compantildeiacutea Ceraacutemica o empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y pisos ceraacutemicos han tenido
como objetivo de mejorar la calidad de informacioacuten minimizar esfuerzos y recursos reducir costos y
brindar un mejor servicio al cliente que quiere adquirir estos productos para ello tenemos algunas
empresas nacionales descritos en esta investigacioacuten
COMPANtildeIacuteA DE CERAacuteMICA SA CELIMA
Es empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y
pisos ceraacutemicos desde 1982Ceraacutemica Lima SA
ldquoCelimardquo es una empresa cimentada en la tradicioacuten
milenaria de las culturas Nazca Moche y Chaviacuten para
el dominio de la ceraacutemica cuenta con personal alta-
mente calificado y tecnologiacutea de punta que le ha permitido ingresar a los mercados maacutes exigentes
del mundo tales como la Comunidad Econoacutemica Europea Estados Unidos Canadaacute Australia Centro
Ameacuterica y Sud-Ameacuterica Actualmente CELIMA tiene una capacidad de produccioacuten mensual de
1rsquo100000 m2 entre azulejos y pisos ceraacutemicos
CERAacuteMICA SAN LORENZO ndash PERUacute inicia la
construccioacuten de su planta en mayo de 1999
con los maacutes altos estaacutendares de seguridad
ambiental y tecnologiacutea italiana de vanguardia
Con una inversioacuten inicial de 17 millones de
doacutelares iniciaacutendose con una produccioacuten mensual de 200000 m2 de revestimiento ceraacutemico
para pisos
Antildeo y medio despueacutes amplia su capacidad productiva eacutesta se incrementa a 440000 m2 al
mes innovando en la produccioacuten del Revestimiento Ceraacutemico de Pared permitiendo asiacute
abastecer la demanda insatisfecha de los revestimientos de Pared que no disponiacutea ante-
riormente con una inversioacuten aproximada de 10 millones de doacutelares
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Luego con el objetivo de desarrollar un mercado de exportacioacuten a Estados Unidos donde el gru-
po ha iniciado operaciones a traveacutes de Ceraacutemica San Lorenzo INC (USA) se invierte en una
nueva liacutenea de esmaltado otorgaacutendole asiacute flexibilidad a la produccioacuten siendo eacutesta una alternativa
de disminucioacuten de tiempo en el cambio de producto y se suma a ella la reduccioacuten de ciclos de
proceso de coccioacuten aumentando asiacute la velocidad de la produccioacuten llegando a producir 620000
m2 mensuales
Tambieacuten dentro de los proyectos importantes tenemos el montaje y puesta en marcha de la
planta de productos de tercer fuego los cuales complementan nuestra liacutenea actual de revesti-
mientos Liacutenea de alto perfil desarrollar una serie de piezas especiales como son zoacutecalos liacutestelos
en sus distintas medidas insertos tacos etc
Debido al sostenido aumento de las ventas y con el fin de obtener el liderazgo en el mercado del
ceraacutemico actualmente Ceraacutemica San Lorenzo a incrementado su capacidad de produccioacuten con
una inversioacuten de 12 millones de doacutelares en una ampliacioacuten de planta de 420000 m2 de ceraacutemi-
cos mensuales bajo el concepto de ldquoalta productividadrdquo considerando en el proceso de produc-
cioacuten la molienda de arcillas por viacutea seca ahorrando asiacute gas natural y energiacutea eleacutectrica
Hoy Ceraacutemica San Lorenzo logra ofrecer una amplia gama de productos ceraacutemicos de alta cali-
dad con una produccioacuten superior al milloacuten de metros cuadrados
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
35
CONCLUSIONES
Se logro obtener la mayor y suficiente informacioacuten acerca del tema pisos ceraacutemicos y mayoacute-
licas
Se logro obtener conocimiento del tema a presentar en este trabajo ldquopisos ceraacutemicos y ma-
yoacutelicasrdquo ya que este tema en discusioacuten es de mucha importancia para nuestra carrera profe-
sional
Se logro obtener la informacioacuten suficiente del tema en investigacioacuten estructurado en los
siguientes apartados descripcioacuten del producto descripcioacuten de las materias primas proceso
de produccioacuten aplicacioacuten en la etapa de construccioacuten yo post-construccioacuten empresas na-
cionales que producen
Los ceraacutemicos son muy importante y aportan al desarrollo y a la comodidad de la humani-
dad asiacute como para la ingenieriacutea es muy importante ya que aporta a los acabados en cons-
trucciones
Por el presente trabajo de investigacioacuten se adquirioacute nuevos conocimientos en cuanto al ma-
terial llamado pisos ceraacutemicos y mayoacutelicas
Aprendimos cuales son los materias primas para la fabricacioacuten de las ceraacutemicas
Aprendimos las aplicaciones en la construccioacuten y en la post construccioacuten
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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RECOMENDACIONES
Se recomienda el uso adecuado y mesurado de la informacioacuten en investigacioacuten
Es maacutes factible hacer trabajos de investigacioacuten de materiales ya conocidos y comunes que
se usan en el proceso de construccioacuten y post construccioacuten
Los integrantes del grupo deben trabajar adecuadamente y con seriedad para que no se
produzca mayor y aprender a trabajar en equipo
Este trabajo fue realizado con mucho esmero y dedicacioacuten ya que el tema en investigacioacuten
es muy importante para nuestra carrera profesional
Observar y realizar un resumen de la informacioacuten recabada de acuerdo al tema en investi-
gacioacuten asiacute como recabar nueva y reciente informacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten tomar maacutes implicancia y verificar los avances de los
trabajos de investigacioacuten y detallar las dificultades de cada grupo asiacute como los errores y asiacute
realizar un mejor u buen trabajo de investigacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten organizar de mejor manera a los alumnos para una
buena y mejor elaboracioacuten de los trabajos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
37
BIBLIOGRAFIA
Castaldo Paris Lluis- Necesidad e importancia de la ceraacutemica como manifestacioacuten humana
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wwwtaringanetpostsebookslibro-de-Quimicahtml
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wwwmonografiascom
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wwwvisionlearningcom
wwwsegemargovar
httpwwweducarednet
httpwwwvisionlearningcomlibrarymodule_viewerphpmid=140ampl=s
Introduccioacuten a la ciencia e ingenieriacutea de los materiales WD Callister
Materiales Estructura propiedades y aplicaciones Saja Saez ndash Rodriacuteguez Perez ndash Rodriacuteguez
Mendez
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ANEXOS
Pisos ceraacutemicos en viviendas
Pisos ceraacutemicos en sshh
Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
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Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
Pisos ceraacutemicos en Inst Puacuteblicos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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IacuteNDICE
Paacuteg
Introduccioacuten 3-4
Resumen 5
Objetivo 6
Descripcioacuten del producto 7
Tipos y clasificacioacuten del producto 7-10
Composicioacuten quiacutemica del producto 12
Caracteriacutestica fiacutesica y quiacutemicas 14
Normales teacutecnicas 15
Descripcioacuten de materiales primas 16
Composicioacuten quiacutemica 17-20
Caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas 21-22
Proceso del producto 23-24
Descripcioacuten del proceso 25-29
Aplicacioacuten en la construccioacuten 30-32
Empresas que producen estos productos 33-34
Conclusiones 35
Recomendaciones 36
Bibliografiacutea 37
Anexo 38-39
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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INTRODUCCIOacuteN
Los materiales ceraacutemicos son materiales inorgaacutenicos no metaacutelicos constituidos por Elementos
metaacutelicos y no metaacutelicos enlazados principalmente mediante enlaces ioacutenicos yo covalentes Las
composiciones quiacutemicas de los materiales ceraacutemicos variacutean considerablemente desde compues-
tos sencillos a mezclas de muchas fases complejas enlazadas
Las propiedades de los materiales ceraacutemicos tambieacuten variacutean mucho debido a las diferencias en
los enlaces En general los materiales ceraacutemicos son tiacutepicamente duros y fraacutegiles con baja tena-
cidad y ductilidad Los materiales se comportan usualmente como buenos aislantes eleacutectricos y
teacutermicos debido a la ausencia de electrones conductores Normalmente poseen temperaturas de
fusioacuten relativamente altas y asimismo una estabilidad quiacutemica relativamente alta en muchos
maacutes agresivos debido a la estabilidad de sus fuertes enlaces Debido a estas propiedades los
materiales ceraacutemicos son indispensables para muchos de los disentildeos en ingenieriacutea
En general los materiales ceraacutemicos usados para aplicaciones en ingenieriacutea pueden clasificarse
en dos grupos materiales ceraacutemicos tradicionales y materiales ceraacutemicos de uso especiacutefico de
ingenieriacutea
Son aquellos materiales que combinan las caracteriacutesticas y las ventajas de la ceraacutemica tradicio-
nal por ejemplo inercia quiacutemica capacidad a alta temperatura y dureza con la capacidad de
soportar una tensioacuten mecaacutenica significativa Como toda ceraacutemica estaacuten formados por compues-
tos inorgaacutenicos y no metaacutelicos ademaacutes a menudo son mezclas de varios componentes yo ma-
teriales de fase muacuteltiple que tienen estructuras cristalinas como lejas Estos materiales se reali-
zan generalmente para ser completamente densos y para tener tolerancias dimensionales ajus-
tadas Ademaacutes de ser disentildeados soporta niveles substancialmente maacutes altos de la tensioacuten mecaacute-
nica y teacutermica hay otras caracteriacutesticas importantes que hacen a la ceraacutemica estructural avanza-
da diferente de las ceraacutemicas tradicionales Los polvos las composiciones el procesado y micro
estructura que resulta se deben controlar cuidadosamente para proporcionar los niveles reque-
ridos del funcionamiento Por lo tanto la ceraacutemica estructural avanzada es maacutes costosa que ce-
raacutemica tradicional
La mayoriacutea de la ceraacutemica estructural avanzada bajo desarrollo se basa hoy en el Nitruro de sili-
cio Si3N4 carburo del silicio Sic Zro2 o aluacutemina Al2o3 Ademaacutes materiales tales como dibora-
to de titanio TiB2 Nitruro de aluminio AlN oxinitrato de aluminio de silicio SiAlON y algunos
otros carburos y nitruros de ceraacutemica se clasifican a menudo como ceraacutemicas avanzadas o de
alta tecnologiacutea debido a los meacutetodos de procesado o usos Los compuestos de matriz ceraacutemica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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tambieacuten estaacuten aumentando sus aplicaciones como ceraacutemica estructural avanzada El Nitruro de
silicio el carburo del silicio y las zirconias monoliacuteticas representan una familia de materiales maacutes
bien que un solo compuesto Una amplia gama de microestructuras y las caracteriacutesticas se pue-
den adaptar dentro de cada familia con modificaciones de las composiciones o procesado para
optimizar el funcionamiento de los materiales para usos especiacuteficos
El enchape o alicatado de mayoacutelicas ceraacutemicos azulejos etc en exteriores e interiores es un
recurso arquitectoacutenico muy antiguo Los primeros mosaicos ceraacutemicos encontrados en Egipto
Persia y China datan hace unos 3500 antildeos Las baldosas ceraacutemicas fascinan por su belleza de
superficies y destacan sus ventajas funcionales su resistencia al agua y a otras cargas su durabi-
lidad y su facilidad de limpieza Todo ello ha convertido a las baldosas en uno de los principales
materiales de revestimiento de suelos y paredes en el sector de la construccioacuten En el antildeo 1995
se fabricaron y se colocaron en todo el mundo alrededor de 2900 millones de m 2 de baldosas
Los mercados maacutes importantes fueron (Asia 1293 millones m2) Europa (963 millones de m2) y
Ameacuterica (698 millones de m2)
La mayoacutelica es una ceraacutemica con un acabado viacutetreo especial La terracota es la base de los traba-
jos de ceraacutemica y en este caso se le aplica un esmalte metaacutelico compuesto de siacutelice cenizas soacutedi-
cas calcinadas plomo y estantildeo
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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RESUMEN
Los actuales sistemas restauradores ceraacutemicos sin base metaacutelica son una realidad creciente de-
bido a las inmejorables propiedades oacutepticas y esteacuteticas que presentan gracias a su comporta-
miento con la luz la capacidad para mimetizar con los dientes naturales etc A pesar de las ven-
tajas indiscutibles que poseen todaviacutea presentan algunos problemas de tipo mecaacutenico y funcio-
nal (como la fragilidad la fractura la abrasioacuten de los antagonistas etc) que limitan actualmente
su uso generalizado como materiales restauradores Tanto los nuevos materiales ceraacutemicos
como los innovadores meacutetodos de procesamiento asistidos por ordenador auguran un futuro
proacuteximo donde el uso de porcelanas libres de metal sea masivo en el quehacer diario de la pro-
fesioacuten odonto estomatoloacutegica Nuestro objetivo a la hora de abordar este tema es revisar los
conceptos actuales sobre las porcelanas sin metal
Material y metodologiacutea se realiza en base a una revisioacuten bibliograacutefica del tema propuesto y que
se estructuraraacute en los siguientes apartados
Descripcioacuten del producto
Descripcioacuten de las materias primas Proceso de produccioacuten
Aplicacioacuten en la etapa de construccioacuten
yo post-construccioacuten
Empresas nacionales que producen di-
chos productos
La palabra ceraacutemica deriva del vocablo griego keramos cuya raiacutez saacutenscrita significa quemar
En su sentido estricto se refiere a la arcilla en todas sus formas Sin embargo el uso moderno de
este teacutermino incluye a todos los materiales inorgaacutenicos no metaacutelicos que se forman por accioacuten
del calor Hasta los antildeos 1950 los materiales maacutes importantes fueron las arcillas tradicionales
utilizadas en alfareriacutea ladrillos azulejos y similares junto con el cemento y el vidrio El arte tra-
dicional de la ceraacutemica se describe en alfareriacutea Tambieacuten puede buscarse la historia del rakuacute
singular teacutecnica milenaria oriental
Histoacutericamente los productos ceraacutemicos han sido duros porosos y fraacutegiles El estudio de la ce-
raacutemica consiste en una gran extensioacuten de meacutetodos para mitigar estos problemas y acentuar las
potencialidades del material asiacute como ofrecer usos no tradicionales Esto tambieacuten se ha buscado
incorporaacutendolas a materiales compuestos como es el caso de los cermets que combinan mate-
riales metaacutelicos y ceraacutemicos
La mayoacutelica es una ceraacutemica con un acabado viacutetreo especial La terracota es la base de los traba-
jos de ceraacutemica y en este caso se le aplica un esmalte metaacutelico compuesto de siacutelice cenizas soacutedi-
cas calcinadas plomo y estantildeo
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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OBJETIVOS
Conocer los diferentes materiales de piso ceraacutemico y mayoacutelicas asiacute como sus componentes
principales
Adquirir conocimientos acerca del uso del piso ceraacutemico y los usos diversos en la construc-
cioacuten
Los pisos ceraacutemicos son muy importantes en cuanto a la ingenieriacutea civil ya que aporta y
ayuda mucho al momento de ejecutar proyectos puesto que le da un excelente y adecuado
acabado
Los pisos ceraacutemicos son compuestos o soluciones compuestas
Quiacutemicamente sus aacutetomos se unen mediante enlaces ioacutenicos y covalentes
Los pisos ceraacutemicos y mayoacutelicas son duros y fraacutegiles de alto punto de fusioacuten
Son malos conductores baja conductividad teacutermica y eleacutectrica
Pisos ceraacutemicos son de estabilidad quiacutemica y eleacutectrica
Son resistentes a la compresioacuten
Se recabo la informacioacuten del proceso de produccioacuten del piso ceraacutemico
De acuerdo a las investigaciones realizadas se encontraron diversos tipos yo variedad de
pisos ceraacutemicos
DESCRIPCIOacuteN DEL PRODUCTO
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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La ceraacutemica (palabra derivada del griego κεραμικός keramikos Sustancia Quemada) es el arte
de fabricar recipientes vasijas y otros objetos de barro loza y porcelana Tambieacuten es el nombre
de dichos objetos El teacutermino se aplica de una forma tan amplia que ha perdido buena parte de
su significado No soacutelo se aplica a las industrias de silicatos (grupo de minerales de mayor abun-
dancia pues constituyen maacutes del 95 de la corteza terrestre) sino tambieacuten a artiacuteculos y recu-
brimientos aglutinados por medio del calor con suficiente temperatura como para dar lugar al
sinterizado Este campo se estaacute ampliando nuevamente incluyendo en eacutel a cementos y esmaltes
sobre metal
Ceraacutemica La ceraacutemica es el material maacutes utilizado ya que se comercializa con diferentes acaba-
dos disentildeos y estilos Se compone de arcillas fundentes siacutelice productos colorantes y otros
materiales Es un material muy duro y resistente en funcioacuten del grosor Resiste muy bien los
productos de limpieza y los rayones ademaacutes son impermeables
iquestQUEacute SE ENTIENDE POR MATERIAL CERAacuteMICO Una definicioacuten amplia de materiales ceraacutemicos
diriacutea que son soacutelidos inorgaacutenicos no Metaacutelicos producidos mediante tratamiento teacutermico
Comparados con los metales y plaacutesticos son duros no combustibles y no oxidables Pueden utili-
zarse en ambientes con temperatura alta corrosivos y triboloacutegicos
En dichos ambientes muchas ceraacutemicas exhiben buenas propiedades electromagneacuteticas Oacutepticas
y mecaacutenicas Una caracteriacutestica fundamental del teacutermino material incluye que puedan fabricarse
en formas con dimensiones determinadas
CLASIFICACIOacuteN
El producto obtenido dependeraacute de la naturaleza de la arcilla empleada de la temperatura y de
las teacutecnicas de coccioacuten a las que ha sido sometido Asiacute tenemos
Los materiales ceraacutemicos son buenos aislantes y que ademaacutes tienen la propiedad de tener una
temperatura de fusioacuten y resistencia en compresioacuten elevadas Asiacute mismo su moacutedulo de Young
(pendiente hasta el liacutemite elaacutestico que se forma en un ensayo de traccioacuten) tambieacuten es muy ele-
vado (lo que llamamos fragilidad)
Todas estas propiedades hacen que los materiales ceraacutemicos sean imposibles de fundir y de
mecanizar por medios tradicionales (fresado torneado brochado etc) Por esta razoacuten en las
ceraacutemicas realizamos un tratamiento de sintetizacioacuten Este proceso por la naturaleza en la cual
se crea produce poros que pueden ser visibles a simple vista Un ensayo a traccioacuten por los po-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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ros y un elevado moacutedulo de Young (fragilidad elevada) y al tener un enlace ioacutenico covalente es
imposible de realizar
Existen materiales ceraacutemicos cuya tensioacuten mecaacutenica en un ensayo de compresioacuten puede llegar a
ser superior a la tensioacuten soportada por el acero La razoacuten viene dada por la compresioacuten de los
porosagujeros que se han creado en el material Al comprimir estos poros la fuerza por unidad
de seccioacuten es mayor que antes del colapso de los poros
Las propiedades de un material ceraacutemico dependen de la naturaleza de la arcilla empleada de la
temperatura y de las teacutecnicas de coccioacuten a las que ha sido sometido Asiacute tenemos
MATERIALES CERAacuteMICOS POROSOS
No han sufrido vitrificacioacuten es decir no se llega a fundir el cuarzo con la arena Su fractura (al
romperse) es terrosa siendo totalmente permeables a los gases liacutequidos y grasas Los maacutes im-
portantes
- Arcillas cocidas- De color rojizo debido al oacutexido de hierro de las arcillas que la componen La
temperatura de coccioacuten es de entre 700 a 1000 degC Si una vez cocida se recubre con oacutexido de
estantildeo (similar a esmalte blanco) se denomina loza estanniacutefera Se fabrican baldosas ladrillos
tejas jarrones cazuelas etc
- Loza italiana- Se fabrica con arcilla entre amarillenta y rojiza mezclada con arena pudiendo
recubrirse de barniz transparente La temperatura de coccioacuten variacutea entre 1050 a 1070 degC
- Loza inglesa- Fabricada de arcilla arenosa de la que se elimina mediante lavado el oacutexido de
hierro y se le antildeade silex (25-35) yeso feldespato (bajando el punto de fusioacuten de la mezcla) y
caoliacuten para mejorar la blancura de la pasta La coccioacuten se realiza en dos fases
1) Cocido entre 1200 y 1300 degC
2) Se extrae del horno y se cubre de esmalte El resultado es anaacutelogo a las porcelanas pero no es
impermeable
- Refractarios- Se trata de arcillas cocidas porosas en cuyo interior hay unas proporciones gran-
des de oacutexido de aluminio torio berilio y circonio La coccioacuten se efectuacutea entre los 1300 y los
1600 degC El enfriamiento se debe realizar lenta y progresivamente para no producir agrietamien-
tos ni tensiones internas Se obtienen productos que pueden resistir temperaturas de hasta
3000 degC Las aplicaciones maacutes usuales son
a) Ladrillos refractarios que deben soportar altas temperaturas en el interior de hornos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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b) Electro ceraacutemicas Con las que en la actualidad se estaacuten llevando a cabo investigaciones en
motores de automoacuteviles aviones generadores eleacutectricos etc con vistas a sustituir elementos
metaacutelicos por refractarios con los que se pueden obtener mayores temperaturas y mejor ren-
dimiento Una aplicacioacuten no muy lejana fue su uso por parte de la NASA para proteger la parte
delantera y lateral del Challenger en el aterrizaje
MATERIALES CERAacuteMICOS IMPERMEABLES Y SEMI IMPERMEABLES
Se los ha sometido a temperaturas bastante altas en las que se vitrifica completamente la arena
de cuarzo De esta manera se obtienen productos impermeables y maacutes duros Los maacutes destaca-
dos
- Gres ceraacutemico comuacuten-Se obtiene a partir de arcillas ordinarias sometidas a temperaturas de
unos 1300 degC Es muy empleado en pavimentos
- Gres ceraacutemico fino- Obtenido a partir de arcillas refractarias (conteniendo oacutexidos metaacutelicos) a
las que se le antildeade un fundente (feldespato) con objeto de rebajar el punto de fusioacuten Maacutes tarde
se introducen en un horno a unos 1300 degC Cuando estaacute a punto de finalizar la coccioacuten se im-
pregnan los objetos de sal marina La sal reacciona con la arcilla y forma una fina capa de sili-
coalunminato alcalino vitrificado que confiere al gres su vidriado caracteriacutestico
- Porcelana- Se obtiene a partir de una arcilla muy pura denominada caoliacuten a la que se le antildeade
fundente (feldespato) y un desengrasante (cuarzo o siacutelex) Son elementos muy duros soliendo
tener un espesor pequentildeo (de 2 a 4 mm) su color natural es blanco o translucido Para que el
producto se considere porcelana es necesario que sufra dos cocciones una a una temperatura
de entre 1000 y 1300 degC y otra a maacutes alta temperatura pudiendo llegar a los 1800 degC Teniendo
multitud de aplicaciones en el hogar (pilas de cocina vajillas etc) y en la industria (toberas de
reactores aislantes en transformadores etc) Seguacuten la temperatura se distinguen dos tipos
Porcelanas blandas Cocidas a unos 1000 degC se sacan se les aplica esmalte y se vuelven a intro-
ducir en el horno a una temperatura de 1250 degC o maacutes
Porcelanas duras Se cuecen a 1000ordm C a continuacioacuten se sacan se esmaltan y se reintroducen
en el horno a unos 1400 degC o maacutes Si se decoran se realiza esta operacioacuten y luego se vuelven a
introducir en el horno a unos 800 ordmC
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
10
TIPOS DE MATERIALES CERAacuteMICOS
Una ceraacutemica material puede ser definida como cualquier material de oacutexido cristalino inorgaacuteni-
co Es soacutelido e inerte Los materiales ceraacutemicos son fraacutegiles duro resistente a la compresioacuten la
debilidad en la esquila y la tensioacuten Sean capaces de soportar la erosioacuten quiacutemica que se produce
en un ambiente aacutecido o sosa caacuteustica En muchos casos resistir la erosioacuten causada por el aacutecido y
la base se le aplica Ceraacutemica en general pueden soportar temperaturas muy altas tales como
temperaturas que oscilan entre los 1000 deg C y 1600 ordm C (1800 deg F a 3000 deg F) Las excepciones
son los materiales inorgaacutenicos que no tienen el oxiacutegeno como el carburo de silicio De vidrio por
definicioacuten no es una ceraacutemica ya que es un soacutelido amorfo (no cristalino) Sin embargo el vidrio
consta de varios pasos del proceso de la ceraacutemica y sus propiedades mecaacutenicas se comportan de
manera similar a los materiales ceraacutemicos Materias primas tradicionales de ceraacutemica incluyen
minerales de la arcilla como la caolinita los materiales maacutes recientes incluyen el oacutexido de alumi-
nio maacutes comuacutenmente conocido como aluacutemina Los modernos materiales de ceraacutemica que se
clasifican como ceraacutemicas avanzadas son de carburo de silicio y carburo de tungsteno Ambos
son valorados por su resistencia a la abrasioacuten y por lo tanto son uacutetiles en aplicaciones tales co-
mo las placas de desgaste de equipos de trituracioacuten en las operaciones mineras Ceraacutemicas
avanzadas tambieacuten se utilizan en la medicina la industria eleacutectrica y electroacutenica
CERAacuteMICA CRISTALINA- Materiales ceraacutemicos cristalinos no son susceptibles de una amplia
gama de procesamiento Meacutetodos para tratar con ellos tienden a caer en una de las dos catego-
riacuteas - supeditar la ceraacutemica en la forma deseada por la reaccioacuten in situ o por formar los polvos
en la forma deseada y luego de sinterizacioacuten para formar un cuerpo soacutelido de ceraacutemica que
forman las teacutecnicas incluyen la configuracioacuten de forma manual (a veces incluso un proceso de
rotacioacuten llamado lanzar) barbotina colaje en cinta (usado para hacer condensadores de ce-
raacutemica fina etc) de moldeo por inyeccioacuten prensado en seco y otras variaciones (Veacutease tam-
bieacuten Ceraacutemica teacutecnicas de formacioacuten Los detalles de estos procesos se describen en los dos li-
bros mencionados a continuacioacuten) Algunos meacutetodos utilizan un hiacutebrido entre los dos enfoques
NO CRISTALINA CERAacuteMICA- No cristalinas de ceraacutemica siendo las gafas tienden a formarse a
partir de fundidos El vidrio se forma cuando sea completamente fundido con una feacuterula o
cuando en un estado de caramelo-como la viscosidad por meacutetodos como la voladura de un
molde Si maacutes tarde el calor tratamientos causa este vaso para convertirse en parte cristalino el
material resultante se conoce como la ceraacutemica de vidrio
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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PROPIEDADES DE LA CERAMICA
Propiedades mecaacutenicas-Los materiales ceraacutemicos son generalmente fraacutegiles o vidriosos
Casi siempre se fracturan ante esfuerzos de tensioacuten y presentan poca elasticidad
Propiedades teacutermicas- Esta propiedad se fundamenta en tres caracteriacutesticas de los mate-
riales ceraacutemicos elevado punto de fusioacuten bajo coeficiente de dilatacioacuten y baja conductivi-
dad teacutermica
Propiedades oacutepticas
Propiedades eleacutectricas-Los materiales ceraacutemicos tienen una propiedad de aislamiento eleacutec-
trico
Propiedades magneacuteticas
Propiedades quiacutemicas
PROPIEDADES MECAacuteNICAS
Los materiales ceraacutemicos son generalmente ioacutenicos o covalentes materiales en condiciones de
servidumbre y puede ser cristalina o amorfa Un material se mantienen unidos por uno u otro
tipo de bonos tienden a la fractura antes de que la deformacioacuten plaacutestica se lleva a cabo lo que se
traduce en pobres dureza de estos materiales Ademaacutes debido a que estos materiales tienden a
ser porosas los poros y otras imperfecciones microscoacutepicas actuacutean como concentradores de
esfuerzos la disminucioacuten de la resistencia maacutes allaacute y la reduccioacuten de la resistencia a la traccioacuten
Estos se combinan para dar fallos catastroacuteficos a diferencia de la que normalmente mucho maacutes
suaves modos de falla de los metales
Estos materiales se muestran deformacioacuten plaacutestica Sin embargo debido a la estructura riacutegida
de los materiales cristalinos no se dispone de muy pocos sistemas de deslizamiento de las dislo-
caciones para moverse por lo que se deforman muy lentamente Con el no-cristalinos (vidrio-
sos) los materiales viscoso flujo es la principal fuente de deformacioacuten plaacutestica y tambieacuten es
muy lento Por tanto es descuidado en muchas aplicaciones de los materiales ceraacutemicos
PROPIEDADES ELEacuteCTRICAS
Semiconductores- Hay una serie de ceraacutemicas que son semiconductores La mayoriacutea de estos
son los oacutexidos de metales de transicioacuten que son semiconductores II-VI como el oacutexido de zinc
Mientras se habla de hacer azul LED de oacutexido de zinc ceramistas estaacuten maacutes interesados en las
propiedades eleacutectricas que muestran los efectos del liacutemite de grano Ceraacutemica semiconductores
tambieacuten se emplean como sensores de gas Cuando varios gases son pasados por una ceraacutemica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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poli cristalina su resistencia eleacutectrica cambia Con ajuste a las mezclas de gas que sea posible
los dispositivos de muy bajo costo se pueden producir
Superconductividad- Bajo ciertas condiciones tales como temperaturas extremadamente bajas
algunas ceraacutemicas muestran superconductividad de alta temperatura La razoacuten exacta de esto
no se conoce pero hay dos grandes familias de la ceraacutemica superconductora
Ferro electricidad y Suacuteper series- Piezoelectricidad un viacutenculo entre la actividad eleacutectrica y
mecaacutenica es exhibida por un gran nuacutemero de materiales ceraacutemicos incluyendo el cuarzo utiliza-
do para medir el tiempo en los relojes y otros aparatos electroacutenicos
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LOS CERAacuteMICOS
Los materiales ceraacutemicos son compuestos quiacutemicos o soluciones complejas que contienen elemen-
tos metaacutelicos y no metaacutelicos Tienen amplias propiedades mecaacutenicas y fiacutesicas Debido a sus enlaces
ioacutenicos o covalentes los ceraacutemicos son duros fraacutegiles con un alto punto de fusioacuten baja conductivi-
dad eleacutectrica y teacutermica buena estabilidad quiacutemica resistencia a la compresioacuten
La composicioacuten quiacutemica de los ceraacutemicos generalmente es
Nitruro de silicio (Si3N4) utilizado como polvo abrasivo
Carburo de boro (B4C) usado en algunos helicoacutepteros y cubiertas de tanques
Carburo de silicio (SiC) empleado en hornos microondas en abrasivos y como material refrac-
tario
Diboruro de magnesio (MgB2) es un superconductor no convencional
Oacutexido de zinc (ZnO) un semiconductor
Ferrita (Fe3O4) es utilizado en nuacutecleos de transformadores magneacuteticos y en nuacutecleos de memo-
rias magneacuteticas
Oacutexido de uranio (UO2) empleado como combustible en reactores nucleares
Oacutexido de itrio bario y cobre (YBa2Cu3O7-x) superconductor de alta temperatura
talio-bario-calcio
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DEL ELECTRO PORCELANA
El electro porcelano es el maacutes importante de los materiales ceraacutemicos empleados en electrotecnia
Esta sustancia se obtiene mediante la mezcla de
1) El caoliacuten o tierra de porcelana que es un silicato de aluminio hidratado cuya composicioacuten co-
rresponde aproximadamente a la foacutermula
Al2O3 - 2SiO2 - 2H2O
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
13
2) El cuarzo u oacutexido de silicio de foacutermula SiO2
3) El feldespato nombre geneacuterico de un grupo de minerales petrogeneacuteticos o formadores de ro-
cas Todos los feldespatos son silicatos anhidros de aluminio con potasio sodio y calcio El fel-
despato potaacutesico es el m s empleado en la fabricacioacuten de la porcelana y su foacutermula quiacutemica
aproximada es
K2O - Al2O3 - 6SiO2
Las proporciones de estas sustancias en la mezcla determinan las propiedades eleacutectricas mecaacutenicas y
teacutermicas de los productos obtenidos despueacutes de la coccioacuten
La mezcla de estos productos se realiza en proporciones que se establecen por diferentes meacutetodos
el maacutes comuacuten es el de diagrama de composicioacuten
COMPOSICIOacuteN QUIMICA DE ESTRUCTURA DE LOS CERAacuteMICOS CRISTALINOS
La composicioacuten de Estructura Perovskite
Se encuentra en varios ceraacutemicos eleacutectricos En este tipo de celdas estaacuten 3 tipos de iones que
son iones de bario iones de oxiacutegeno y iones de titanio La distorsioacuten de la celda unitaria produce
una sentildeal eleacutectrica lo que permite que ciertos titanitos sirvan como transductores Entonces
estaraacute compuesto por iones de
Bario (Ba)
Oxigeno (O)
Titanio (Ti)
La composicioacuten de Estructura del corindoacuten
Es similar a una estructura hexagonal compacta Algunos ceraacutemicos tienen esta estructura como
son
Cr2O3 y Fe2O3
La composicioacuten de Estructura de espinel
Tiene una celda unitaria cuacutebica en cada uno de sus cubos menores hay iones de oxiacutegeno hay 4
intersticiales octaeacutedricos y 8 sitios intersticiales tetraeacutedricos de los cuales los cationes ocupan 3
En los espineles inversos el ioacuten bivalente y la mitad de los iones trivalentes se localizan en los
sitios octaeacutedricos
La composicioacuten de estructura de los silicatos cristalinos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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En el siacutelice el enlace covalente requiere que los aacutetomos de silicio tengan junto 4 aacutetomos de oxiacute-
geno creando asiacute una estructura tetraeacutedrica esta es la unidad estructural fundamental del siacutelice
de las arcillas y de silicatos viacutetreos
Los compuestos de silicatos forman una serie de soluciones soacutelidas conocidas como olivinos y
orto silicatos
La composicioacuten de Estructuras laminares
Cuando la relacioacuten O resulta en la foacutermula
Si2O3
Los tetraedros se combinan para formar estructuras laminares en una formacioacuten ideal 3 aacuteto-
mos de oxiacutegeno formando un patroacuten hexagonal La caolinita que es una arcilla comuacuten estaacute com-
puesta por laacuteminas de silicato enlazadas ioacutenicamente a una hoja compuesta por ciertos grupos
las arcillas son componentes importantes de muchos ceraacutemicos
La composicioacuten de Siacutelice
Conforme incrementa la temperatura el siacutelice cambia de cuarzo alfa a cuarzo beta a tridimita
beta a cristobalita beta y a liacutequido la transformacioacuten de cuarzo alfa a beta crea un cambio de
dimensioacuten en el siacutelice acompantildeado por esfuerzos altos e incluso por agrietamiento
CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS Y QUIacuteMICAS DE LOS CERAacuteMICOS
Es necesario conocer las caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas de los materiales riacutegidos modulares
tanto para discriminar la calidad de unos productos respecto de otros como para poder deducir
su adecuacioacuten al uso en funcioacuten de las exigencias previstas o previsibles en el lugar de destino
Para todos los materiales riacutegidos modulares destinados a un recubrimiento debemos tomar en
consideracioacuten caracteriacutesticas relacionadas con
Las caracteriacutesticas asociadas a cada grupo deben disponer de meacutetodos de ensayo normalizados o
al menos reconocidos en reglamentos nacionales y ello no siempre es posible pues las normas
de producto soacutelo contemplan aquellas caracteriacutesticas seleccionadas por los fabricantes como
fundamentales para sus fines empresariales
Podemos citar como caracteriacutesticas especiales
La resistencia a la corrosioacuten en niebla salina (seguacuten ISO 9227)
El comportamiento en atmoacutesfera de SO2 (seguacuten UNE-EN ISO 6988)
La permeabilidad frente a la lluvia (medida seguacuten BS431 Apeacutendice A)
La conductividad eleacutectrica
La resistencia al crecimiento de moho
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Las tres primeras suelen considerarse en materiales destinados a revestimientos exteriores la
cuarta en solados y alicatados que precisen equipotencial dad eleacutectrica o un nivel de conducti-
vdad eleacutectrica que permita evacuar a tierra cargas electrostaacuteticas que pueden generar explosio-
nes o incendio
Normales teacutecnicas
Las normas Teacutecnicas establecen los niveles de calidad y seguridad y son un medio oacuteptimo para
facilitar la transparencia en el mercado y en elemento fundamental para competir
Por este motivo el CID del INDECOPI contribuye a la mejora de la Competitividad - Paiacutes ponien-
do a disposicioacuten de las empresas Pymes consultores estudiantes y ciudadaniacutea en general el
ldquoCATAacuteLOGO DE NORMAS TEacuteCNICAS PERUANAS SOBRE PRODUCTOS CERAacuteMICOS PARA EDIFICA-
CIOacuteNrdquo aprobadas por el Indecopi a traveacutes de la Comisioacuten de Normalizacioacuten y de Fiscalizacioacuten de
Barreras Comerciales No Arancelarias La presentacioacuten del cataacutelogo es amigable y de faacutecil ubica-
cioacuten estaacute clasificada por aacutereas temaacuteticas de acuerdo a la Clasificacioacuten Internacional de Normas y
dentro de estas en orden correlativo por coacutedigo de NTP con un resumen del contenido de la
misma
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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DESCRIPCION DE LAS MATERIAS PRIMAS
MATERIAS PRIMAS PARA LA CONSTRUCCIOacuteN DE CERAacuteMICAS En las ceraacutemicas tradicionales se utilizan materias primas de depoacutesitos naturales Arcillas feldespatos cuarzo estos son poco purificadas
La materia prima es
La arcilla
El agua
La siacutelice
El plomo
El estantildeo
Se forman muacuteltiples fases en la coccioacuten Para cada composicioacuten se dan muchas aplicaciones En las ceraacutemicas teacutecnicas materias primas son de pureza alta y presentan fase uacutenica cada composi-cioacuten tiene una aplicacioacuten especificada Una pasta ceraacutemica baacutesicamente contiene
La arcilla estaacute constituida por agregados de silicatos de aluminio hidratados siendo blanca cuando es pura Surge de la descomposicioacuten de rocas que contienen feldespato originada en un proceso natural que dura decenas de miles de antildeos La foacutermula quiacutemica es Al2O3 middot 2SiO2 middot H2O
Feldespato Carbonato de calcio (caliza)La caliza es una roca sedimentaria porosa de origen quiacutemico formada mineraloacutegicamente por carbonatos La foacutermula de la caliza es CaMg(CO3)2
Chamota (residuo obtenido en el horno)
Chamota de ladrillo
Rotura cruda
Clasificacioacuten de la Arcilla
Las arcillas pueden clasificarse de acuerdo al proceso
geoloacutegico que las originoacute y a la ubicacioacuten del yacimiento en el que se encuentran Se puede re-
conocer
Arcilla primaria Se utiliza esta denominacioacuten cuando el yacimiento donde se encuentra es el
mismo lugar en donde se originoacute El caoliacuten es la uacutenica arcilla primaria conocida
Granulometriacutea Dentro de la clasificacioacuten granulomeacutetrica de las partiacuteculas del suelo las arcillas
ocupan el siguiente lugar
Feldespato
El feldespato es el mineral maacutes comuacuten sobre la
corteza terrestre iexclde manera que es muy posible
que lo encuentres entre las rocas que coleccionas
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Se encuentra en cada uno de los tres tipos de rocas pero es maacutes comuacuten encontrarlo en las
rocas iacutegneas intrusivas como el granito en donde los cristales son blancos o rosados Hay
diferentes tipos de feldespato
Las caracteriacutesticas de los dos tipos maacutes comunes se dan a continuacioacuten Excepto por su color
estos dos tipos comunes de feldespato son difiacuteciles de diferenciar El color puede ser de gran
ayuda pero hay que tener en cuenta que el mismo mineral puede tener colores diferentes
La mejor manera de diferenciar estos dos es mediante la observacioacuten de la superficie de los
cristales y ver si tienen estriaciones delgadas paralelas El feldespato de plagioclasa tiene
estriaciones y el feldespato ortoclase no tiene
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LAS MATERIAS PRIMAS
Algunos ceraacutemicos como la porcelana productos arcillosos estructurales y algunos componentes
electroacutenicos contienen una fase cristalina Durante el tratamiento a elevadas Temperaturas de este
tipo de materiales soacutelidos ceraacutemicos tiene lugar un proceso llamado Vitrificacioacuten por medio del cual
la fase cristalina se licuacutea y rellena los poros del material Esta Fase cristalina liacutequida puede reaccionar
con alguno de los soacutelidos restantes del material refractario Bajo enfriamiento la fase liquida solidifi-
ca para formar una matriz viacutetrea que une las partiacuteculas que no han fundido
CERAacuteMICOS TRADICIONALES
Los ceraacutemicos tradicionales estaacuten constituidos por tres
tipos baacutesicos
Arcilla siacutelice (siacutelex) y feldespato La arcilla estaacute com-
puesta principalmente por silicatos de Al hidratados
(Al2O3 Si O2 H20) con pequentildeas cantidades de otros
oacutexidos como TiO2 Fe2O3 MgO CaO Na2O K2O
En esta imagen podemos percibir la forma-
cioacuten de un cuello durante la sinterizacioacuten de
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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dos partiacuteculas pequentildeas La difusioacuten atoacutemica tiene lugar en la superficie de contacto y alarga el aacuterea
de contacto para formar un cuello
En al siguiente imagen observamos como al porosidad da frente al tiempo de compactos de MgO
dopados con un 02 en peso del CaO y sinterizado en aire estatico a 1330 y 1430 oC noacutetese que
una mayor temperatura de sinterizado produce una disminucioacuten maacutes raacutepida de la porosidad y un
nivel de porosidad maacutes bajo
La siacutelice (Si O2) Tambieacuten llamada Siacutelex o Cuarzo El feldespato potaacutesico que tiene la composicioacuten
baacutesica K2O Al2O3 6SiO2 se funde a bajas temperaturas y se transforma en vidrio cuando la mezcla
ceraacutemica se somete a alta temperatura y une los componentes refractarios
TABLA 1
CERAacuteMICOS DE INGENIERIacuteA
En contraste con los ceraacutemicos tradicionales que se basan principalmente en la arcilla los ceraacutemicos
teacutecnicos o de ingenieriacutea estaacuten constituidos por compuestos puros o casi puros principalmente oacutexidos
carburos o nitruros
TABLA 2
Tipo de pasta Caoliacuten Arcilla Plaacutestica
Feldespato Siacutelex Otros
Porcelana Dura 40 10 25 25
Art Aislantes Eleacutectricos 27 14 26 33
Art Sanitarios Viacutetreos 30 20 34 18
Aislantes Eleacutectricos 23 25 34 18
Tejas Viacutetreas 26 30 32 12
Porcelana Fina Semiviacutetrea 23 30 25 21
Porcelana inglesa 25 hellip 15 22
2CaC O3
Loza para hoteles 31 10 22 35
Porcelana dental
5 hellip 95
Alguno de los ceraacutemicos de ingenieriacutea maacutes importantes contienen compuestos como
Porcentaje en pesos de los oacutexidos principales
Tipo Al2O2 Si O2 Fe2O3 TiO2 CaO MgO Na2O K2O H20 Peacuterd por ignicioacuten
Caoliacuten 374 455 168 13 0004 003 0011 0005 139
Arc Plaacutestica de ten
309 54 074 15 014 02 045 072 hellip 114
Arc Plaacutestica de Ky
32 517 09 152 021 019 038 089 hellip 123
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Aluacutemina (Al2O3)
Nitruro de Silicio (Si3N4)
Carburo de silicio (SiC)
Zirconita (ZrO2) A continuacioacuten se ofrece una breve descripcioacuten de algunos compuestos procesos y aplica-
ciones de varios materiales ceraacutemicos importantes en ingenieriacutea
Aluacutemina (Al2O3)La aluacutemina se desarrolloacute originalmente para tubos refractarios y crisoles dealta
pureza de utilizacioacuten a elevadas temperaturas pero ahora tiene aplicaciones mucho maacutes variadas
Un ejemplo claacutesico de la utilizacioacuten de la aluacutemina es en materiales aislantes de las bujiacuteas El oacutexido de
aluminio se dopa con oacutexido de Mg se prensa en friacuteo y se sinteriza La aluacutemina se emplea frecuente-
mente para aplicaciones eleacutectricas de buena calidad donde se precisan bajas peacuterdidas dieleacutectricas y
alta resistividad
Nitruro de silicio (Si3N4)Los materiales ceraacutemicos con base de nitruro tienen una combinacioacuten
muy uacutetil de propiedades mecaacutenicas ingenieriles como resistencia razonable resistencia al impacto y
propiedades refractarias El Si3N4se disocia significativamente a temperaturas por encima de los
800degC y por consiguiente no se puede sinterizar directamente Sin embargo a lo largo de los uacuteltimos
antildeos se han desarrollado otros meacutetodos de fabricacioacuten delSi3N4Se han desarrollado cuatro procesos
principales para el nitruro de silicio procesos por reaccioacuten de unioacuten (RBSN) procesos de compacta-
cioacuten en caliente de nitruro de silicio (HPSN) proceso de nitruro de silicio sinterizado (SSN) proceso
de nitruro de silicio de compactacioacuten isostaacutetica en caliente (HIP-SN) En el proceso por reaccioacuten de
unioacuten un polvo compacto de silicio se nitrura en una corriente de gas nitroacutegeno Este proceso produ-
ce un Si3N4 microporoso y con moderadaresistencia
Propiedades de algunos ceraacutemicos de nitruro de silicio (TABLA 3)
RSBN SSN SIALON HIP-SN
Densidad Mgm3
27 33 33 33
Moacutedulo de Yung GPa
200 300 300 300
Resistencia en RT MPa
300+ 900+ 800+ 900++
Kic Mpam12
2 6 65 55-65
Desgaste por fatiga de contacto
NA Bajo Moderado Extremadamente bajo
Constante Dieleacutectrica a 1010Hz
6-7 65 hellip 65-75
$pieza de forma neta
El menor Medio Medio El mayor
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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RSBN= Nitruro de Silicio con enlace por reaccioacuten
SSN= Nitruro de silicio sinterizado
HIP-SN= Nitruro de silicio Comprimido en caliente isostaacuteticamente + Flexioacuten en cuatro puntos ++ Traccioacuten directa
Carburo de silicio (SiC)Los ceraacutemicos de altas prestaciones del tipo SiC tiene propiedades muy
importantes ya que su dureza es elevada son inertes quiacutemicamente tiene buena resistencia a la
abrasioacuten y a la oxidacioacuten a altas temperaturas Sin embargo el SiC es relativamente quebradizo
por su baja resistencia al impacto y es difiacutecil producir piezas ceraacutemicas densas de grano fino Para
hacer carburo de silicio sinterizado por reaccioacuten se infiltra un polvo compacto de SiC y carbono
(grafito) con silicio fundido que reacciona con el carbono para formar SiC uniendo los granos
originales de SiC El proceso no puede continuarse hasta que todos los poros que se encuentran
entre los granos originales se llenen ya que el silicio debe ser capaz de infiltrarse Asiacute el produc-
to final contiene entre un 8 y un 20 de Si libre El SiC se puede sinterizar usando polvo de SiC
alfa de calidad adecuada sin aplicacioacuten de presioacuten externa si se antildeaden ayudas al sinterizado
Para el sinterizado sin presioacuten del SiC se utilizan comuacutenmente compuestos de boro y aluminio
Zirconio (ZrO2)La zirconita pura es polimorfa y experimenta transformaciones desde una es-
tructura tetragonal a otra monocliacutenica sobre los 1170degC acompantildeada de una expansioacuten de vo-
lumen y posible ruptura Sin embargo combinando ZrO2 con otros oacutexidos refractarios tales co-
mo CaO MgO e Y2O3 la estructura cuacutebica se puede estabilizar a temperatura ambiente y se han
encontrado algunas aplicaciones donde se requiere alta resistencia a impactos
LOS VIDRIOS DE LOS CERAMICOS
Un vidrio es un material ceraacutemico que se fabrica a partir de materiales inorgaacutenicos a altas tem-
peraturas Sin embargo se distingue de otros ceraacutemicos en que sus constituyentes se calientan
hasta la fusioacuten y despueacutes se enfriacutean hasta un estado riacutegido sin cristalizacioacuten Una de sus caracte-
riacutesticas es que tiene una estructura cristalina o amorfa Las moleacuteculas de vidrio no estaacuten coloca-
das en un orden repetitivo de largo alcance como en el caso de un soacutelido cristalino
Composicioacuten de los vidrios El vidrio de siacutelice fundido presenta una alta transmisioacuten espectral y
no estaacute sujeto a dantildeos de radiacioacuten que origina coloracioacuten en otros vidrios Es por tanto el vidrio
ideal para la luna de los vehiacuteculos espaciales y de tuacuteneles aerodinaacutemicos y para sistemas oacutepticos
en dispositivos espectrofotomeacutetricos Sin embargo los vidrios de siacutelice son caros y difiacuteciles de
procesar
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
21
CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS Y QUIacuteMICAS DE LAS MATERIAS PRIMAS
Las importantes aplicaciones industriales de este grupo de minerales radican en sus propiedades
fiacutesico-quiacutemicas Dichas propiedades derivan principalmente de
Su extremadamente pequentildeo tamantildeo de partiacutecula (inferior a 2 mm)
Su morfologiacutea laminar (filosilicatos)
Las sustituciones isomoacuterficas que dan lugar a la aparicioacuten de carga en las laacuteminas
Por otra parte la existencia de carga en las laacuteminas se compensa como ya se ha citado con la
entrada en el espacio interlaminar de cationes deacutebilmente ligados y con estado variable de hi-
dratacioacuten que pueden ser intercambiados faacutecilmente mediante la puesta en contacto de la arci-
lla con una solucioacuten saturada en otros cationes a esta propiedad se la conoce como capacidad
de intercambio catioacutenico y es tambieacuten la base de multitud de aplicaciones industriales
Superficie especiacutefica La superficie especiacutefica o aacuterea superficial de una arcilla se define como el
aacuterea de la superficie externa maacutes el aacuterea de la superficie interna (en el caso de que esta exista)
de las partiacuteculas constituyentes por unidad de masa expresada en m2g Las arcillas poseen una
elevada superficie especiacutefica muy importante para ciertos usos industriales en los que la inter-
accioacuten soacutelido-fluido depende directamente de esta propiedad
A continuacioacuten se muestran algunos ejemplos de superficies especiacuteficas de arcillas
Caolinita de elevada cristalinidad hasta 15 m2g
Caolinita de baja cristalinidad hasta 50 m2g
Halloisita hasta 60 m2g
Illita hasta 50 m2g
Montmorillonita 80-300 m2g
Sepiolita 100-240 m2g
Paligorskita 100-200 m2g
Capacidad de Intercambio catioacutenico Es una propiedad fundamental de las esmectitas Son ca-
paces de cambiar faacutecilmente los iones fijados en la superficie exterior de sus cristales en los
espacios interlaminares o en otros espacios interiores de las estructuras por otros existentes en
las soluciones acuosas envolventes
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Sustituciones isomoacuterficas dentro de la estructura
Enlaces insaturados en los bordes y superficies externas
Disociacioacuten de los grupos hidroxilos accesibles
A continuacioacuten se muestran algunos ejemplos de capacidad de intercambio catioacutenico (en
meq100g)
Caolinita 3-5
Halloisita 10-40
Illita 10-50
Clorita 10-50
Vermiculita 100-200
Montmorillonita 80-200
Sepiolita-paligorskita 20-35
Los materiales primas de los ceraacutemicos son Minerales compuestos y elementos quiacutemicos forma-
dos mediante procesos inorgaacutenicos
Las propiedades de los minerales se estudian bajo las correspondientes divisiones mineralogiacutea
quiacutemica mineralogiacutea y fiacutesica
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PROCESO DE PRODUCCION
PROCESADO DE MATERIALES CERAacuteMICOS
Las ceraacutemicas no cristalinas (vidriosas) suelen ser formadas de fundiciones El vidrio es formado
por cualquiera de los siguientes meacutetodos soplado prensado laminado estirado colado o flota-
do y galvanizado
Los materiales ceraacutemicos cristalinos no son susceptibles de un variado rango de procesado Los
meacutetodos empleados para su manejo tienden a fallar en una de dos categoriacuteas -hacer ceraacutemica
en la forma deseada pro reaccioacuten in situ o por formacioacuten de polvos en la forma deseada y lue-
go sinterizados para formar un cuerpo soacutelido Algunos meacutetodos usados son un hiacutebrido de los dos
meacutetodos mencionados
Manufactura in situ
El uso maacutes comuacuten de este meacutetodo es en la produccioacuten de cemento y concreto Aquiacute los abrasi-
vos deshidratados son mezclados con agua Esto da comienzo a las reacciones de la hidratacioacuten
las cuales resultan en cristales grandes interconectados formaacutendose alrededor de los agregados
Pasado un tiempo esto resulta en una ceraacutemica soacutelida
El mayor problema con este meacutetodo es que la mayoriacutea de las reacciones son tan raacutepidas que no
es posible hacer una buena mezcla lo que tiende a impedir la construccioacuten en gran escala Sin
embargo los sistemas a pequentildea escala pueden ser realizados mediante teacutecnicas de depoacutesito
en donde los diferentes materiales son introducidos sobre un sustrato donde se produce la
reaccioacuten y la ceraacutemica se forma sobre este sustrato
Conformado de los polvos
El objetivo principal del conformado es dar forma y consistencia a la masa de polvos que deacute lugar
a un aumento de la densidad y por lo tanto a una mejora de las propiedades mecaacutenicas Existen
dos formas de realizar el conformado mediante la aplicacioacuten de presioacuten y temperaturas eleva-
das Con la aplicacioacuten de presioacuten y temperatura el proceso es similar a si no aplicaacutesemos altas
temperaturas pero obtenemos productos maacutes densos y homogeacuteneos a la vez que ahorramos
materias primas
Prensado uniaxial (en caliente o en friacuteo) Consiste en la aplicacioacuten de presioacuten en una uacutenica
direccioacuten hasta conseguir la compactacioacuten de los polvos ceraacutemicos La pieza asiacute conformada
tendraacute la forma de la matriz y las superficies con las que se aplica la presioacuten
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Prensado isostaacutetico en caliente o en friacuteo Consiste en compactar los polvos encerraacutendolos
hermeacuteticamente en moldes elaacutesticos tiacutepicamente de goma laacutetex o PVC aplicaacutendoles pre-
sioacuten hidrostaacutetica mediante un fluido que puede ser agua o aceite El fundamento de este
proceso es el Principio de Pascal de este modo conseguimos compactar uniformemente y
en todas las direcciones el material
Slip Casting Se fundamenta en el moldeo por barbotina de la ceraacutemica tradicional median-
te el cual obtenemos piezas de espesores pequentildeos utilizando moldes porosos
Meacutetodos basados en la sinterizacioacuten
Los principios de los meacutetodos basados en la sinterizacioacuten son sencillos Una vez que la materia
prima es acondicionada para su procesamiento (hornada) es introducida en el horno con lo que
el proceso de difusioacuten compacta a la materia prima
Los poros se achican resultando un producto maacutes denso y fuerte El quemado se hace a una
temperatura por debajo del punto de derretimiento de la ceraacutemica Siempre queda alguna poro-
sidad pero la verdadera ventaja de este meacutetodo es que la hornada puede ser producida de cual-
quier modo imaginable e incluso puede ser sinterizado Esto lo hace una ruta muy versaacutetil
Existen miles de posibles refinamientos de este proceso Algunos de los maacutes comunes involucran
presionar la hornada para darle la densidad la quema reduce el tiempo de sinterizacioacuten necesa-
rio A veces se antildeaden elementos orgaacutenicos junto a la hornada que son disueltos durante la
quema
Algunas veces se agregan lubricantes orgaacutenicos durante el proceso para incrementar la densi-
dad No es raro combinarlos agregando materia orgaacutenica y lubricantes a una hornada y luego
presionar (La formulacioacuten de estos aditivos quiacutemico orgaacutenicos es un arte en siacute mismo) Esto es
particularmente importante en la manufactura de ceraacutemica de alto rendimiento tales como las
usadas para la electroacutenica en condensadores inductores sensores etc
Puede realizarse una mezcla de componentes en vez de usar un solo polvo y luego verterlo en el
molde deseado dejaacutendolo secar y luego sinterizarlo De hecho en la alfareriacutea tradicional es he-
cho de esta forma usando una mezcla plaacutestica que es trabajada con las manos
Si una mezcla de materiales diferentes componentes es utilizada en una ceraacutemica algunas veces
la temperatura de sinterizacioacuten es mayor a la temperatura de fundicioacuten de alguno de sus com-
ponentes (fase liacutequida de sinterizacioacuten) Esto genera un periacuteodo maacutes corto de sinterizacioacuten com-
parado con el estado soacutelido sinterizado
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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DESCRIPCIOacuteN DEL PROCESO DE PRODUCCIOacuteN
LA FABRICACIOacuteN
PROCESO Una vez que las materias primas que se procesan una serie de medidas llevaraacute a cabo
para obtener el producto terminado Estos pasos incluyen la dosificacioacuten mezcla y molienda
secado por aspersioacuten formando secado esmaltado y coccioacuten Muchos de estos pasos se reali-
zan ahora con equipos automatizados
De procesamiento por lotes Un caso de muchos productos de ceraacutemica incluyendo mosaico de
la composicioacuten corporal se determina por la cantidad y el tipo de materias primas Las materias
primas tambieacuten determinan el color del cuerpo del azulejo que puede ser rojo o blanco depen-
diendo de la cantidad de hierro que contienen materias primas empleadas Por lo tanto es im-
portante mezclar las cantidades correctas en conjunto para lograr las propiedades deseadas
Caacutelculos por lotes por tanto necesario que debe tener en cuenta tanto las propiedades fiacutesicas y
composicioacuten quiacutemica de las materias primas Una vez que el peso adecuado de cada materia
prima se determina las materias primas deben ser mezclados
Mezcla y molienda Una vez que los ingredientes se pesan que se suman en un mezclador de
shell mezclador de cinta o un mezclador intensivo Un mezclador de shell se compone de dos
cilindros unidos en forma de V que gira a caer y mezclar el material Un mezclador de cinta utili-
za aspas helicoidales y un mezclador intensivo utiliza haraacute raacutepidamente renovables Este paso
maacutes muele los ingredientes dando como resultado un tamantildeo de partiacutecula maacutes fina que mejora
el proceso de formacioacuten posterior (ver paso 4 a continuacioacuten)
A veces es necesario agregar agua para aumentar la mezcla de un lote con varios ingredientes
asiacute como para lograr la molienda fina Este proceso se denomina molienda huacutemeda y con fre-
cuencia se realiza mediante un molino de bolas El resultado lleno de agua mezcla que se llama
una papilla o deslizamiento El agua se extrae de la suspensioacuten pulsando filtro (que elimina el
40-50 por ciento de la humedad) seguida de molienda en seco
De secado por aspersioacuten Si la molienda huacutemeda es utilizada por primera vez el exceso de agua
suele ser removido a traveacutes de secado por aspersioacuten Esto implica el bombeo de la lechada con
un atomizador que consiste en un disco que gira raacutepidamente o la boquilla Las gotas de la hoja
se secan a medida que se calientan con una columna de aire ascendente caliente formando pe-
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quentildeos graacutenulos de libre movimiento que dan como resultado un polvo susceptible de confor-
macioacuten
Cuerpos de baldosas tambieacuten se puede preparar por molienda en seco seguido de granulacioacuten
Granulacioacuten se utiliza una maacutequina en la cual se mezcla la mezcla de material previamente seco
molido con agua para formar las partiacuteculas en graacutenulos que a su vez formar un polvo listo para
su formacioacuten
La formacioacuten La mayoriacutea de baldosas estaacute formada por prensado en seco En este meacutetodo el
polvo de flujo libre que contiene aglutinante orgaacutenico o un bajo porcentaje de humedad se deri-
va de una tolva en la matriz de la formacioacuten El material se comprime en una cavidad de acero
por eacutembolos de acero y luego es expulsado por el eacutembolo de la parte inferior Prensas automati-
zadas se utilizan para presiones de trabajo de hasta 2500 toneladas
Varios otros meacutetodos tambieacuten se utilizan en el cuerpo del azulejo estaacute en huacutemedo la forma maacutes
moldeable Extrusioacuten ademaacutes de perforacioacuten se utiliza para producir baldosas de forma irregu-
lar y maacutes delgada de baldosas maacutes raacutepida y econoacutemica Esto implica la compactacioacuten de una
masa de plaacutestico en el cilindro de presioacuten alta y obligando a que el material fluya hacia fuera de
la botella en las babosas cortoacute Estas balas son entonces un puntildeetazo en una o maacutes fichas con
troquelado hidraacuteulico o neumaacutetico
RAM presionando a menudo se utiliza para la baldosa muy perfilada Con este meacutetodo las bal-
dosas excluidas por el cuerpo del azulejo se presionan entre dos mitades de un molde duro o
porosa montada en una prensa hidraacuteulica El formoacute parte se elimina por la primera aplicacioacuten de
vaciacuteo a la mitad superior del molde para liberar la parte de la mitad inferior seguido forzando el
aire a traveacutes de la parte de arriba para liberar la parte superior El exceso de material debe ser
removido de la pieza y acabado adicional puede ser necesario
Otro proceso conocido como cristal de presioacuten se ha desarrollado recientemente Este proceso
combina el cristal y dar forma a la vez pulsando el esmalte (en forma de polvo atomizado) direc-
tamente en la matriz llena con el polvo del cuerpo de baldosas Las ventajas incluyen la elimina-
cioacuten de liacuteneas de esmaltado asiacute como el material de desecho cristales (llamados lodos) que se
produce con el meacutetodo convencional
El secado baldosas de ceraacutemica por lo general debe ser secado (con una humedad relativa alta)
despueacutes de la formacioacuten sobre todo si un meacutetodo huacutemedo se utiliza Secado lo que puede lle-
var varios diacuteas se quita el agua a una velocidad lo suficientemente lenta como para evitar las
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grietas por contraccioacuten Los secadores continuos o tuacuteneles que se utilizan son calentados con
gas o aceite laacutemparas de infrarrojos o energiacutea de microondas Secado por infrarrojos es maacutes
adecuado para baldosas finas mientras secado por microondas que funciona mejor para maacutes
gruesa de baldosas Otro meacutetodo el secado impulso utiliza pulsos de aire caliente que fluye en
la direccioacuten transversal en vez de manera continua en la direccioacuten del flujo de materiales
Acristalamiento Para preparar el glaseado los mismos meacutetodos que para el cuerpo del azulejo
Despueacutes de una formulacioacuten de lotes se calcula las materias primas se pesan se mezclan y seco
o huacutemedo molido Los esmaltes molidos se aplican mediante uno de los meacutetodos disponibles
En el acristalamiento de centriacutefuga o arado de discos el esmalte se alimenta a traveacutes de un disco
giratorio que arroja o lanza el esmalte en el azulejo En el meacutetodo de la campana cascada una
corriente de barniz se cae en el azulejo al pasar sobre una cinta transportadora por debajo A
veces el esmalte es simplemente rociado en Para aplicaciones de esmalte muacuteltiples impresioacuten
en pantalla por debajo o entre las baldosas que se han mojado cristal se utiliza En este proce-
so esmalte es forzada a traveacutes de una pantalla por una rasqueta de goma u otro dispositivo
Acristalamiento en seco tambieacuten se estaacute utilizando Esto implica la aplicacioacuten de polvos fritas
trituradas (materiales de vidrio) y esmaltes granulada en una superficie de baldosas mojadas
acristalamiento Despueacutes de la coccioacuten las partiacuteculas de esmalte se funden entre siacute para produ-
cir una superficie como el granito
Disparo Despueacutes de cristal el azulejo se debe calentar intensamente para fortalecerlo y darle la
porosidad deseada Hay dos tipos de hornos o Despueacutes de la formacioacuten el archivo se seca poco
a poco (durante varios diacuteas) y con una humedad alta para evitar el agrietamiento y la contrac-
cioacuten A continuacioacuten el barniz se aplica a continuacioacuten el azulejo se cuece en un horno o estu-
fa Aunque algunos tipos de baldosas requiere un proceso de coccioacuten en dos etapas huacutemedo
molido baldosas se dispara una sola vez a una temperatura de 2000 grados Fahrenheit o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten el azulejo es empacado y enviado
Los hornos se utilizan para la coccioacuten de baldosas Azulejo de la pared o azulejo que es prepa-
rado por molienda en seco en lugar de molienda huacutemeda requiere generalmente un proceso de
dos pasos En este proceso el azulejo pasa a traveacutes de un disparo de baja temperatura llamada
sopa de fuego antes de acristalamiento Este paso elimina los volaacutetiles de la materia y la mayor
parte o la totalidad de la contraccioacuten El cuerpo y el esmalte luego se disparoacute en un proceso lla-
mado despido glost Tanto los procesos de coccioacuten tienen lugar en un tuacutenel o un horno conti-
nuo que consta de una caacutemara a traveacutes del cual poco a poco el software se trasladoacute en un
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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transportador de rollos de refractarios estantes construidos con materiales que son resistentes a
temperaturas altas o en contenedores denominados gacetas Coccioacuten en un horno tuacutenel puede
tomar de dos a tres diacuteas con temperaturas alrededor de disparar 2372 grados Fahrenheit
(1300 grados Celsius)
Para el azulejo que soacutelo requiere un uacutenico disparo por lo general de baldosas que se prepara por
viacutea huacutemeda de rodillos para moler los hornos se utilizan generalmente Estos hornos se mueven
las mercanciacuteas de un transportador de rodillos y no necesitan muebles horno tales como blo-
ques o gacetas Los tiempos de encender en los hornos de rodillos pueden ser tan bajos como
60 minutos con temperaturas de coccioacuten alrededor de 2102 grados Fahrenheit (1150 grados
Celsius) o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten y las pruebas el azulejo estaacute listo para ser empaquetados y enviados
Subproductos Una variedad de contaminantes se generan durante las etapas de fabricacioacuten
diferentes estas emisiones deben ser controladas para cumplir con las normas de control de
aire Entre los contaminantes que produce en la fabricacioacuten de baldosas estaacuten compuestos de
fluacuteor y el plomo que se producen durante la coccioacuten y vidriado Los compuestos de plomo se
han reducido significativamente con el reciente desarrollo de esmaltes sin plomo o de bajo plo-
mo Las emisiones de fluacuteor pueden ser controladas con los depuradores los dispositivos de ae-
rosol que baacutesicamente los gases con agua para eliminar los contaminantes dantildeinos Tambieacuten
se puede controlar con procesos en seco como los filtros de tela recubierta con cal Esta cal
puede ser reciclada como materia prima para el azulejo en el futuro
La industria del azulejo es tambieacuten el desarrollo de procesos para reciclar las aguas residuales y
lodos generados durante el mecanizado automaacutetico vidrios y el secado por atomizacioacuten Ya
que algunas plantas de reciclaje el exceso de polvo generado durante el prensado en seco asiacute
como el rociacuteo producido durante el acristalamiento Residuos de barniz y teja rechazoacute tambieacuten
se devuelven al proceso de preparacioacuten del cuerpo para su reutilizacioacuten
Control de calidad La mayoriacutea de fabricantes de baldosas utilizan ahora el control estadiacutestico de
procesos (SPC) para cada paso del proceso de fabricacioacuten Muchos de ellos tambieacuten trabajan
estrechamente con sus proveedores de materia prima para asegurar que se cumplan las especi-
ficaciones antes de que el material se utilice Control estadiacutestico del proceso consiste en las car-
tas que se utilizan para controlar diversos paraacutemetros de procesamiento tales como el tamantildeo
de las partiacuteculas el tiempo de molienda la temperatura de secado y el tiempo presioacuten de com-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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pactacioacuten dimensiones despueacutes del prensado la densidad la temperatura de coccioacuten y el tiem-
po y similares Estas cartas identificar problemas con el equipo fuera de las condiciones de
especificacioacuten y ayudar a mejorar el rendimiento antes de que el producto final esteacute terminado
El producto final debe cumplir con ciertas especificaciones en relacioacuten con propiedades fiacutesicas y
quiacutemicas Estas propiedades estaacuten determinados por las pruebas estaacutendar establecido por la
Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM) Propiedades medidas incluyen resistencia
mecaacutenica resistencia de abrasioacuten resistencia quiacutemica absorcioacuten de agua su estabilidad dimen-
sional resistencia al hielo y el coeficiente de expansioacuten teacutermica lineal Maacutes recientemente el
antideslizante que se puede determinar midiendo el coeficiente de friccioacuten se ha convertido en
una preocupacioacuten Sin embargo no existe una norma se ha establecido todaviacutea porque otros
factores (tales como el disentildeo del suelo y el cuidado apropiados) puede hacer que los resultados
sin sentido
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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APLICACIOacuteN EN LA ETAPA DE CONSTRUCCION YO POST-CONSTRUCCION
Su uso inicial fue fundamentalmente la elaboracioacuten de recipientes empleados para contener
alimentos o bebidas Maacutes adelante se utilizoacute para modelar figurillas de posible caraacutecter simboacuteli-
co maacutegico religioso o funerario Tambieacuten se empleoacute como material de construccioacuten en forma
de ladrillo teja baldosa o azulejo conformando muros o revistiendo paramentos La teacutecnica del
vidriado le proporcionoacute gran atractivo se utilizoacute tambieacuten en escultura Actualmente tambieacuten se
emplea como aislante eleacutectrico y teacutermico en hornos motores y en blindaje
Ceraacutemicas se utilizan en la fabricacioacuten de cuchillos La hoja del cuchillo de ceraacutemica perma-
neceraacute fuerte por mucho maacutes tiempo que el de un cuchillo de acero a pesar de que es maacutes
fraacutegil que se abrocha por la caiacuteda sobre una superficie dura
Ceraacutemicas como aluacutemina y carburo de boro se han utilizado en baliacutestica chalecos blindados
para repeler gran calibre rifle de fuego Dichas placas se conocen comuacutenmente como de
armas pequentildeas inserciones de proteccioacuten (SAPI) Material similar se utiliza para proteger
las cabinas de algunos aviones militares debido a su bajo peso del material
Las bolas de ceraacutemica se puede utilizar para sustituir el acero en rodamientos de bolas Su
mayor dureza que significa que son mucho menos susceptibles al desgaste y puede ofrecer
maacutes de vida triple Tambieacuten se deforman menos en el sentido de carga que tienen menos
contacto con las paredes de retencioacuten del rodamiento y puede rodar maacutes raacutepido En las
aplicaciones de muy alta velocidad el calor de la friccioacuten durante la rodadura puede causar
problemas para los rodamientos de metal los problemas que se reducen por el uso de la ce-
raacutemica La ceraacutemica es tambieacuten maacutes resistente a los quiacutemicos y puede utilizarse en ambien-
tes huacutemedos donde los rodamientos de acero se oxidaban El mayor inconveniente de uti-
lizar la ceraacutemica es un costo mucho maacutes elevado En muchos casos sus propiedades de ais-
lamiento eleacutectrico tambieacuten puede ser valiosa para los rodamientos
En la deacutecada de 1980 Toyota investigoacute la produccioacuten de una adiabaacutetica motor de ceraacutemica
que pueden funcionar a una temperatura de maacutes de 6000 deg F (3300 deg C) Motores ceraacutemicos
no necesitan un sistema de enfriamiento y por lo tanto permiten una importante reduccioacuten
de peso y la eficiencia de combustible por lo tanto mayor La eficiencia del combustible del
motor es tambieacuten maacutes alta a alta temperatura como se muestra por Carnot teorema En un
motor metaacutelico convencional mucha de la energiacutea liberada por el combustible debe ser di-
sipada como calor residual con el fin de evitar un colapso de las partes metaacutelicas A pesar
de todas estas propiedades deseables tales motores no estaacuten en produccioacuten ya que la fa-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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bricacioacuten de piezas de ceraacutemica de la precisioacuten necesaria y la durabilidad es difiacutecil Imper-
fecciones en la ceraacutemica lleva a las grietas que puede conducir a fallas en los equipos po-
tencialmente peligrosos Estos motores son posibles en el laboratorio pero la produccioacuten
en masa no es factible con la tecnologiacutea actual
Se estaacute trabajando en el desarrollo de piezas ceraacutemicas para turbinas de gas motores En
la actualidad incluso las hojas hechas de avanzadas aleaciones de metales utilizados en la
seccioacuten de los motores calientes requieren temperaturas de refrigeracioacuten y cuidadosos que
limitan la de Motores turbina hizo con ceraacutemicas podiacutea operar maacutes eficientemente dando
aviones mayor alcance y payload por un importe conjunto de combustible
Recientemente se han producido avances en la ceraacutemica que incluyen bio-ceraacutemica tales
como los implantes dentales y huesos sinteacuteticos hidroxiapatita el componente mineral na-
tural del hueso se ha hecho de forma sinteacutetica a partir de una serie de fuentes bioloacutegicas y
quiacutemicas y se pueden transformar en materiales ceraacutemicos Implantes ortopeacutedicos a partir
de estos bonos de materiales faacutecilmente a los tejidos oacuteseos y otras partes del cuerpo sin re-
chazo o reacciones inflamatorias Debido a esto son de gran intereacutes para la entrega de ge-
nes y la ingenieriacutea de tejidos andamios La mayoriacutea de la ceraacutemica de hidroxiapatita son
muy porosas y la falta de resistencia mecaacutenica y se utilizan para dispositivos ortopeacutedicos ca-
pa de metal para ayudar en la formacioacuten de un enlace con el hueso o como relleno oacuteseo
Tambieacuten se utilizan como relleno de tornillos ortopeacutedicos de plaacutestico para ayudar a reducir
la inflamacioacuten y aumentar la absorcioacuten de estos materiales de plaacutestico Se estaacute trabajando
para hacer fuerte y bien densa nano cristalina de materiales ceraacutemicos de hidroxiapatita pa-
ra dispositivos ortopeacutedicos que soportan peso en sustitucioacuten de metales y materiales plaacutes-
ticos extranjeros ortopeacutedico con un material sinteacutetico pero de origen natural mineral de los
huesos En uacuteltima instancia estos materiales ceraacutemicos se pueden utilizar como sustitutos
de hueso o con la incorporacioacuten de la proteiacutena colaacutegeno huesos sinteacuteticos
Ceraacutemica de alta tecnologiacutea se utiliza en relojeriacutea para la produccioacuten de cajas de relojes El
material se valora por los relojeros por su ligereza resistencia al rayado resistencia y tacto
suave CBI es una de las marcas que ha iniciado el uso de la ceraacutemica en la relojeriacutea El caso
de la CBI edicioacuten 2007 de Top Gun de la Vigilancia de la Pilot cronoacutegrafo doble se hace a
mano en ceraacutemica de alta tecnologiacutea negro
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Revestimiento con ceraacutemico Las ceraacutemicas se
comercializan clasificadas con un nuacutemero de
tono cuando compre las cajas verifique una por
una para evitar contratiempos a la hora de su
colocacioacuten
Para lograr el equilibrio de coloracioacuten es aconse-
jable mezclar las piezas antes de su colocacioacuten
En este sentido vaya sacando una ceraacutemica de cada caja y coloacutequelas en este orden ya que
siempre existe una pequentildea variacioacuten de matiz de una caja a otra pero que no se notaraacute cuando
se hallen instaladas En cuanto a los sistemas de colocacioacuten existen dos alternativas el sistema
mortero tradicional (praacutecticamente en desuso) y el sistema de capa fina El primero requiere
sumergir la ceraacutemica en agua limpia durante unos minutos como paso previo a su colocacioacuten Si
opta por este meacutetodo recuerde que la ceraacutemica no debe introducirse en el agua con su envase
de cartoacuten ya que podriacutea mancharse como consecuencia de la accioacuten de la tinta del envoltorio o
de la oxidacioacuten de los ganchos de cierre En este sistema es imprescindible tambieacuten mojar los
revoques de los muros y las carpetas de los pisos
Si emplea el segundo sistema que se trabaja sobre la base de un adhesivo cementicio no seraacute
necesario mojar la ceraacutemica ni los revoques No obstante independientemente del meacutetodo de
colocacioacuten utilizado usted deberaacute verificar que las ceraacutemicas esteacuten libres de polvo antes de su
instalacioacuten
En el piso no soacutelo deberaacute tener en cuenta la junta entre una ceraacutemica y otra sino tambieacuten una
separacioacuten perimetral que para superficies pequentildeas debe llegar a los 15 miliacutemetros
Las juntas entre ceraacutemicas deben sellarse con cemento Portland mezclado con arena marmolina
o cuarzo molido Si quiere dar color a la junta recuerde que no es conveniente utilizar colorantes
hidrosolubles como oacutexido de hierro o negro de humo porque pueden manchar la ceraacutemica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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EMPRESAS NACIONALES QUE PRODUCEN DICHOS PRODUCTOS
Las Compantildeiacutea Ceraacutemica o empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y pisos ceraacutemicos han tenido
como objetivo de mejorar la calidad de informacioacuten minimizar esfuerzos y recursos reducir costos y
brindar un mejor servicio al cliente que quiere adquirir estos productos para ello tenemos algunas
empresas nacionales descritos en esta investigacioacuten
COMPANtildeIacuteA DE CERAacuteMICA SA CELIMA
Es empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y
pisos ceraacutemicos desde 1982Ceraacutemica Lima SA
ldquoCelimardquo es una empresa cimentada en la tradicioacuten
milenaria de las culturas Nazca Moche y Chaviacuten para
el dominio de la ceraacutemica cuenta con personal alta-
mente calificado y tecnologiacutea de punta que le ha permitido ingresar a los mercados maacutes exigentes
del mundo tales como la Comunidad Econoacutemica Europea Estados Unidos Canadaacute Australia Centro
Ameacuterica y Sud-Ameacuterica Actualmente CELIMA tiene una capacidad de produccioacuten mensual de
1rsquo100000 m2 entre azulejos y pisos ceraacutemicos
CERAacuteMICA SAN LORENZO ndash PERUacute inicia la
construccioacuten de su planta en mayo de 1999
con los maacutes altos estaacutendares de seguridad
ambiental y tecnologiacutea italiana de vanguardia
Con una inversioacuten inicial de 17 millones de
doacutelares iniciaacutendose con una produccioacuten mensual de 200000 m2 de revestimiento ceraacutemico
para pisos
Antildeo y medio despueacutes amplia su capacidad productiva eacutesta se incrementa a 440000 m2 al
mes innovando en la produccioacuten del Revestimiento Ceraacutemico de Pared permitiendo asiacute
abastecer la demanda insatisfecha de los revestimientos de Pared que no disponiacutea ante-
riormente con una inversioacuten aproximada de 10 millones de doacutelares
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Luego con el objetivo de desarrollar un mercado de exportacioacuten a Estados Unidos donde el gru-
po ha iniciado operaciones a traveacutes de Ceraacutemica San Lorenzo INC (USA) se invierte en una
nueva liacutenea de esmaltado otorgaacutendole asiacute flexibilidad a la produccioacuten siendo eacutesta una alternativa
de disminucioacuten de tiempo en el cambio de producto y se suma a ella la reduccioacuten de ciclos de
proceso de coccioacuten aumentando asiacute la velocidad de la produccioacuten llegando a producir 620000
m2 mensuales
Tambieacuten dentro de los proyectos importantes tenemos el montaje y puesta en marcha de la
planta de productos de tercer fuego los cuales complementan nuestra liacutenea actual de revesti-
mientos Liacutenea de alto perfil desarrollar una serie de piezas especiales como son zoacutecalos liacutestelos
en sus distintas medidas insertos tacos etc
Debido al sostenido aumento de las ventas y con el fin de obtener el liderazgo en el mercado del
ceraacutemico actualmente Ceraacutemica San Lorenzo a incrementado su capacidad de produccioacuten con
una inversioacuten de 12 millones de doacutelares en una ampliacioacuten de planta de 420000 m2 de ceraacutemi-
cos mensuales bajo el concepto de ldquoalta productividadrdquo considerando en el proceso de produc-
cioacuten la molienda de arcillas por viacutea seca ahorrando asiacute gas natural y energiacutea eleacutectrica
Hoy Ceraacutemica San Lorenzo logra ofrecer una amplia gama de productos ceraacutemicos de alta cali-
dad con una produccioacuten superior al milloacuten de metros cuadrados
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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CONCLUSIONES
Se logro obtener la mayor y suficiente informacioacuten acerca del tema pisos ceraacutemicos y mayoacute-
licas
Se logro obtener conocimiento del tema a presentar en este trabajo ldquopisos ceraacutemicos y ma-
yoacutelicasrdquo ya que este tema en discusioacuten es de mucha importancia para nuestra carrera profe-
sional
Se logro obtener la informacioacuten suficiente del tema en investigacioacuten estructurado en los
siguientes apartados descripcioacuten del producto descripcioacuten de las materias primas proceso
de produccioacuten aplicacioacuten en la etapa de construccioacuten yo post-construccioacuten empresas na-
cionales que producen
Los ceraacutemicos son muy importante y aportan al desarrollo y a la comodidad de la humani-
dad asiacute como para la ingenieriacutea es muy importante ya que aporta a los acabados en cons-
trucciones
Por el presente trabajo de investigacioacuten se adquirioacute nuevos conocimientos en cuanto al ma-
terial llamado pisos ceraacutemicos y mayoacutelicas
Aprendimos cuales son los materias primas para la fabricacioacuten de las ceraacutemicas
Aprendimos las aplicaciones en la construccioacuten y en la post construccioacuten
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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RECOMENDACIONES
Se recomienda el uso adecuado y mesurado de la informacioacuten en investigacioacuten
Es maacutes factible hacer trabajos de investigacioacuten de materiales ya conocidos y comunes que
se usan en el proceso de construccioacuten y post construccioacuten
Los integrantes del grupo deben trabajar adecuadamente y con seriedad para que no se
produzca mayor y aprender a trabajar en equipo
Este trabajo fue realizado con mucho esmero y dedicacioacuten ya que el tema en investigacioacuten
es muy importante para nuestra carrera profesional
Observar y realizar un resumen de la informacioacuten recabada de acuerdo al tema en investi-
gacioacuten asiacute como recabar nueva y reciente informacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten tomar maacutes implicancia y verificar los avances de los
trabajos de investigacioacuten y detallar las dificultades de cada grupo asiacute como los errores y asiacute
realizar un mejor u buen trabajo de investigacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten organizar de mejor manera a los alumnos para una
buena y mejor elaboracioacuten de los trabajos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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BIBLIOGRAFIA
Castaldo Paris Lluis- Necesidad e importancia de la ceraacutemica como manifestacioacuten humana
wwwcasadellibrocom
wwwtaringanetpostsebookslibro-de-Quimicahtml
wwwlibrosaulamagnacomQuimica-libros
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wwwmonografiascom
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wwwvisionlearningcom
wwwsegemargovar
httpwwweducarednet
httpwwwvisionlearningcomlibrarymodule_viewerphpmid=140ampl=s
Introduccioacuten a la ciencia e ingenieriacutea de los materiales WD Callister
Materiales Estructura propiedades y aplicaciones Saja Saez ndash Rodriacuteguez Perez ndash Rodriacuteguez
Mendez
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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ANEXOS
Pisos ceraacutemicos en viviendas
Pisos ceraacutemicos en sshh
Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
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Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
Pisos ceraacutemicos en Inst Puacuteblicos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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INTRODUCCIOacuteN
Los materiales ceraacutemicos son materiales inorgaacutenicos no metaacutelicos constituidos por Elementos
metaacutelicos y no metaacutelicos enlazados principalmente mediante enlaces ioacutenicos yo covalentes Las
composiciones quiacutemicas de los materiales ceraacutemicos variacutean considerablemente desde compues-
tos sencillos a mezclas de muchas fases complejas enlazadas
Las propiedades de los materiales ceraacutemicos tambieacuten variacutean mucho debido a las diferencias en
los enlaces En general los materiales ceraacutemicos son tiacutepicamente duros y fraacutegiles con baja tena-
cidad y ductilidad Los materiales se comportan usualmente como buenos aislantes eleacutectricos y
teacutermicos debido a la ausencia de electrones conductores Normalmente poseen temperaturas de
fusioacuten relativamente altas y asimismo una estabilidad quiacutemica relativamente alta en muchos
maacutes agresivos debido a la estabilidad de sus fuertes enlaces Debido a estas propiedades los
materiales ceraacutemicos son indispensables para muchos de los disentildeos en ingenieriacutea
En general los materiales ceraacutemicos usados para aplicaciones en ingenieriacutea pueden clasificarse
en dos grupos materiales ceraacutemicos tradicionales y materiales ceraacutemicos de uso especiacutefico de
ingenieriacutea
Son aquellos materiales que combinan las caracteriacutesticas y las ventajas de la ceraacutemica tradicio-
nal por ejemplo inercia quiacutemica capacidad a alta temperatura y dureza con la capacidad de
soportar una tensioacuten mecaacutenica significativa Como toda ceraacutemica estaacuten formados por compues-
tos inorgaacutenicos y no metaacutelicos ademaacutes a menudo son mezclas de varios componentes yo ma-
teriales de fase muacuteltiple que tienen estructuras cristalinas como lejas Estos materiales se reali-
zan generalmente para ser completamente densos y para tener tolerancias dimensionales ajus-
tadas Ademaacutes de ser disentildeados soporta niveles substancialmente maacutes altos de la tensioacuten mecaacute-
nica y teacutermica hay otras caracteriacutesticas importantes que hacen a la ceraacutemica estructural avanza-
da diferente de las ceraacutemicas tradicionales Los polvos las composiciones el procesado y micro
estructura que resulta se deben controlar cuidadosamente para proporcionar los niveles reque-
ridos del funcionamiento Por lo tanto la ceraacutemica estructural avanzada es maacutes costosa que ce-
raacutemica tradicional
La mayoriacutea de la ceraacutemica estructural avanzada bajo desarrollo se basa hoy en el Nitruro de sili-
cio Si3N4 carburo del silicio Sic Zro2 o aluacutemina Al2o3 Ademaacutes materiales tales como dibora-
to de titanio TiB2 Nitruro de aluminio AlN oxinitrato de aluminio de silicio SiAlON y algunos
otros carburos y nitruros de ceraacutemica se clasifican a menudo como ceraacutemicas avanzadas o de
alta tecnologiacutea debido a los meacutetodos de procesado o usos Los compuestos de matriz ceraacutemica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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tambieacuten estaacuten aumentando sus aplicaciones como ceraacutemica estructural avanzada El Nitruro de
silicio el carburo del silicio y las zirconias monoliacuteticas representan una familia de materiales maacutes
bien que un solo compuesto Una amplia gama de microestructuras y las caracteriacutesticas se pue-
den adaptar dentro de cada familia con modificaciones de las composiciones o procesado para
optimizar el funcionamiento de los materiales para usos especiacuteficos
El enchape o alicatado de mayoacutelicas ceraacutemicos azulejos etc en exteriores e interiores es un
recurso arquitectoacutenico muy antiguo Los primeros mosaicos ceraacutemicos encontrados en Egipto
Persia y China datan hace unos 3500 antildeos Las baldosas ceraacutemicas fascinan por su belleza de
superficies y destacan sus ventajas funcionales su resistencia al agua y a otras cargas su durabi-
lidad y su facilidad de limpieza Todo ello ha convertido a las baldosas en uno de los principales
materiales de revestimiento de suelos y paredes en el sector de la construccioacuten En el antildeo 1995
se fabricaron y se colocaron en todo el mundo alrededor de 2900 millones de m 2 de baldosas
Los mercados maacutes importantes fueron (Asia 1293 millones m2) Europa (963 millones de m2) y
Ameacuterica (698 millones de m2)
La mayoacutelica es una ceraacutemica con un acabado viacutetreo especial La terracota es la base de los traba-
jos de ceraacutemica y en este caso se le aplica un esmalte metaacutelico compuesto de siacutelice cenizas soacutedi-
cas calcinadas plomo y estantildeo
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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RESUMEN
Los actuales sistemas restauradores ceraacutemicos sin base metaacutelica son una realidad creciente de-
bido a las inmejorables propiedades oacutepticas y esteacuteticas que presentan gracias a su comporta-
miento con la luz la capacidad para mimetizar con los dientes naturales etc A pesar de las ven-
tajas indiscutibles que poseen todaviacutea presentan algunos problemas de tipo mecaacutenico y funcio-
nal (como la fragilidad la fractura la abrasioacuten de los antagonistas etc) que limitan actualmente
su uso generalizado como materiales restauradores Tanto los nuevos materiales ceraacutemicos
como los innovadores meacutetodos de procesamiento asistidos por ordenador auguran un futuro
proacuteximo donde el uso de porcelanas libres de metal sea masivo en el quehacer diario de la pro-
fesioacuten odonto estomatoloacutegica Nuestro objetivo a la hora de abordar este tema es revisar los
conceptos actuales sobre las porcelanas sin metal
Material y metodologiacutea se realiza en base a una revisioacuten bibliograacutefica del tema propuesto y que
se estructuraraacute en los siguientes apartados
Descripcioacuten del producto
Descripcioacuten de las materias primas Proceso de produccioacuten
Aplicacioacuten en la etapa de construccioacuten
yo post-construccioacuten
Empresas nacionales que producen di-
chos productos
La palabra ceraacutemica deriva del vocablo griego keramos cuya raiacutez saacutenscrita significa quemar
En su sentido estricto se refiere a la arcilla en todas sus formas Sin embargo el uso moderno de
este teacutermino incluye a todos los materiales inorgaacutenicos no metaacutelicos que se forman por accioacuten
del calor Hasta los antildeos 1950 los materiales maacutes importantes fueron las arcillas tradicionales
utilizadas en alfareriacutea ladrillos azulejos y similares junto con el cemento y el vidrio El arte tra-
dicional de la ceraacutemica se describe en alfareriacutea Tambieacuten puede buscarse la historia del rakuacute
singular teacutecnica milenaria oriental
Histoacutericamente los productos ceraacutemicos han sido duros porosos y fraacutegiles El estudio de la ce-
raacutemica consiste en una gran extensioacuten de meacutetodos para mitigar estos problemas y acentuar las
potencialidades del material asiacute como ofrecer usos no tradicionales Esto tambieacuten se ha buscado
incorporaacutendolas a materiales compuestos como es el caso de los cermets que combinan mate-
riales metaacutelicos y ceraacutemicos
La mayoacutelica es una ceraacutemica con un acabado viacutetreo especial La terracota es la base de los traba-
jos de ceraacutemica y en este caso se le aplica un esmalte metaacutelico compuesto de siacutelice cenizas soacutedi-
cas calcinadas plomo y estantildeo
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OBJETIVOS
Conocer los diferentes materiales de piso ceraacutemico y mayoacutelicas asiacute como sus componentes
principales
Adquirir conocimientos acerca del uso del piso ceraacutemico y los usos diversos en la construc-
cioacuten
Los pisos ceraacutemicos son muy importantes en cuanto a la ingenieriacutea civil ya que aporta y
ayuda mucho al momento de ejecutar proyectos puesto que le da un excelente y adecuado
acabado
Los pisos ceraacutemicos son compuestos o soluciones compuestas
Quiacutemicamente sus aacutetomos se unen mediante enlaces ioacutenicos y covalentes
Los pisos ceraacutemicos y mayoacutelicas son duros y fraacutegiles de alto punto de fusioacuten
Son malos conductores baja conductividad teacutermica y eleacutectrica
Pisos ceraacutemicos son de estabilidad quiacutemica y eleacutectrica
Son resistentes a la compresioacuten
Se recabo la informacioacuten del proceso de produccioacuten del piso ceraacutemico
De acuerdo a las investigaciones realizadas se encontraron diversos tipos yo variedad de
pisos ceraacutemicos
DESCRIPCIOacuteN DEL PRODUCTO
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La ceraacutemica (palabra derivada del griego κεραμικός keramikos Sustancia Quemada) es el arte
de fabricar recipientes vasijas y otros objetos de barro loza y porcelana Tambieacuten es el nombre
de dichos objetos El teacutermino se aplica de una forma tan amplia que ha perdido buena parte de
su significado No soacutelo se aplica a las industrias de silicatos (grupo de minerales de mayor abun-
dancia pues constituyen maacutes del 95 de la corteza terrestre) sino tambieacuten a artiacuteculos y recu-
brimientos aglutinados por medio del calor con suficiente temperatura como para dar lugar al
sinterizado Este campo se estaacute ampliando nuevamente incluyendo en eacutel a cementos y esmaltes
sobre metal
Ceraacutemica La ceraacutemica es el material maacutes utilizado ya que se comercializa con diferentes acaba-
dos disentildeos y estilos Se compone de arcillas fundentes siacutelice productos colorantes y otros
materiales Es un material muy duro y resistente en funcioacuten del grosor Resiste muy bien los
productos de limpieza y los rayones ademaacutes son impermeables
iquestQUEacute SE ENTIENDE POR MATERIAL CERAacuteMICO Una definicioacuten amplia de materiales ceraacutemicos
diriacutea que son soacutelidos inorgaacutenicos no Metaacutelicos producidos mediante tratamiento teacutermico
Comparados con los metales y plaacutesticos son duros no combustibles y no oxidables Pueden utili-
zarse en ambientes con temperatura alta corrosivos y triboloacutegicos
En dichos ambientes muchas ceraacutemicas exhiben buenas propiedades electromagneacuteticas Oacutepticas
y mecaacutenicas Una caracteriacutestica fundamental del teacutermino material incluye que puedan fabricarse
en formas con dimensiones determinadas
CLASIFICACIOacuteN
El producto obtenido dependeraacute de la naturaleza de la arcilla empleada de la temperatura y de
las teacutecnicas de coccioacuten a las que ha sido sometido Asiacute tenemos
Los materiales ceraacutemicos son buenos aislantes y que ademaacutes tienen la propiedad de tener una
temperatura de fusioacuten y resistencia en compresioacuten elevadas Asiacute mismo su moacutedulo de Young
(pendiente hasta el liacutemite elaacutestico que se forma en un ensayo de traccioacuten) tambieacuten es muy ele-
vado (lo que llamamos fragilidad)
Todas estas propiedades hacen que los materiales ceraacutemicos sean imposibles de fundir y de
mecanizar por medios tradicionales (fresado torneado brochado etc) Por esta razoacuten en las
ceraacutemicas realizamos un tratamiento de sintetizacioacuten Este proceso por la naturaleza en la cual
se crea produce poros que pueden ser visibles a simple vista Un ensayo a traccioacuten por los po-
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ros y un elevado moacutedulo de Young (fragilidad elevada) y al tener un enlace ioacutenico covalente es
imposible de realizar
Existen materiales ceraacutemicos cuya tensioacuten mecaacutenica en un ensayo de compresioacuten puede llegar a
ser superior a la tensioacuten soportada por el acero La razoacuten viene dada por la compresioacuten de los
porosagujeros que se han creado en el material Al comprimir estos poros la fuerza por unidad
de seccioacuten es mayor que antes del colapso de los poros
Las propiedades de un material ceraacutemico dependen de la naturaleza de la arcilla empleada de la
temperatura y de las teacutecnicas de coccioacuten a las que ha sido sometido Asiacute tenemos
MATERIALES CERAacuteMICOS POROSOS
No han sufrido vitrificacioacuten es decir no se llega a fundir el cuarzo con la arena Su fractura (al
romperse) es terrosa siendo totalmente permeables a los gases liacutequidos y grasas Los maacutes im-
portantes
- Arcillas cocidas- De color rojizo debido al oacutexido de hierro de las arcillas que la componen La
temperatura de coccioacuten es de entre 700 a 1000 degC Si una vez cocida se recubre con oacutexido de
estantildeo (similar a esmalte blanco) se denomina loza estanniacutefera Se fabrican baldosas ladrillos
tejas jarrones cazuelas etc
- Loza italiana- Se fabrica con arcilla entre amarillenta y rojiza mezclada con arena pudiendo
recubrirse de barniz transparente La temperatura de coccioacuten variacutea entre 1050 a 1070 degC
- Loza inglesa- Fabricada de arcilla arenosa de la que se elimina mediante lavado el oacutexido de
hierro y se le antildeade silex (25-35) yeso feldespato (bajando el punto de fusioacuten de la mezcla) y
caoliacuten para mejorar la blancura de la pasta La coccioacuten se realiza en dos fases
1) Cocido entre 1200 y 1300 degC
2) Se extrae del horno y se cubre de esmalte El resultado es anaacutelogo a las porcelanas pero no es
impermeable
- Refractarios- Se trata de arcillas cocidas porosas en cuyo interior hay unas proporciones gran-
des de oacutexido de aluminio torio berilio y circonio La coccioacuten se efectuacutea entre los 1300 y los
1600 degC El enfriamiento se debe realizar lenta y progresivamente para no producir agrietamien-
tos ni tensiones internas Se obtienen productos que pueden resistir temperaturas de hasta
3000 degC Las aplicaciones maacutes usuales son
a) Ladrillos refractarios que deben soportar altas temperaturas en el interior de hornos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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b) Electro ceraacutemicas Con las que en la actualidad se estaacuten llevando a cabo investigaciones en
motores de automoacuteviles aviones generadores eleacutectricos etc con vistas a sustituir elementos
metaacutelicos por refractarios con los que se pueden obtener mayores temperaturas y mejor ren-
dimiento Una aplicacioacuten no muy lejana fue su uso por parte de la NASA para proteger la parte
delantera y lateral del Challenger en el aterrizaje
MATERIALES CERAacuteMICOS IMPERMEABLES Y SEMI IMPERMEABLES
Se los ha sometido a temperaturas bastante altas en las que se vitrifica completamente la arena
de cuarzo De esta manera se obtienen productos impermeables y maacutes duros Los maacutes destaca-
dos
- Gres ceraacutemico comuacuten-Se obtiene a partir de arcillas ordinarias sometidas a temperaturas de
unos 1300 degC Es muy empleado en pavimentos
- Gres ceraacutemico fino- Obtenido a partir de arcillas refractarias (conteniendo oacutexidos metaacutelicos) a
las que se le antildeade un fundente (feldespato) con objeto de rebajar el punto de fusioacuten Maacutes tarde
se introducen en un horno a unos 1300 degC Cuando estaacute a punto de finalizar la coccioacuten se im-
pregnan los objetos de sal marina La sal reacciona con la arcilla y forma una fina capa de sili-
coalunminato alcalino vitrificado que confiere al gres su vidriado caracteriacutestico
- Porcelana- Se obtiene a partir de una arcilla muy pura denominada caoliacuten a la que se le antildeade
fundente (feldespato) y un desengrasante (cuarzo o siacutelex) Son elementos muy duros soliendo
tener un espesor pequentildeo (de 2 a 4 mm) su color natural es blanco o translucido Para que el
producto se considere porcelana es necesario que sufra dos cocciones una a una temperatura
de entre 1000 y 1300 degC y otra a maacutes alta temperatura pudiendo llegar a los 1800 degC Teniendo
multitud de aplicaciones en el hogar (pilas de cocina vajillas etc) y en la industria (toberas de
reactores aislantes en transformadores etc) Seguacuten la temperatura se distinguen dos tipos
Porcelanas blandas Cocidas a unos 1000 degC se sacan se les aplica esmalte y se vuelven a intro-
ducir en el horno a una temperatura de 1250 degC o maacutes
Porcelanas duras Se cuecen a 1000ordm C a continuacioacuten se sacan se esmaltan y se reintroducen
en el horno a unos 1400 degC o maacutes Si se decoran se realiza esta operacioacuten y luego se vuelven a
introducir en el horno a unos 800 ordmC
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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TIPOS DE MATERIALES CERAacuteMICOS
Una ceraacutemica material puede ser definida como cualquier material de oacutexido cristalino inorgaacuteni-
co Es soacutelido e inerte Los materiales ceraacutemicos son fraacutegiles duro resistente a la compresioacuten la
debilidad en la esquila y la tensioacuten Sean capaces de soportar la erosioacuten quiacutemica que se produce
en un ambiente aacutecido o sosa caacuteustica En muchos casos resistir la erosioacuten causada por el aacutecido y
la base se le aplica Ceraacutemica en general pueden soportar temperaturas muy altas tales como
temperaturas que oscilan entre los 1000 deg C y 1600 ordm C (1800 deg F a 3000 deg F) Las excepciones
son los materiales inorgaacutenicos que no tienen el oxiacutegeno como el carburo de silicio De vidrio por
definicioacuten no es una ceraacutemica ya que es un soacutelido amorfo (no cristalino) Sin embargo el vidrio
consta de varios pasos del proceso de la ceraacutemica y sus propiedades mecaacutenicas se comportan de
manera similar a los materiales ceraacutemicos Materias primas tradicionales de ceraacutemica incluyen
minerales de la arcilla como la caolinita los materiales maacutes recientes incluyen el oacutexido de alumi-
nio maacutes comuacutenmente conocido como aluacutemina Los modernos materiales de ceraacutemica que se
clasifican como ceraacutemicas avanzadas son de carburo de silicio y carburo de tungsteno Ambos
son valorados por su resistencia a la abrasioacuten y por lo tanto son uacutetiles en aplicaciones tales co-
mo las placas de desgaste de equipos de trituracioacuten en las operaciones mineras Ceraacutemicas
avanzadas tambieacuten se utilizan en la medicina la industria eleacutectrica y electroacutenica
CERAacuteMICA CRISTALINA- Materiales ceraacutemicos cristalinos no son susceptibles de una amplia
gama de procesamiento Meacutetodos para tratar con ellos tienden a caer en una de las dos catego-
riacuteas - supeditar la ceraacutemica en la forma deseada por la reaccioacuten in situ o por formar los polvos
en la forma deseada y luego de sinterizacioacuten para formar un cuerpo soacutelido de ceraacutemica que
forman las teacutecnicas incluyen la configuracioacuten de forma manual (a veces incluso un proceso de
rotacioacuten llamado lanzar) barbotina colaje en cinta (usado para hacer condensadores de ce-
raacutemica fina etc) de moldeo por inyeccioacuten prensado en seco y otras variaciones (Veacutease tam-
bieacuten Ceraacutemica teacutecnicas de formacioacuten Los detalles de estos procesos se describen en los dos li-
bros mencionados a continuacioacuten) Algunos meacutetodos utilizan un hiacutebrido entre los dos enfoques
NO CRISTALINA CERAacuteMICA- No cristalinas de ceraacutemica siendo las gafas tienden a formarse a
partir de fundidos El vidrio se forma cuando sea completamente fundido con una feacuterula o
cuando en un estado de caramelo-como la viscosidad por meacutetodos como la voladura de un
molde Si maacutes tarde el calor tratamientos causa este vaso para convertirse en parte cristalino el
material resultante se conoce como la ceraacutemica de vidrio
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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PROPIEDADES DE LA CERAMICA
Propiedades mecaacutenicas-Los materiales ceraacutemicos son generalmente fraacutegiles o vidriosos
Casi siempre se fracturan ante esfuerzos de tensioacuten y presentan poca elasticidad
Propiedades teacutermicas- Esta propiedad se fundamenta en tres caracteriacutesticas de los mate-
riales ceraacutemicos elevado punto de fusioacuten bajo coeficiente de dilatacioacuten y baja conductivi-
dad teacutermica
Propiedades oacutepticas
Propiedades eleacutectricas-Los materiales ceraacutemicos tienen una propiedad de aislamiento eleacutec-
trico
Propiedades magneacuteticas
Propiedades quiacutemicas
PROPIEDADES MECAacuteNICAS
Los materiales ceraacutemicos son generalmente ioacutenicos o covalentes materiales en condiciones de
servidumbre y puede ser cristalina o amorfa Un material se mantienen unidos por uno u otro
tipo de bonos tienden a la fractura antes de que la deformacioacuten plaacutestica se lleva a cabo lo que se
traduce en pobres dureza de estos materiales Ademaacutes debido a que estos materiales tienden a
ser porosas los poros y otras imperfecciones microscoacutepicas actuacutean como concentradores de
esfuerzos la disminucioacuten de la resistencia maacutes allaacute y la reduccioacuten de la resistencia a la traccioacuten
Estos se combinan para dar fallos catastroacuteficos a diferencia de la que normalmente mucho maacutes
suaves modos de falla de los metales
Estos materiales se muestran deformacioacuten plaacutestica Sin embargo debido a la estructura riacutegida
de los materiales cristalinos no se dispone de muy pocos sistemas de deslizamiento de las dislo-
caciones para moverse por lo que se deforman muy lentamente Con el no-cristalinos (vidrio-
sos) los materiales viscoso flujo es la principal fuente de deformacioacuten plaacutestica y tambieacuten es
muy lento Por tanto es descuidado en muchas aplicaciones de los materiales ceraacutemicos
PROPIEDADES ELEacuteCTRICAS
Semiconductores- Hay una serie de ceraacutemicas que son semiconductores La mayoriacutea de estos
son los oacutexidos de metales de transicioacuten que son semiconductores II-VI como el oacutexido de zinc
Mientras se habla de hacer azul LED de oacutexido de zinc ceramistas estaacuten maacutes interesados en las
propiedades eleacutectricas que muestran los efectos del liacutemite de grano Ceraacutemica semiconductores
tambieacuten se emplean como sensores de gas Cuando varios gases son pasados por una ceraacutemica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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poli cristalina su resistencia eleacutectrica cambia Con ajuste a las mezclas de gas que sea posible
los dispositivos de muy bajo costo se pueden producir
Superconductividad- Bajo ciertas condiciones tales como temperaturas extremadamente bajas
algunas ceraacutemicas muestran superconductividad de alta temperatura La razoacuten exacta de esto
no se conoce pero hay dos grandes familias de la ceraacutemica superconductora
Ferro electricidad y Suacuteper series- Piezoelectricidad un viacutenculo entre la actividad eleacutectrica y
mecaacutenica es exhibida por un gran nuacutemero de materiales ceraacutemicos incluyendo el cuarzo utiliza-
do para medir el tiempo en los relojes y otros aparatos electroacutenicos
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LOS CERAacuteMICOS
Los materiales ceraacutemicos son compuestos quiacutemicos o soluciones complejas que contienen elemen-
tos metaacutelicos y no metaacutelicos Tienen amplias propiedades mecaacutenicas y fiacutesicas Debido a sus enlaces
ioacutenicos o covalentes los ceraacutemicos son duros fraacutegiles con un alto punto de fusioacuten baja conductivi-
dad eleacutectrica y teacutermica buena estabilidad quiacutemica resistencia a la compresioacuten
La composicioacuten quiacutemica de los ceraacutemicos generalmente es
Nitruro de silicio (Si3N4) utilizado como polvo abrasivo
Carburo de boro (B4C) usado en algunos helicoacutepteros y cubiertas de tanques
Carburo de silicio (SiC) empleado en hornos microondas en abrasivos y como material refrac-
tario
Diboruro de magnesio (MgB2) es un superconductor no convencional
Oacutexido de zinc (ZnO) un semiconductor
Ferrita (Fe3O4) es utilizado en nuacutecleos de transformadores magneacuteticos y en nuacutecleos de memo-
rias magneacuteticas
Oacutexido de uranio (UO2) empleado como combustible en reactores nucleares
Oacutexido de itrio bario y cobre (YBa2Cu3O7-x) superconductor de alta temperatura
talio-bario-calcio
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DEL ELECTRO PORCELANA
El electro porcelano es el maacutes importante de los materiales ceraacutemicos empleados en electrotecnia
Esta sustancia se obtiene mediante la mezcla de
1) El caoliacuten o tierra de porcelana que es un silicato de aluminio hidratado cuya composicioacuten co-
rresponde aproximadamente a la foacutermula
Al2O3 - 2SiO2 - 2H2O
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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2) El cuarzo u oacutexido de silicio de foacutermula SiO2
3) El feldespato nombre geneacuterico de un grupo de minerales petrogeneacuteticos o formadores de ro-
cas Todos los feldespatos son silicatos anhidros de aluminio con potasio sodio y calcio El fel-
despato potaacutesico es el m s empleado en la fabricacioacuten de la porcelana y su foacutermula quiacutemica
aproximada es
K2O - Al2O3 - 6SiO2
Las proporciones de estas sustancias en la mezcla determinan las propiedades eleacutectricas mecaacutenicas y
teacutermicas de los productos obtenidos despueacutes de la coccioacuten
La mezcla de estos productos se realiza en proporciones que se establecen por diferentes meacutetodos
el maacutes comuacuten es el de diagrama de composicioacuten
COMPOSICIOacuteN QUIMICA DE ESTRUCTURA DE LOS CERAacuteMICOS CRISTALINOS
La composicioacuten de Estructura Perovskite
Se encuentra en varios ceraacutemicos eleacutectricos En este tipo de celdas estaacuten 3 tipos de iones que
son iones de bario iones de oxiacutegeno y iones de titanio La distorsioacuten de la celda unitaria produce
una sentildeal eleacutectrica lo que permite que ciertos titanitos sirvan como transductores Entonces
estaraacute compuesto por iones de
Bario (Ba)
Oxigeno (O)
Titanio (Ti)
La composicioacuten de Estructura del corindoacuten
Es similar a una estructura hexagonal compacta Algunos ceraacutemicos tienen esta estructura como
son
Cr2O3 y Fe2O3
La composicioacuten de Estructura de espinel
Tiene una celda unitaria cuacutebica en cada uno de sus cubos menores hay iones de oxiacutegeno hay 4
intersticiales octaeacutedricos y 8 sitios intersticiales tetraeacutedricos de los cuales los cationes ocupan 3
En los espineles inversos el ioacuten bivalente y la mitad de los iones trivalentes se localizan en los
sitios octaeacutedricos
La composicioacuten de estructura de los silicatos cristalinos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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En el siacutelice el enlace covalente requiere que los aacutetomos de silicio tengan junto 4 aacutetomos de oxiacute-
geno creando asiacute una estructura tetraeacutedrica esta es la unidad estructural fundamental del siacutelice
de las arcillas y de silicatos viacutetreos
Los compuestos de silicatos forman una serie de soluciones soacutelidas conocidas como olivinos y
orto silicatos
La composicioacuten de Estructuras laminares
Cuando la relacioacuten O resulta en la foacutermula
Si2O3
Los tetraedros se combinan para formar estructuras laminares en una formacioacuten ideal 3 aacuteto-
mos de oxiacutegeno formando un patroacuten hexagonal La caolinita que es una arcilla comuacuten estaacute com-
puesta por laacuteminas de silicato enlazadas ioacutenicamente a una hoja compuesta por ciertos grupos
las arcillas son componentes importantes de muchos ceraacutemicos
La composicioacuten de Siacutelice
Conforme incrementa la temperatura el siacutelice cambia de cuarzo alfa a cuarzo beta a tridimita
beta a cristobalita beta y a liacutequido la transformacioacuten de cuarzo alfa a beta crea un cambio de
dimensioacuten en el siacutelice acompantildeado por esfuerzos altos e incluso por agrietamiento
CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS Y QUIacuteMICAS DE LOS CERAacuteMICOS
Es necesario conocer las caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas de los materiales riacutegidos modulares
tanto para discriminar la calidad de unos productos respecto de otros como para poder deducir
su adecuacioacuten al uso en funcioacuten de las exigencias previstas o previsibles en el lugar de destino
Para todos los materiales riacutegidos modulares destinados a un recubrimiento debemos tomar en
consideracioacuten caracteriacutesticas relacionadas con
Las caracteriacutesticas asociadas a cada grupo deben disponer de meacutetodos de ensayo normalizados o
al menos reconocidos en reglamentos nacionales y ello no siempre es posible pues las normas
de producto soacutelo contemplan aquellas caracteriacutesticas seleccionadas por los fabricantes como
fundamentales para sus fines empresariales
Podemos citar como caracteriacutesticas especiales
La resistencia a la corrosioacuten en niebla salina (seguacuten ISO 9227)
El comportamiento en atmoacutesfera de SO2 (seguacuten UNE-EN ISO 6988)
La permeabilidad frente a la lluvia (medida seguacuten BS431 Apeacutendice A)
La conductividad eleacutectrica
La resistencia al crecimiento de moho
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Las tres primeras suelen considerarse en materiales destinados a revestimientos exteriores la
cuarta en solados y alicatados que precisen equipotencial dad eleacutectrica o un nivel de conducti-
vdad eleacutectrica que permita evacuar a tierra cargas electrostaacuteticas que pueden generar explosio-
nes o incendio
Normales teacutecnicas
Las normas Teacutecnicas establecen los niveles de calidad y seguridad y son un medio oacuteptimo para
facilitar la transparencia en el mercado y en elemento fundamental para competir
Por este motivo el CID del INDECOPI contribuye a la mejora de la Competitividad - Paiacutes ponien-
do a disposicioacuten de las empresas Pymes consultores estudiantes y ciudadaniacutea en general el
ldquoCATAacuteLOGO DE NORMAS TEacuteCNICAS PERUANAS SOBRE PRODUCTOS CERAacuteMICOS PARA EDIFICA-
CIOacuteNrdquo aprobadas por el Indecopi a traveacutes de la Comisioacuten de Normalizacioacuten y de Fiscalizacioacuten de
Barreras Comerciales No Arancelarias La presentacioacuten del cataacutelogo es amigable y de faacutecil ubica-
cioacuten estaacute clasificada por aacutereas temaacuteticas de acuerdo a la Clasificacioacuten Internacional de Normas y
dentro de estas en orden correlativo por coacutedigo de NTP con un resumen del contenido de la
misma
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
16
DESCRIPCION DE LAS MATERIAS PRIMAS
MATERIAS PRIMAS PARA LA CONSTRUCCIOacuteN DE CERAacuteMICAS En las ceraacutemicas tradicionales se utilizan materias primas de depoacutesitos naturales Arcillas feldespatos cuarzo estos son poco purificadas
La materia prima es
La arcilla
El agua
La siacutelice
El plomo
El estantildeo
Se forman muacuteltiples fases en la coccioacuten Para cada composicioacuten se dan muchas aplicaciones En las ceraacutemicas teacutecnicas materias primas son de pureza alta y presentan fase uacutenica cada composi-cioacuten tiene una aplicacioacuten especificada Una pasta ceraacutemica baacutesicamente contiene
La arcilla estaacute constituida por agregados de silicatos de aluminio hidratados siendo blanca cuando es pura Surge de la descomposicioacuten de rocas que contienen feldespato originada en un proceso natural que dura decenas de miles de antildeos La foacutermula quiacutemica es Al2O3 middot 2SiO2 middot H2O
Feldespato Carbonato de calcio (caliza)La caliza es una roca sedimentaria porosa de origen quiacutemico formada mineraloacutegicamente por carbonatos La foacutermula de la caliza es CaMg(CO3)2
Chamota (residuo obtenido en el horno)
Chamota de ladrillo
Rotura cruda
Clasificacioacuten de la Arcilla
Las arcillas pueden clasificarse de acuerdo al proceso
geoloacutegico que las originoacute y a la ubicacioacuten del yacimiento en el que se encuentran Se puede re-
conocer
Arcilla primaria Se utiliza esta denominacioacuten cuando el yacimiento donde se encuentra es el
mismo lugar en donde se originoacute El caoliacuten es la uacutenica arcilla primaria conocida
Granulometriacutea Dentro de la clasificacioacuten granulomeacutetrica de las partiacuteculas del suelo las arcillas
ocupan el siguiente lugar
Feldespato
El feldespato es el mineral maacutes comuacuten sobre la
corteza terrestre iexclde manera que es muy posible
que lo encuentres entre las rocas que coleccionas
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Se encuentra en cada uno de los tres tipos de rocas pero es maacutes comuacuten encontrarlo en las
rocas iacutegneas intrusivas como el granito en donde los cristales son blancos o rosados Hay
diferentes tipos de feldespato
Las caracteriacutesticas de los dos tipos maacutes comunes se dan a continuacioacuten Excepto por su color
estos dos tipos comunes de feldespato son difiacuteciles de diferenciar El color puede ser de gran
ayuda pero hay que tener en cuenta que el mismo mineral puede tener colores diferentes
La mejor manera de diferenciar estos dos es mediante la observacioacuten de la superficie de los
cristales y ver si tienen estriaciones delgadas paralelas El feldespato de plagioclasa tiene
estriaciones y el feldespato ortoclase no tiene
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LAS MATERIAS PRIMAS
Algunos ceraacutemicos como la porcelana productos arcillosos estructurales y algunos componentes
electroacutenicos contienen una fase cristalina Durante el tratamiento a elevadas Temperaturas de este
tipo de materiales soacutelidos ceraacutemicos tiene lugar un proceso llamado Vitrificacioacuten por medio del cual
la fase cristalina se licuacutea y rellena los poros del material Esta Fase cristalina liacutequida puede reaccionar
con alguno de los soacutelidos restantes del material refractario Bajo enfriamiento la fase liquida solidifi-
ca para formar una matriz viacutetrea que une las partiacuteculas que no han fundido
CERAacuteMICOS TRADICIONALES
Los ceraacutemicos tradicionales estaacuten constituidos por tres
tipos baacutesicos
Arcilla siacutelice (siacutelex) y feldespato La arcilla estaacute com-
puesta principalmente por silicatos de Al hidratados
(Al2O3 Si O2 H20) con pequentildeas cantidades de otros
oacutexidos como TiO2 Fe2O3 MgO CaO Na2O K2O
En esta imagen podemos percibir la forma-
cioacuten de un cuello durante la sinterizacioacuten de
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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dos partiacuteculas pequentildeas La difusioacuten atoacutemica tiene lugar en la superficie de contacto y alarga el aacuterea
de contacto para formar un cuello
En al siguiente imagen observamos como al porosidad da frente al tiempo de compactos de MgO
dopados con un 02 en peso del CaO y sinterizado en aire estatico a 1330 y 1430 oC noacutetese que
una mayor temperatura de sinterizado produce una disminucioacuten maacutes raacutepida de la porosidad y un
nivel de porosidad maacutes bajo
La siacutelice (Si O2) Tambieacuten llamada Siacutelex o Cuarzo El feldespato potaacutesico que tiene la composicioacuten
baacutesica K2O Al2O3 6SiO2 se funde a bajas temperaturas y se transforma en vidrio cuando la mezcla
ceraacutemica se somete a alta temperatura y une los componentes refractarios
TABLA 1
CERAacuteMICOS DE INGENIERIacuteA
En contraste con los ceraacutemicos tradicionales que se basan principalmente en la arcilla los ceraacutemicos
teacutecnicos o de ingenieriacutea estaacuten constituidos por compuestos puros o casi puros principalmente oacutexidos
carburos o nitruros
TABLA 2
Tipo de pasta Caoliacuten Arcilla Plaacutestica
Feldespato Siacutelex Otros
Porcelana Dura 40 10 25 25
Art Aislantes Eleacutectricos 27 14 26 33
Art Sanitarios Viacutetreos 30 20 34 18
Aislantes Eleacutectricos 23 25 34 18
Tejas Viacutetreas 26 30 32 12
Porcelana Fina Semiviacutetrea 23 30 25 21
Porcelana inglesa 25 hellip 15 22
2CaC O3
Loza para hoteles 31 10 22 35
Porcelana dental
5 hellip 95
Alguno de los ceraacutemicos de ingenieriacutea maacutes importantes contienen compuestos como
Porcentaje en pesos de los oacutexidos principales
Tipo Al2O2 Si O2 Fe2O3 TiO2 CaO MgO Na2O K2O H20 Peacuterd por ignicioacuten
Caoliacuten 374 455 168 13 0004 003 0011 0005 139
Arc Plaacutestica de ten
309 54 074 15 014 02 045 072 hellip 114
Arc Plaacutestica de Ky
32 517 09 152 021 019 038 089 hellip 123
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Aluacutemina (Al2O3)
Nitruro de Silicio (Si3N4)
Carburo de silicio (SiC)
Zirconita (ZrO2) A continuacioacuten se ofrece una breve descripcioacuten de algunos compuestos procesos y aplica-
ciones de varios materiales ceraacutemicos importantes en ingenieriacutea
Aluacutemina (Al2O3)La aluacutemina se desarrolloacute originalmente para tubos refractarios y crisoles dealta
pureza de utilizacioacuten a elevadas temperaturas pero ahora tiene aplicaciones mucho maacutes variadas
Un ejemplo claacutesico de la utilizacioacuten de la aluacutemina es en materiales aislantes de las bujiacuteas El oacutexido de
aluminio se dopa con oacutexido de Mg se prensa en friacuteo y se sinteriza La aluacutemina se emplea frecuente-
mente para aplicaciones eleacutectricas de buena calidad donde se precisan bajas peacuterdidas dieleacutectricas y
alta resistividad
Nitruro de silicio (Si3N4)Los materiales ceraacutemicos con base de nitruro tienen una combinacioacuten
muy uacutetil de propiedades mecaacutenicas ingenieriles como resistencia razonable resistencia al impacto y
propiedades refractarias El Si3N4se disocia significativamente a temperaturas por encima de los
800degC y por consiguiente no se puede sinterizar directamente Sin embargo a lo largo de los uacuteltimos
antildeos se han desarrollado otros meacutetodos de fabricacioacuten delSi3N4Se han desarrollado cuatro procesos
principales para el nitruro de silicio procesos por reaccioacuten de unioacuten (RBSN) procesos de compacta-
cioacuten en caliente de nitruro de silicio (HPSN) proceso de nitruro de silicio sinterizado (SSN) proceso
de nitruro de silicio de compactacioacuten isostaacutetica en caliente (HIP-SN) En el proceso por reaccioacuten de
unioacuten un polvo compacto de silicio se nitrura en una corriente de gas nitroacutegeno Este proceso produ-
ce un Si3N4 microporoso y con moderadaresistencia
Propiedades de algunos ceraacutemicos de nitruro de silicio (TABLA 3)
RSBN SSN SIALON HIP-SN
Densidad Mgm3
27 33 33 33
Moacutedulo de Yung GPa
200 300 300 300
Resistencia en RT MPa
300+ 900+ 800+ 900++
Kic Mpam12
2 6 65 55-65
Desgaste por fatiga de contacto
NA Bajo Moderado Extremadamente bajo
Constante Dieleacutectrica a 1010Hz
6-7 65 hellip 65-75
$pieza de forma neta
El menor Medio Medio El mayor
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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RSBN= Nitruro de Silicio con enlace por reaccioacuten
SSN= Nitruro de silicio sinterizado
HIP-SN= Nitruro de silicio Comprimido en caliente isostaacuteticamente + Flexioacuten en cuatro puntos ++ Traccioacuten directa
Carburo de silicio (SiC)Los ceraacutemicos de altas prestaciones del tipo SiC tiene propiedades muy
importantes ya que su dureza es elevada son inertes quiacutemicamente tiene buena resistencia a la
abrasioacuten y a la oxidacioacuten a altas temperaturas Sin embargo el SiC es relativamente quebradizo
por su baja resistencia al impacto y es difiacutecil producir piezas ceraacutemicas densas de grano fino Para
hacer carburo de silicio sinterizado por reaccioacuten se infiltra un polvo compacto de SiC y carbono
(grafito) con silicio fundido que reacciona con el carbono para formar SiC uniendo los granos
originales de SiC El proceso no puede continuarse hasta que todos los poros que se encuentran
entre los granos originales se llenen ya que el silicio debe ser capaz de infiltrarse Asiacute el produc-
to final contiene entre un 8 y un 20 de Si libre El SiC se puede sinterizar usando polvo de SiC
alfa de calidad adecuada sin aplicacioacuten de presioacuten externa si se antildeaden ayudas al sinterizado
Para el sinterizado sin presioacuten del SiC se utilizan comuacutenmente compuestos de boro y aluminio
Zirconio (ZrO2)La zirconita pura es polimorfa y experimenta transformaciones desde una es-
tructura tetragonal a otra monocliacutenica sobre los 1170degC acompantildeada de una expansioacuten de vo-
lumen y posible ruptura Sin embargo combinando ZrO2 con otros oacutexidos refractarios tales co-
mo CaO MgO e Y2O3 la estructura cuacutebica se puede estabilizar a temperatura ambiente y se han
encontrado algunas aplicaciones donde se requiere alta resistencia a impactos
LOS VIDRIOS DE LOS CERAMICOS
Un vidrio es un material ceraacutemico que se fabrica a partir de materiales inorgaacutenicos a altas tem-
peraturas Sin embargo se distingue de otros ceraacutemicos en que sus constituyentes se calientan
hasta la fusioacuten y despueacutes se enfriacutean hasta un estado riacutegido sin cristalizacioacuten Una de sus caracte-
riacutesticas es que tiene una estructura cristalina o amorfa Las moleacuteculas de vidrio no estaacuten coloca-
das en un orden repetitivo de largo alcance como en el caso de un soacutelido cristalino
Composicioacuten de los vidrios El vidrio de siacutelice fundido presenta una alta transmisioacuten espectral y
no estaacute sujeto a dantildeos de radiacioacuten que origina coloracioacuten en otros vidrios Es por tanto el vidrio
ideal para la luna de los vehiacuteculos espaciales y de tuacuteneles aerodinaacutemicos y para sistemas oacutepticos
en dispositivos espectrofotomeacutetricos Sin embargo los vidrios de siacutelice son caros y difiacuteciles de
procesar
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
21
CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS Y QUIacuteMICAS DE LAS MATERIAS PRIMAS
Las importantes aplicaciones industriales de este grupo de minerales radican en sus propiedades
fiacutesico-quiacutemicas Dichas propiedades derivan principalmente de
Su extremadamente pequentildeo tamantildeo de partiacutecula (inferior a 2 mm)
Su morfologiacutea laminar (filosilicatos)
Las sustituciones isomoacuterficas que dan lugar a la aparicioacuten de carga en las laacuteminas
Por otra parte la existencia de carga en las laacuteminas se compensa como ya se ha citado con la
entrada en el espacio interlaminar de cationes deacutebilmente ligados y con estado variable de hi-
dratacioacuten que pueden ser intercambiados faacutecilmente mediante la puesta en contacto de la arci-
lla con una solucioacuten saturada en otros cationes a esta propiedad se la conoce como capacidad
de intercambio catioacutenico y es tambieacuten la base de multitud de aplicaciones industriales
Superficie especiacutefica La superficie especiacutefica o aacuterea superficial de una arcilla se define como el
aacuterea de la superficie externa maacutes el aacuterea de la superficie interna (en el caso de que esta exista)
de las partiacuteculas constituyentes por unidad de masa expresada en m2g Las arcillas poseen una
elevada superficie especiacutefica muy importante para ciertos usos industriales en los que la inter-
accioacuten soacutelido-fluido depende directamente de esta propiedad
A continuacioacuten se muestran algunos ejemplos de superficies especiacuteficas de arcillas
Caolinita de elevada cristalinidad hasta 15 m2g
Caolinita de baja cristalinidad hasta 50 m2g
Halloisita hasta 60 m2g
Illita hasta 50 m2g
Montmorillonita 80-300 m2g
Sepiolita 100-240 m2g
Paligorskita 100-200 m2g
Capacidad de Intercambio catioacutenico Es una propiedad fundamental de las esmectitas Son ca-
paces de cambiar faacutecilmente los iones fijados en la superficie exterior de sus cristales en los
espacios interlaminares o en otros espacios interiores de las estructuras por otros existentes en
las soluciones acuosas envolventes
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
22
Sustituciones isomoacuterficas dentro de la estructura
Enlaces insaturados en los bordes y superficies externas
Disociacioacuten de los grupos hidroxilos accesibles
A continuacioacuten se muestran algunos ejemplos de capacidad de intercambio catioacutenico (en
meq100g)
Caolinita 3-5
Halloisita 10-40
Illita 10-50
Clorita 10-50
Vermiculita 100-200
Montmorillonita 80-200
Sepiolita-paligorskita 20-35
Los materiales primas de los ceraacutemicos son Minerales compuestos y elementos quiacutemicos forma-
dos mediante procesos inorgaacutenicos
Las propiedades de los minerales se estudian bajo las correspondientes divisiones mineralogiacutea
quiacutemica mineralogiacutea y fiacutesica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
23
PROCESO DE PRODUCCION
PROCESADO DE MATERIALES CERAacuteMICOS
Las ceraacutemicas no cristalinas (vidriosas) suelen ser formadas de fundiciones El vidrio es formado
por cualquiera de los siguientes meacutetodos soplado prensado laminado estirado colado o flota-
do y galvanizado
Los materiales ceraacutemicos cristalinos no son susceptibles de un variado rango de procesado Los
meacutetodos empleados para su manejo tienden a fallar en una de dos categoriacuteas -hacer ceraacutemica
en la forma deseada pro reaccioacuten in situ o por formacioacuten de polvos en la forma deseada y lue-
go sinterizados para formar un cuerpo soacutelido Algunos meacutetodos usados son un hiacutebrido de los dos
meacutetodos mencionados
Manufactura in situ
El uso maacutes comuacuten de este meacutetodo es en la produccioacuten de cemento y concreto Aquiacute los abrasi-
vos deshidratados son mezclados con agua Esto da comienzo a las reacciones de la hidratacioacuten
las cuales resultan en cristales grandes interconectados formaacutendose alrededor de los agregados
Pasado un tiempo esto resulta en una ceraacutemica soacutelida
El mayor problema con este meacutetodo es que la mayoriacutea de las reacciones son tan raacutepidas que no
es posible hacer una buena mezcla lo que tiende a impedir la construccioacuten en gran escala Sin
embargo los sistemas a pequentildea escala pueden ser realizados mediante teacutecnicas de depoacutesito
en donde los diferentes materiales son introducidos sobre un sustrato donde se produce la
reaccioacuten y la ceraacutemica se forma sobre este sustrato
Conformado de los polvos
El objetivo principal del conformado es dar forma y consistencia a la masa de polvos que deacute lugar
a un aumento de la densidad y por lo tanto a una mejora de las propiedades mecaacutenicas Existen
dos formas de realizar el conformado mediante la aplicacioacuten de presioacuten y temperaturas eleva-
das Con la aplicacioacuten de presioacuten y temperatura el proceso es similar a si no aplicaacutesemos altas
temperaturas pero obtenemos productos maacutes densos y homogeacuteneos a la vez que ahorramos
materias primas
Prensado uniaxial (en caliente o en friacuteo) Consiste en la aplicacioacuten de presioacuten en una uacutenica
direccioacuten hasta conseguir la compactacioacuten de los polvos ceraacutemicos La pieza asiacute conformada
tendraacute la forma de la matriz y las superficies con las que se aplica la presioacuten
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Prensado isostaacutetico en caliente o en friacuteo Consiste en compactar los polvos encerraacutendolos
hermeacuteticamente en moldes elaacutesticos tiacutepicamente de goma laacutetex o PVC aplicaacutendoles pre-
sioacuten hidrostaacutetica mediante un fluido que puede ser agua o aceite El fundamento de este
proceso es el Principio de Pascal de este modo conseguimos compactar uniformemente y
en todas las direcciones el material
Slip Casting Se fundamenta en el moldeo por barbotina de la ceraacutemica tradicional median-
te el cual obtenemos piezas de espesores pequentildeos utilizando moldes porosos
Meacutetodos basados en la sinterizacioacuten
Los principios de los meacutetodos basados en la sinterizacioacuten son sencillos Una vez que la materia
prima es acondicionada para su procesamiento (hornada) es introducida en el horno con lo que
el proceso de difusioacuten compacta a la materia prima
Los poros se achican resultando un producto maacutes denso y fuerte El quemado se hace a una
temperatura por debajo del punto de derretimiento de la ceraacutemica Siempre queda alguna poro-
sidad pero la verdadera ventaja de este meacutetodo es que la hornada puede ser producida de cual-
quier modo imaginable e incluso puede ser sinterizado Esto lo hace una ruta muy versaacutetil
Existen miles de posibles refinamientos de este proceso Algunos de los maacutes comunes involucran
presionar la hornada para darle la densidad la quema reduce el tiempo de sinterizacioacuten necesa-
rio A veces se antildeaden elementos orgaacutenicos junto a la hornada que son disueltos durante la
quema
Algunas veces se agregan lubricantes orgaacutenicos durante el proceso para incrementar la densi-
dad No es raro combinarlos agregando materia orgaacutenica y lubricantes a una hornada y luego
presionar (La formulacioacuten de estos aditivos quiacutemico orgaacutenicos es un arte en siacute mismo) Esto es
particularmente importante en la manufactura de ceraacutemica de alto rendimiento tales como las
usadas para la electroacutenica en condensadores inductores sensores etc
Puede realizarse una mezcla de componentes en vez de usar un solo polvo y luego verterlo en el
molde deseado dejaacutendolo secar y luego sinterizarlo De hecho en la alfareriacutea tradicional es he-
cho de esta forma usando una mezcla plaacutestica que es trabajada con las manos
Si una mezcla de materiales diferentes componentes es utilizada en una ceraacutemica algunas veces
la temperatura de sinterizacioacuten es mayor a la temperatura de fundicioacuten de alguno de sus com-
ponentes (fase liacutequida de sinterizacioacuten) Esto genera un periacuteodo maacutes corto de sinterizacioacuten com-
parado con el estado soacutelido sinterizado
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
25
DESCRIPCIOacuteN DEL PROCESO DE PRODUCCIOacuteN
LA FABRICACIOacuteN
PROCESO Una vez que las materias primas que se procesan una serie de medidas llevaraacute a cabo
para obtener el producto terminado Estos pasos incluyen la dosificacioacuten mezcla y molienda
secado por aspersioacuten formando secado esmaltado y coccioacuten Muchos de estos pasos se reali-
zan ahora con equipos automatizados
De procesamiento por lotes Un caso de muchos productos de ceraacutemica incluyendo mosaico de
la composicioacuten corporal se determina por la cantidad y el tipo de materias primas Las materias
primas tambieacuten determinan el color del cuerpo del azulejo que puede ser rojo o blanco depen-
diendo de la cantidad de hierro que contienen materias primas empleadas Por lo tanto es im-
portante mezclar las cantidades correctas en conjunto para lograr las propiedades deseadas
Caacutelculos por lotes por tanto necesario que debe tener en cuenta tanto las propiedades fiacutesicas y
composicioacuten quiacutemica de las materias primas Una vez que el peso adecuado de cada materia
prima se determina las materias primas deben ser mezclados
Mezcla y molienda Una vez que los ingredientes se pesan que se suman en un mezclador de
shell mezclador de cinta o un mezclador intensivo Un mezclador de shell se compone de dos
cilindros unidos en forma de V que gira a caer y mezclar el material Un mezclador de cinta utili-
za aspas helicoidales y un mezclador intensivo utiliza haraacute raacutepidamente renovables Este paso
maacutes muele los ingredientes dando como resultado un tamantildeo de partiacutecula maacutes fina que mejora
el proceso de formacioacuten posterior (ver paso 4 a continuacioacuten)
A veces es necesario agregar agua para aumentar la mezcla de un lote con varios ingredientes
asiacute como para lograr la molienda fina Este proceso se denomina molienda huacutemeda y con fre-
cuencia se realiza mediante un molino de bolas El resultado lleno de agua mezcla que se llama
una papilla o deslizamiento El agua se extrae de la suspensioacuten pulsando filtro (que elimina el
40-50 por ciento de la humedad) seguida de molienda en seco
De secado por aspersioacuten Si la molienda huacutemeda es utilizada por primera vez el exceso de agua
suele ser removido a traveacutes de secado por aspersioacuten Esto implica el bombeo de la lechada con
un atomizador que consiste en un disco que gira raacutepidamente o la boquilla Las gotas de la hoja
se secan a medida que se calientan con una columna de aire ascendente caliente formando pe-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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quentildeos graacutenulos de libre movimiento que dan como resultado un polvo susceptible de confor-
macioacuten
Cuerpos de baldosas tambieacuten se puede preparar por molienda en seco seguido de granulacioacuten
Granulacioacuten se utiliza una maacutequina en la cual se mezcla la mezcla de material previamente seco
molido con agua para formar las partiacuteculas en graacutenulos que a su vez formar un polvo listo para
su formacioacuten
La formacioacuten La mayoriacutea de baldosas estaacute formada por prensado en seco En este meacutetodo el
polvo de flujo libre que contiene aglutinante orgaacutenico o un bajo porcentaje de humedad se deri-
va de una tolva en la matriz de la formacioacuten El material se comprime en una cavidad de acero
por eacutembolos de acero y luego es expulsado por el eacutembolo de la parte inferior Prensas automati-
zadas se utilizan para presiones de trabajo de hasta 2500 toneladas
Varios otros meacutetodos tambieacuten se utilizan en el cuerpo del azulejo estaacute en huacutemedo la forma maacutes
moldeable Extrusioacuten ademaacutes de perforacioacuten se utiliza para producir baldosas de forma irregu-
lar y maacutes delgada de baldosas maacutes raacutepida y econoacutemica Esto implica la compactacioacuten de una
masa de plaacutestico en el cilindro de presioacuten alta y obligando a que el material fluya hacia fuera de
la botella en las babosas cortoacute Estas balas son entonces un puntildeetazo en una o maacutes fichas con
troquelado hidraacuteulico o neumaacutetico
RAM presionando a menudo se utiliza para la baldosa muy perfilada Con este meacutetodo las bal-
dosas excluidas por el cuerpo del azulejo se presionan entre dos mitades de un molde duro o
porosa montada en una prensa hidraacuteulica El formoacute parte se elimina por la primera aplicacioacuten de
vaciacuteo a la mitad superior del molde para liberar la parte de la mitad inferior seguido forzando el
aire a traveacutes de la parte de arriba para liberar la parte superior El exceso de material debe ser
removido de la pieza y acabado adicional puede ser necesario
Otro proceso conocido como cristal de presioacuten se ha desarrollado recientemente Este proceso
combina el cristal y dar forma a la vez pulsando el esmalte (en forma de polvo atomizado) direc-
tamente en la matriz llena con el polvo del cuerpo de baldosas Las ventajas incluyen la elimina-
cioacuten de liacuteneas de esmaltado asiacute como el material de desecho cristales (llamados lodos) que se
produce con el meacutetodo convencional
El secado baldosas de ceraacutemica por lo general debe ser secado (con una humedad relativa alta)
despueacutes de la formacioacuten sobre todo si un meacutetodo huacutemedo se utiliza Secado lo que puede lle-
var varios diacuteas se quita el agua a una velocidad lo suficientemente lenta como para evitar las
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
27
grietas por contraccioacuten Los secadores continuos o tuacuteneles que se utilizan son calentados con
gas o aceite laacutemparas de infrarrojos o energiacutea de microondas Secado por infrarrojos es maacutes
adecuado para baldosas finas mientras secado por microondas que funciona mejor para maacutes
gruesa de baldosas Otro meacutetodo el secado impulso utiliza pulsos de aire caliente que fluye en
la direccioacuten transversal en vez de manera continua en la direccioacuten del flujo de materiales
Acristalamiento Para preparar el glaseado los mismos meacutetodos que para el cuerpo del azulejo
Despueacutes de una formulacioacuten de lotes se calcula las materias primas se pesan se mezclan y seco
o huacutemedo molido Los esmaltes molidos se aplican mediante uno de los meacutetodos disponibles
En el acristalamiento de centriacutefuga o arado de discos el esmalte se alimenta a traveacutes de un disco
giratorio que arroja o lanza el esmalte en el azulejo En el meacutetodo de la campana cascada una
corriente de barniz se cae en el azulejo al pasar sobre una cinta transportadora por debajo A
veces el esmalte es simplemente rociado en Para aplicaciones de esmalte muacuteltiples impresioacuten
en pantalla por debajo o entre las baldosas que se han mojado cristal se utiliza En este proce-
so esmalte es forzada a traveacutes de una pantalla por una rasqueta de goma u otro dispositivo
Acristalamiento en seco tambieacuten se estaacute utilizando Esto implica la aplicacioacuten de polvos fritas
trituradas (materiales de vidrio) y esmaltes granulada en una superficie de baldosas mojadas
acristalamiento Despueacutes de la coccioacuten las partiacuteculas de esmalte se funden entre siacute para produ-
cir una superficie como el granito
Disparo Despueacutes de cristal el azulejo se debe calentar intensamente para fortalecerlo y darle la
porosidad deseada Hay dos tipos de hornos o Despueacutes de la formacioacuten el archivo se seca poco
a poco (durante varios diacuteas) y con una humedad alta para evitar el agrietamiento y la contrac-
cioacuten A continuacioacuten el barniz se aplica a continuacioacuten el azulejo se cuece en un horno o estu-
fa Aunque algunos tipos de baldosas requiere un proceso de coccioacuten en dos etapas huacutemedo
molido baldosas se dispara una sola vez a una temperatura de 2000 grados Fahrenheit o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten el azulejo es empacado y enviado
Los hornos se utilizan para la coccioacuten de baldosas Azulejo de la pared o azulejo que es prepa-
rado por molienda en seco en lugar de molienda huacutemeda requiere generalmente un proceso de
dos pasos En este proceso el azulejo pasa a traveacutes de un disparo de baja temperatura llamada
sopa de fuego antes de acristalamiento Este paso elimina los volaacutetiles de la materia y la mayor
parte o la totalidad de la contraccioacuten El cuerpo y el esmalte luego se disparoacute en un proceso lla-
mado despido glost Tanto los procesos de coccioacuten tienen lugar en un tuacutenel o un horno conti-
nuo que consta de una caacutemara a traveacutes del cual poco a poco el software se trasladoacute en un
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transportador de rollos de refractarios estantes construidos con materiales que son resistentes a
temperaturas altas o en contenedores denominados gacetas Coccioacuten en un horno tuacutenel puede
tomar de dos a tres diacuteas con temperaturas alrededor de disparar 2372 grados Fahrenheit
(1300 grados Celsius)
Para el azulejo que soacutelo requiere un uacutenico disparo por lo general de baldosas que se prepara por
viacutea huacutemeda de rodillos para moler los hornos se utilizan generalmente Estos hornos se mueven
las mercanciacuteas de un transportador de rodillos y no necesitan muebles horno tales como blo-
ques o gacetas Los tiempos de encender en los hornos de rodillos pueden ser tan bajos como
60 minutos con temperaturas de coccioacuten alrededor de 2102 grados Fahrenheit (1150 grados
Celsius) o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten y las pruebas el azulejo estaacute listo para ser empaquetados y enviados
Subproductos Una variedad de contaminantes se generan durante las etapas de fabricacioacuten
diferentes estas emisiones deben ser controladas para cumplir con las normas de control de
aire Entre los contaminantes que produce en la fabricacioacuten de baldosas estaacuten compuestos de
fluacuteor y el plomo que se producen durante la coccioacuten y vidriado Los compuestos de plomo se
han reducido significativamente con el reciente desarrollo de esmaltes sin plomo o de bajo plo-
mo Las emisiones de fluacuteor pueden ser controladas con los depuradores los dispositivos de ae-
rosol que baacutesicamente los gases con agua para eliminar los contaminantes dantildeinos Tambieacuten
se puede controlar con procesos en seco como los filtros de tela recubierta con cal Esta cal
puede ser reciclada como materia prima para el azulejo en el futuro
La industria del azulejo es tambieacuten el desarrollo de procesos para reciclar las aguas residuales y
lodos generados durante el mecanizado automaacutetico vidrios y el secado por atomizacioacuten Ya
que algunas plantas de reciclaje el exceso de polvo generado durante el prensado en seco asiacute
como el rociacuteo producido durante el acristalamiento Residuos de barniz y teja rechazoacute tambieacuten
se devuelven al proceso de preparacioacuten del cuerpo para su reutilizacioacuten
Control de calidad La mayoriacutea de fabricantes de baldosas utilizan ahora el control estadiacutestico de
procesos (SPC) para cada paso del proceso de fabricacioacuten Muchos de ellos tambieacuten trabajan
estrechamente con sus proveedores de materia prima para asegurar que se cumplan las especi-
ficaciones antes de que el material se utilice Control estadiacutestico del proceso consiste en las car-
tas que se utilizan para controlar diversos paraacutemetros de procesamiento tales como el tamantildeo
de las partiacuteculas el tiempo de molienda la temperatura de secado y el tiempo presioacuten de com-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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pactacioacuten dimensiones despueacutes del prensado la densidad la temperatura de coccioacuten y el tiem-
po y similares Estas cartas identificar problemas con el equipo fuera de las condiciones de
especificacioacuten y ayudar a mejorar el rendimiento antes de que el producto final esteacute terminado
El producto final debe cumplir con ciertas especificaciones en relacioacuten con propiedades fiacutesicas y
quiacutemicas Estas propiedades estaacuten determinados por las pruebas estaacutendar establecido por la
Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM) Propiedades medidas incluyen resistencia
mecaacutenica resistencia de abrasioacuten resistencia quiacutemica absorcioacuten de agua su estabilidad dimen-
sional resistencia al hielo y el coeficiente de expansioacuten teacutermica lineal Maacutes recientemente el
antideslizante que se puede determinar midiendo el coeficiente de friccioacuten se ha convertido en
una preocupacioacuten Sin embargo no existe una norma se ha establecido todaviacutea porque otros
factores (tales como el disentildeo del suelo y el cuidado apropiados) puede hacer que los resultados
sin sentido
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APLICACIOacuteN EN LA ETAPA DE CONSTRUCCION YO POST-CONSTRUCCION
Su uso inicial fue fundamentalmente la elaboracioacuten de recipientes empleados para contener
alimentos o bebidas Maacutes adelante se utilizoacute para modelar figurillas de posible caraacutecter simboacuteli-
co maacutegico religioso o funerario Tambieacuten se empleoacute como material de construccioacuten en forma
de ladrillo teja baldosa o azulejo conformando muros o revistiendo paramentos La teacutecnica del
vidriado le proporcionoacute gran atractivo se utilizoacute tambieacuten en escultura Actualmente tambieacuten se
emplea como aislante eleacutectrico y teacutermico en hornos motores y en blindaje
Ceraacutemicas se utilizan en la fabricacioacuten de cuchillos La hoja del cuchillo de ceraacutemica perma-
neceraacute fuerte por mucho maacutes tiempo que el de un cuchillo de acero a pesar de que es maacutes
fraacutegil que se abrocha por la caiacuteda sobre una superficie dura
Ceraacutemicas como aluacutemina y carburo de boro se han utilizado en baliacutestica chalecos blindados
para repeler gran calibre rifle de fuego Dichas placas se conocen comuacutenmente como de
armas pequentildeas inserciones de proteccioacuten (SAPI) Material similar se utiliza para proteger
las cabinas de algunos aviones militares debido a su bajo peso del material
Las bolas de ceraacutemica se puede utilizar para sustituir el acero en rodamientos de bolas Su
mayor dureza que significa que son mucho menos susceptibles al desgaste y puede ofrecer
maacutes de vida triple Tambieacuten se deforman menos en el sentido de carga que tienen menos
contacto con las paredes de retencioacuten del rodamiento y puede rodar maacutes raacutepido En las
aplicaciones de muy alta velocidad el calor de la friccioacuten durante la rodadura puede causar
problemas para los rodamientos de metal los problemas que se reducen por el uso de la ce-
raacutemica La ceraacutemica es tambieacuten maacutes resistente a los quiacutemicos y puede utilizarse en ambien-
tes huacutemedos donde los rodamientos de acero se oxidaban El mayor inconveniente de uti-
lizar la ceraacutemica es un costo mucho maacutes elevado En muchos casos sus propiedades de ais-
lamiento eleacutectrico tambieacuten puede ser valiosa para los rodamientos
En la deacutecada de 1980 Toyota investigoacute la produccioacuten de una adiabaacutetica motor de ceraacutemica
que pueden funcionar a una temperatura de maacutes de 6000 deg F (3300 deg C) Motores ceraacutemicos
no necesitan un sistema de enfriamiento y por lo tanto permiten una importante reduccioacuten
de peso y la eficiencia de combustible por lo tanto mayor La eficiencia del combustible del
motor es tambieacuten maacutes alta a alta temperatura como se muestra por Carnot teorema En un
motor metaacutelico convencional mucha de la energiacutea liberada por el combustible debe ser di-
sipada como calor residual con el fin de evitar un colapso de las partes metaacutelicas A pesar
de todas estas propiedades deseables tales motores no estaacuten en produccioacuten ya que la fa-
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bricacioacuten de piezas de ceraacutemica de la precisioacuten necesaria y la durabilidad es difiacutecil Imper-
fecciones en la ceraacutemica lleva a las grietas que puede conducir a fallas en los equipos po-
tencialmente peligrosos Estos motores son posibles en el laboratorio pero la produccioacuten
en masa no es factible con la tecnologiacutea actual
Se estaacute trabajando en el desarrollo de piezas ceraacutemicas para turbinas de gas motores En
la actualidad incluso las hojas hechas de avanzadas aleaciones de metales utilizados en la
seccioacuten de los motores calientes requieren temperaturas de refrigeracioacuten y cuidadosos que
limitan la de Motores turbina hizo con ceraacutemicas podiacutea operar maacutes eficientemente dando
aviones mayor alcance y payload por un importe conjunto de combustible
Recientemente se han producido avances en la ceraacutemica que incluyen bio-ceraacutemica tales
como los implantes dentales y huesos sinteacuteticos hidroxiapatita el componente mineral na-
tural del hueso se ha hecho de forma sinteacutetica a partir de una serie de fuentes bioloacutegicas y
quiacutemicas y se pueden transformar en materiales ceraacutemicos Implantes ortopeacutedicos a partir
de estos bonos de materiales faacutecilmente a los tejidos oacuteseos y otras partes del cuerpo sin re-
chazo o reacciones inflamatorias Debido a esto son de gran intereacutes para la entrega de ge-
nes y la ingenieriacutea de tejidos andamios La mayoriacutea de la ceraacutemica de hidroxiapatita son
muy porosas y la falta de resistencia mecaacutenica y se utilizan para dispositivos ortopeacutedicos ca-
pa de metal para ayudar en la formacioacuten de un enlace con el hueso o como relleno oacuteseo
Tambieacuten se utilizan como relleno de tornillos ortopeacutedicos de plaacutestico para ayudar a reducir
la inflamacioacuten y aumentar la absorcioacuten de estos materiales de plaacutestico Se estaacute trabajando
para hacer fuerte y bien densa nano cristalina de materiales ceraacutemicos de hidroxiapatita pa-
ra dispositivos ortopeacutedicos que soportan peso en sustitucioacuten de metales y materiales plaacutes-
ticos extranjeros ortopeacutedico con un material sinteacutetico pero de origen natural mineral de los
huesos En uacuteltima instancia estos materiales ceraacutemicos se pueden utilizar como sustitutos
de hueso o con la incorporacioacuten de la proteiacutena colaacutegeno huesos sinteacuteticos
Ceraacutemica de alta tecnologiacutea se utiliza en relojeriacutea para la produccioacuten de cajas de relojes El
material se valora por los relojeros por su ligereza resistencia al rayado resistencia y tacto
suave CBI es una de las marcas que ha iniciado el uso de la ceraacutemica en la relojeriacutea El caso
de la CBI edicioacuten 2007 de Top Gun de la Vigilancia de la Pilot cronoacutegrafo doble se hace a
mano en ceraacutemica de alta tecnologiacutea negro
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Revestimiento con ceraacutemico Las ceraacutemicas se
comercializan clasificadas con un nuacutemero de
tono cuando compre las cajas verifique una por
una para evitar contratiempos a la hora de su
colocacioacuten
Para lograr el equilibrio de coloracioacuten es aconse-
jable mezclar las piezas antes de su colocacioacuten
En este sentido vaya sacando una ceraacutemica de cada caja y coloacutequelas en este orden ya que
siempre existe una pequentildea variacioacuten de matiz de una caja a otra pero que no se notaraacute cuando
se hallen instaladas En cuanto a los sistemas de colocacioacuten existen dos alternativas el sistema
mortero tradicional (praacutecticamente en desuso) y el sistema de capa fina El primero requiere
sumergir la ceraacutemica en agua limpia durante unos minutos como paso previo a su colocacioacuten Si
opta por este meacutetodo recuerde que la ceraacutemica no debe introducirse en el agua con su envase
de cartoacuten ya que podriacutea mancharse como consecuencia de la accioacuten de la tinta del envoltorio o
de la oxidacioacuten de los ganchos de cierre En este sistema es imprescindible tambieacuten mojar los
revoques de los muros y las carpetas de los pisos
Si emplea el segundo sistema que se trabaja sobre la base de un adhesivo cementicio no seraacute
necesario mojar la ceraacutemica ni los revoques No obstante independientemente del meacutetodo de
colocacioacuten utilizado usted deberaacute verificar que las ceraacutemicas esteacuten libres de polvo antes de su
instalacioacuten
En el piso no soacutelo deberaacute tener en cuenta la junta entre una ceraacutemica y otra sino tambieacuten una
separacioacuten perimetral que para superficies pequentildeas debe llegar a los 15 miliacutemetros
Las juntas entre ceraacutemicas deben sellarse con cemento Portland mezclado con arena marmolina
o cuarzo molido Si quiere dar color a la junta recuerde que no es conveniente utilizar colorantes
hidrosolubles como oacutexido de hierro o negro de humo porque pueden manchar la ceraacutemica
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EMPRESAS NACIONALES QUE PRODUCEN DICHOS PRODUCTOS
Las Compantildeiacutea Ceraacutemica o empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y pisos ceraacutemicos han tenido
como objetivo de mejorar la calidad de informacioacuten minimizar esfuerzos y recursos reducir costos y
brindar un mejor servicio al cliente que quiere adquirir estos productos para ello tenemos algunas
empresas nacionales descritos en esta investigacioacuten
COMPANtildeIacuteA DE CERAacuteMICA SA CELIMA
Es empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y
pisos ceraacutemicos desde 1982Ceraacutemica Lima SA
ldquoCelimardquo es una empresa cimentada en la tradicioacuten
milenaria de las culturas Nazca Moche y Chaviacuten para
el dominio de la ceraacutemica cuenta con personal alta-
mente calificado y tecnologiacutea de punta que le ha permitido ingresar a los mercados maacutes exigentes
del mundo tales como la Comunidad Econoacutemica Europea Estados Unidos Canadaacute Australia Centro
Ameacuterica y Sud-Ameacuterica Actualmente CELIMA tiene una capacidad de produccioacuten mensual de
1rsquo100000 m2 entre azulejos y pisos ceraacutemicos
CERAacuteMICA SAN LORENZO ndash PERUacute inicia la
construccioacuten de su planta en mayo de 1999
con los maacutes altos estaacutendares de seguridad
ambiental y tecnologiacutea italiana de vanguardia
Con una inversioacuten inicial de 17 millones de
doacutelares iniciaacutendose con una produccioacuten mensual de 200000 m2 de revestimiento ceraacutemico
para pisos
Antildeo y medio despueacutes amplia su capacidad productiva eacutesta se incrementa a 440000 m2 al
mes innovando en la produccioacuten del Revestimiento Ceraacutemico de Pared permitiendo asiacute
abastecer la demanda insatisfecha de los revestimientos de Pared que no disponiacutea ante-
riormente con una inversioacuten aproximada de 10 millones de doacutelares
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Luego con el objetivo de desarrollar un mercado de exportacioacuten a Estados Unidos donde el gru-
po ha iniciado operaciones a traveacutes de Ceraacutemica San Lorenzo INC (USA) se invierte en una
nueva liacutenea de esmaltado otorgaacutendole asiacute flexibilidad a la produccioacuten siendo eacutesta una alternativa
de disminucioacuten de tiempo en el cambio de producto y se suma a ella la reduccioacuten de ciclos de
proceso de coccioacuten aumentando asiacute la velocidad de la produccioacuten llegando a producir 620000
m2 mensuales
Tambieacuten dentro de los proyectos importantes tenemos el montaje y puesta en marcha de la
planta de productos de tercer fuego los cuales complementan nuestra liacutenea actual de revesti-
mientos Liacutenea de alto perfil desarrollar una serie de piezas especiales como son zoacutecalos liacutestelos
en sus distintas medidas insertos tacos etc
Debido al sostenido aumento de las ventas y con el fin de obtener el liderazgo en el mercado del
ceraacutemico actualmente Ceraacutemica San Lorenzo a incrementado su capacidad de produccioacuten con
una inversioacuten de 12 millones de doacutelares en una ampliacioacuten de planta de 420000 m2 de ceraacutemi-
cos mensuales bajo el concepto de ldquoalta productividadrdquo considerando en el proceso de produc-
cioacuten la molienda de arcillas por viacutea seca ahorrando asiacute gas natural y energiacutea eleacutectrica
Hoy Ceraacutemica San Lorenzo logra ofrecer una amplia gama de productos ceraacutemicos de alta cali-
dad con una produccioacuten superior al milloacuten de metros cuadrados
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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CONCLUSIONES
Se logro obtener la mayor y suficiente informacioacuten acerca del tema pisos ceraacutemicos y mayoacute-
licas
Se logro obtener conocimiento del tema a presentar en este trabajo ldquopisos ceraacutemicos y ma-
yoacutelicasrdquo ya que este tema en discusioacuten es de mucha importancia para nuestra carrera profe-
sional
Se logro obtener la informacioacuten suficiente del tema en investigacioacuten estructurado en los
siguientes apartados descripcioacuten del producto descripcioacuten de las materias primas proceso
de produccioacuten aplicacioacuten en la etapa de construccioacuten yo post-construccioacuten empresas na-
cionales que producen
Los ceraacutemicos son muy importante y aportan al desarrollo y a la comodidad de la humani-
dad asiacute como para la ingenieriacutea es muy importante ya que aporta a los acabados en cons-
trucciones
Por el presente trabajo de investigacioacuten se adquirioacute nuevos conocimientos en cuanto al ma-
terial llamado pisos ceraacutemicos y mayoacutelicas
Aprendimos cuales son los materias primas para la fabricacioacuten de las ceraacutemicas
Aprendimos las aplicaciones en la construccioacuten y en la post construccioacuten
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RECOMENDACIONES
Se recomienda el uso adecuado y mesurado de la informacioacuten en investigacioacuten
Es maacutes factible hacer trabajos de investigacioacuten de materiales ya conocidos y comunes que
se usan en el proceso de construccioacuten y post construccioacuten
Los integrantes del grupo deben trabajar adecuadamente y con seriedad para que no se
produzca mayor y aprender a trabajar en equipo
Este trabajo fue realizado con mucho esmero y dedicacioacuten ya que el tema en investigacioacuten
es muy importante para nuestra carrera profesional
Observar y realizar un resumen de la informacioacuten recabada de acuerdo al tema en investi-
gacioacuten asiacute como recabar nueva y reciente informacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten tomar maacutes implicancia y verificar los avances de los
trabajos de investigacioacuten y detallar las dificultades de cada grupo asiacute como los errores y asiacute
realizar un mejor u buen trabajo de investigacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten organizar de mejor manera a los alumnos para una
buena y mejor elaboracioacuten de los trabajos
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BIBLIOGRAFIA
Castaldo Paris Lluis- Necesidad e importancia de la ceraacutemica como manifestacioacuten humana
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wwwtaringanetpostsebookslibro-de-Quimicahtml
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wwwvisionlearningcom
wwwsegemargovar
httpwwweducarednet
httpwwwvisionlearningcomlibrarymodule_viewerphpmid=140ampl=s
Introduccioacuten a la ciencia e ingenieriacutea de los materiales WD Callister
Materiales Estructura propiedades y aplicaciones Saja Saez ndash Rodriacuteguez Perez ndash Rodriacuteguez
Mendez
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ANEXOS
Pisos ceraacutemicos en viviendas
Pisos ceraacutemicos en sshh
Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
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Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
Pisos ceraacutemicos en Inst Puacuteblicos
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tambieacuten estaacuten aumentando sus aplicaciones como ceraacutemica estructural avanzada El Nitruro de
silicio el carburo del silicio y las zirconias monoliacuteticas representan una familia de materiales maacutes
bien que un solo compuesto Una amplia gama de microestructuras y las caracteriacutesticas se pue-
den adaptar dentro de cada familia con modificaciones de las composiciones o procesado para
optimizar el funcionamiento de los materiales para usos especiacuteficos
El enchape o alicatado de mayoacutelicas ceraacutemicos azulejos etc en exteriores e interiores es un
recurso arquitectoacutenico muy antiguo Los primeros mosaicos ceraacutemicos encontrados en Egipto
Persia y China datan hace unos 3500 antildeos Las baldosas ceraacutemicas fascinan por su belleza de
superficies y destacan sus ventajas funcionales su resistencia al agua y a otras cargas su durabi-
lidad y su facilidad de limpieza Todo ello ha convertido a las baldosas en uno de los principales
materiales de revestimiento de suelos y paredes en el sector de la construccioacuten En el antildeo 1995
se fabricaron y se colocaron en todo el mundo alrededor de 2900 millones de m 2 de baldosas
Los mercados maacutes importantes fueron (Asia 1293 millones m2) Europa (963 millones de m2) y
Ameacuterica (698 millones de m2)
La mayoacutelica es una ceraacutemica con un acabado viacutetreo especial La terracota es la base de los traba-
jos de ceraacutemica y en este caso se le aplica un esmalte metaacutelico compuesto de siacutelice cenizas soacutedi-
cas calcinadas plomo y estantildeo
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RESUMEN
Los actuales sistemas restauradores ceraacutemicos sin base metaacutelica son una realidad creciente de-
bido a las inmejorables propiedades oacutepticas y esteacuteticas que presentan gracias a su comporta-
miento con la luz la capacidad para mimetizar con los dientes naturales etc A pesar de las ven-
tajas indiscutibles que poseen todaviacutea presentan algunos problemas de tipo mecaacutenico y funcio-
nal (como la fragilidad la fractura la abrasioacuten de los antagonistas etc) que limitan actualmente
su uso generalizado como materiales restauradores Tanto los nuevos materiales ceraacutemicos
como los innovadores meacutetodos de procesamiento asistidos por ordenador auguran un futuro
proacuteximo donde el uso de porcelanas libres de metal sea masivo en el quehacer diario de la pro-
fesioacuten odonto estomatoloacutegica Nuestro objetivo a la hora de abordar este tema es revisar los
conceptos actuales sobre las porcelanas sin metal
Material y metodologiacutea se realiza en base a una revisioacuten bibliograacutefica del tema propuesto y que
se estructuraraacute en los siguientes apartados
Descripcioacuten del producto
Descripcioacuten de las materias primas Proceso de produccioacuten
Aplicacioacuten en la etapa de construccioacuten
yo post-construccioacuten
Empresas nacionales que producen di-
chos productos
La palabra ceraacutemica deriva del vocablo griego keramos cuya raiacutez saacutenscrita significa quemar
En su sentido estricto se refiere a la arcilla en todas sus formas Sin embargo el uso moderno de
este teacutermino incluye a todos los materiales inorgaacutenicos no metaacutelicos que se forman por accioacuten
del calor Hasta los antildeos 1950 los materiales maacutes importantes fueron las arcillas tradicionales
utilizadas en alfareriacutea ladrillos azulejos y similares junto con el cemento y el vidrio El arte tra-
dicional de la ceraacutemica se describe en alfareriacutea Tambieacuten puede buscarse la historia del rakuacute
singular teacutecnica milenaria oriental
Histoacutericamente los productos ceraacutemicos han sido duros porosos y fraacutegiles El estudio de la ce-
raacutemica consiste en una gran extensioacuten de meacutetodos para mitigar estos problemas y acentuar las
potencialidades del material asiacute como ofrecer usos no tradicionales Esto tambieacuten se ha buscado
incorporaacutendolas a materiales compuestos como es el caso de los cermets que combinan mate-
riales metaacutelicos y ceraacutemicos
La mayoacutelica es una ceraacutemica con un acabado viacutetreo especial La terracota es la base de los traba-
jos de ceraacutemica y en este caso se le aplica un esmalte metaacutelico compuesto de siacutelice cenizas soacutedi-
cas calcinadas plomo y estantildeo
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OBJETIVOS
Conocer los diferentes materiales de piso ceraacutemico y mayoacutelicas asiacute como sus componentes
principales
Adquirir conocimientos acerca del uso del piso ceraacutemico y los usos diversos en la construc-
cioacuten
Los pisos ceraacutemicos son muy importantes en cuanto a la ingenieriacutea civil ya que aporta y
ayuda mucho al momento de ejecutar proyectos puesto que le da un excelente y adecuado
acabado
Los pisos ceraacutemicos son compuestos o soluciones compuestas
Quiacutemicamente sus aacutetomos se unen mediante enlaces ioacutenicos y covalentes
Los pisos ceraacutemicos y mayoacutelicas son duros y fraacutegiles de alto punto de fusioacuten
Son malos conductores baja conductividad teacutermica y eleacutectrica
Pisos ceraacutemicos son de estabilidad quiacutemica y eleacutectrica
Son resistentes a la compresioacuten
Se recabo la informacioacuten del proceso de produccioacuten del piso ceraacutemico
De acuerdo a las investigaciones realizadas se encontraron diversos tipos yo variedad de
pisos ceraacutemicos
DESCRIPCIOacuteN DEL PRODUCTO
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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La ceraacutemica (palabra derivada del griego κεραμικός keramikos Sustancia Quemada) es el arte
de fabricar recipientes vasijas y otros objetos de barro loza y porcelana Tambieacuten es el nombre
de dichos objetos El teacutermino se aplica de una forma tan amplia que ha perdido buena parte de
su significado No soacutelo se aplica a las industrias de silicatos (grupo de minerales de mayor abun-
dancia pues constituyen maacutes del 95 de la corteza terrestre) sino tambieacuten a artiacuteculos y recu-
brimientos aglutinados por medio del calor con suficiente temperatura como para dar lugar al
sinterizado Este campo se estaacute ampliando nuevamente incluyendo en eacutel a cementos y esmaltes
sobre metal
Ceraacutemica La ceraacutemica es el material maacutes utilizado ya que se comercializa con diferentes acaba-
dos disentildeos y estilos Se compone de arcillas fundentes siacutelice productos colorantes y otros
materiales Es un material muy duro y resistente en funcioacuten del grosor Resiste muy bien los
productos de limpieza y los rayones ademaacutes son impermeables
iquestQUEacute SE ENTIENDE POR MATERIAL CERAacuteMICO Una definicioacuten amplia de materiales ceraacutemicos
diriacutea que son soacutelidos inorgaacutenicos no Metaacutelicos producidos mediante tratamiento teacutermico
Comparados con los metales y plaacutesticos son duros no combustibles y no oxidables Pueden utili-
zarse en ambientes con temperatura alta corrosivos y triboloacutegicos
En dichos ambientes muchas ceraacutemicas exhiben buenas propiedades electromagneacuteticas Oacutepticas
y mecaacutenicas Una caracteriacutestica fundamental del teacutermino material incluye que puedan fabricarse
en formas con dimensiones determinadas
CLASIFICACIOacuteN
El producto obtenido dependeraacute de la naturaleza de la arcilla empleada de la temperatura y de
las teacutecnicas de coccioacuten a las que ha sido sometido Asiacute tenemos
Los materiales ceraacutemicos son buenos aislantes y que ademaacutes tienen la propiedad de tener una
temperatura de fusioacuten y resistencia en compresioacuten elevadas Asiacute mismo su moacutedulo de Young
(pendiente hasta el liacutemite elaacutestico que se forma en un ensayo de traccioacuten) tambieacuten es muy ele-
vado (lo que llamamos fragilidad)
Todas estas propiedades hacen que los materiales ceraacutemicos sean imposibles de fundir y de
mecanizar por medios tradicionales (fresado torneado brochado etc) Por esta razoacuten en las
ceraacutemicas realizamos un tratamiento de sintetizacioacuten Este proceso por la naturaleza en la cual
se crea produce poros que pueden ser visibles a simple vista Un ensayo a traccioacuten por los po-
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ros y un elevado moacutedulo de Young (fragilidad elevada) y al tener un enlace ioacutenico covalente es
imposible de realizar
Existen materiales ceraacutemicos cuya tensioacuten mecaacutenica en un ensayo de compresioacuten puede llegar a
ser superior a la tensioacuten soportada por el acero La razoacuten viene dada por la compresioacuten de los
porosagujeros que se han creado en el material Al comprimir estos poros la fuerza por unidad
de seccioacuten es mayor que antes del colapso de los poros
Las propiedades de un material ceraacutemico dependen de la naturaleza de la arcilla empleada de la
temperatura y de las teacutecnicas de coccioacuten a las que ha sido sometido Asiacute tenemos
MATERIALES CERAacuteMICOS POROSOS
No han sufrido vitrificacioacuten es decir no se llega a fundir el cuarzo con la arena Su fractura (al
romperse) es terrosa siendo totalmente permeables a los gases liacutequidos y grasas Los maacutes im-
portantes
- Arcillas cocidas- De color rojizo debido al oacutexido de hierro de las arcillas que la componen La
temperatura de coccioacuten es de entre 700 a 1000 degC Si una vez cocida se recubre con oacutexido de
estantildeo (similar a esmalte blanco) se denomina loza estanniacutefera Se fabrican baldosas ladrillos
tejas jarrones cazuelas etc
- Loza italiana- Se fabrica con arcilla entre amarillenta y rojiza mezclada con arena pudiendo
recubrirse de barniz transparente La temperatura de coccioacuten variacutea entre 1050 a 1070 degC
- Loza inglesa- Fabricada de arcilla arenosa de la que se elimina mediante lavado el oacutexido de
hierro y se le antildeade silex (25-35) yeso feldespato (bajando el punto de fusioacuten de la mezcla) y
caoliacuten para mejorar la blancura de la pasta La coccioacuten se realiza en dos fases
1) Cocido entre 1200 y 1300 degC
2) Se extrae del horno y se cubre de esmalte El resultado es anaacutelogo a las porcelanas pero no es
impermeable
- Refractarios- Se trata de arcillas cocidas porosas en cuyo interior hay unas proporciones gran-
des de oacutexido de aluminio torio berilio y circonio La coccioacuten se efectuacutea entre los 1300 y los
1600 degC El enfriamiento se debe realizar lenta y progresivamente para no producir agrietamien-
tos ni tensiones internas Se obtienen productos que pueden resistir temperaturas de hasta
3000 degC Las aplicaciones maacutes usuales son
a) Ladrillos refractarios que deben soportar altas temperaturas en el interior de hornos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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b) Electro ceraacutemicas Con las que en la actualidad se estaacuten llevando a cabo investigaciones en
motores de automoacuteviles aviones generadores eleacutectricos etc con vistas a sustituir elementos
metaacutelicos por refractarios con los que se pueden obtener mayores temperaturas y mejor ren-
dimiento Una aplicacioacuten no muy lejana fue su uso por parte de la NASA para proteger la parte
delantera y lateral del Challenger en el aterrizaje
MATERIALES CERAacuteMICOS IMPERMEABLES Y SEMI IMPERMEABLES
Se los ha sometido a temperaturas bastante altas en las que se vitrifica completamente la arena
de cuarzo De esta manera se obtienen productos impermeables y maacutes duros Los maacutes destaca-
dos
- Gres ceraacutemico comuacuten-Se obtiene a partir de arcillas ordinarias sometidas a temperaturas de
unos 1300 degC Es muy empleado en pavimentos
- Gres ceraacutemico fino- Obtenido a partir de arcillas refractarias (conteniendo oacutexidos metaacutelicos) a
las que se le antildeade un fundente (feldespato) con objeto de rebajar el punto de fusioacuten Maacutes tarde
se introducen en un horno a unos 1300 degC Cuando estaacute a punto de finalizar la coccioacuten se im-
pregnan los objetos de sal marina La sal reacciona con la arcilla y forma una fina capa de sili-
coalunminato alcalino vitrificado que confiere al gres su vidriado caracteriacutestico
- Porcelana- Se obtiene a partir de una arcilla muy pura denominada caoliacuten a la que se le antildeade
fundente (feldespato) y un desengrasante (cuarzo o siacutelex) Son elementos muy duros soliendo
tener un espesor pequentildeo (de 2 a 4 mm) su color natural es blanco o translucido Para que el
producto se considere porcelana es necesario que sufra dos cocciones una a una temperatura
de entre 1000 y 1300 degC y otra a maacutes alta temperatura pudiendo llegar a los 1800 degC Teniendo
multitud de aplicaciones en el hogar (pilas de cocina vajillas etc) y en la industria (toberas de
reactores aislantes en transformadores etc) Seguacuten la temperatura se distinguen dos tipos
Porcelanas blandas Cocidas a unos 1000 degC se sacan se les aplica esmalte y se vuelven a intro-
ducir en el horno a una temperatura de 1250 degC o maacutes
Porcelanas duras Se cuecen a 1000ordm C a continuacioacuten se sacan se esmaltan y se reintroducen
en el horno a unos 1400 degC o maacutes Si se decoran se realiza esta operacioacuten y luego se vuelven a
introducir en el horno a unos 800 ordmC
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
10
TIPOS DE MATERIALES CERAacuteMICOS
Una ceraacutemica material puede ser definida como cualquier material de oacutexido cristalino inorgaacuteni-
co Es soacutelido e inerte Los materiales ceraacutemicos son fraacutegiles duro resistente a la compresioacuten la
debilidad en la esquila y la tensioacuten Sean capaces de soportar la erosioacuten quiacutemica que se produce
en un ambiente aacutecido o sosa caacuteustica En muchos casos resistir la erosioacuten causada por el aacutecido y
la base se le aplica Ceraacutemica en general pueden soportar temperaturas muy altas tales como
temperaturas que oscilan entre los 1000 deg C y 1600 ordm C (1800 deg F a 3000 deg F) Las excepciones
son los materiales inorgaacutenicos que no tienen el oxiacutegeno como el carburo de silicio De vidrio por
definicioacuten no es una ceraacutemica ya que es un soacutelido amorfo (no cristalino) Sin embargo el vidrio
consta de varios pasos del proceso de la ceraacutemica y sus propiedades mecaacutenicas se comportan de
manera similar a los materiales ceraacutemicos Materias primas tradicionales de ceraacutemica incluyen
minerales de la arcilla como la caolinita los materiales maacutes recientes incluyen el oacutexido de alumi-
nio maacutes comuacutenmente conocido como aluacutemina Los modernos materiales de ceraacutemica que se
clasifican como ceraacutemicas avanzadas son de carburo de silicio y carburo de tungsteno Ambos
son valorados por su resistencia a la abrasioacuten y por lo tanto son uacutetiles en aplicaciones tales co-
mo las placas de desgaste de equipos de trituracioacuten en las operaciones mineras Ceraacutemicas
avanzadas tambieacuten se utilizan en la medicina la industria eleacutectrica y electroacutenica
CERAacuteMICA CRISTALINA- Materiales ceraacutemicos cristalinos no son susceptibles de una amplia
gama de procesamiento Meacutetodos para tratar con ellos tienden a caer en una de las dos catego-
riacuteas - supeditar la ceraacutemica en la forma deseada por la reaccioacuten in situ o por formar los polvos
en la forma deseada y luego de sinterizacioacuten para formar un cuerpo soacutelido de ceraacutemica que
forman las teacutecnicas incluyen la configuracioacuten de forma manual (a veces incluso un proceso de
rotacioacuten llamado lanzar) barbotina colaje en cinta (usado para hacer condensadores de ce-
raacutemica fina etc) de moldeo por inyeccioacuten prensado en seco y otras variaciones (Veacutease tam-
bieacuten Ceraacutemica teacutecnicas de formacioacuten Los detalles de estos procesos se describen en los dos li-
bros mencionados a continuacioacuten) Algunos meacutetodos utilizan un hiacutebrido entre los dos enfoques
NO CRISTALINA CERAacuteMICA- No cristalinas de ceraacutemica siendo las gafas tienden a formarse a
partir de fundidos El vidrio se forma cuando sea completamente fundido con una feacuterula o
cuando en un estado de caramelo-como la viscosidad por meacutetodos como la voladura de un
molde Si maacutes tarde el calor tratamientos causa este vaso para convertirse en parte cristalino el
material resultante se conoce como la ceraacutemica de vidrio
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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PROPIEDADES DE LA CERAMICA
Propiedades mecaacutenicas-Los materiales ceraacutemicos son generalmente fraacutegiles o vidriosos
Casi siempre se fracturan ante esfuerzos de tensioacuten y presentan poca elasticidad
Propiedades teacutermicas- Esta propiedad se fundamenta en tres caracteriacutesticas de los mate-
riales ceraacutemicos elevado punto de fusioacuten bajo coeficiente de dilatacioacuten y baja conductivi-
dad teacutermica
Propiedades oacutepticas
Propiedades eleacutectricas-Los materiales ceraacutemicos tienen una propiedad de aislamiento eleacutec-
trico
Propiedades magneacuteticas
Propiedades quiacutemicas
PROPIEDADES MECAacuteNICAS
Los materiales ceraacutemicos son generalmente ioacutenicos o covalentes materiales en condiciones de
servidumbre y puede ser cristalina o amorfa Un material se mantienen unidos por uno u otro
tipo de bonos tienden a la fractura antes de que la deformacioacuten plaacutestica se lleva a cabo lo que se
traduce en pobres dureza de estos materiales Ademaacutes debido a que estos materiales tienden a
ser porosas los poros y otras imperfecciones microscoacutepicas actuacutean como concentradores de
esfuerzos la disminucioacuten de la resistencia maacutes allaacute y la reduccioacuten de la resistencia a la traccioacuten
Estos se combinan para dar fallos catastroacuteficos a diferencia de la que normalmente mucho maacutes
suaves modos de falla de los metales
Estos materiales se muestran deformacioacuten plaacutestica Sin embargo debido a la estructura riacutegida
de los materiales cristalinos no se dispone de muy pocos sistemas de deslizamiento de las dislo-
caciones para moverse por lo que se deforman muy lentamente Con el no-cristalinos (vidrio-
sos) los materiales viscoso flujo es la principal fuente de deformacioacuten plaacutestica y tambieacuten es
muy lento Por tanto es descuidado en muchas aplicaciones de los materiales ceraacutemicos
PROPIEDADES ELEacuteCTRICAS
Semiconductores- Hay una serie de ceraacutemicas que son semiconductores La mayoriacutea de estos
son los oacutexidos de metales de transicioacuten que son semiconductores II-VI como el oacutexido de zinc
Mientras se habla de hacer azul LED de oacutexido de zinc ceramistas estaacuten maacutes interesados en las
propiedades eleacutectricas que muestran los efectos del liacutemite de grano Ceraacutemica semiconductores
tambieacuten se emplean como sensores de gas Cuando varios gases son pasados por una ceraacutemica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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poli cristalina su resistencia eleacutectrica cambia Con ajuste a las mezclas de gas que sea posible
los dispositivos de muy bajo costo se pueden producir
Superconductividad- Bajo ciertas condiciones tales como temperaturas extremadamente bajas
algunas ceraacutemicas muestran superconductividad de alta temperatura La razoacuten exacta de esto
no se conoce pero hay dos grandes familias de la ceraacutemica superconductora
Ferro electricidad y Suacuteper series- Piezoelectricidad un viacutenculo entre la actividad eleacutectrica y
mecaacutenica es exhibida por un gran nuacutemero de materiales ceraacutemicos incluyendo el cuarzo utiliza-
do para medir el tiempo en los relojes y otros aparatos electroacutenicos
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LOS CERAacuteMICOS
Los materiales ceraacutemicos son compuestos quiacutemicos o soluciones complejas que contienen elemen-
tos metaacutelicos y no metaacutelicos Tienen amplias propiedades mecaacutenicas y fiacutesicas Debido a sus enlaces
ioacutenicos o covalentes los ceraacutemicos son duros fraacutegiles con un alto punto de fusioacuten baja conductivi-
dad eleacutectrica y teacutermica buena estabilidad quiacutemica resistencia a la compresioacuten
La composicioacuten quiacutemica de los ceraacutemicos generalmente es
Nitruro de silicio (Si3N4) utilizado como polvo abrasivo
Carburo de boro (B4C) usado en algunos helicoacutepteros y cubiertas de tanques
Carburo de silicio (SiC) empleado en hornos microondas en abrasivos y como material refrac-
tario
Diboruro de magnesio (MgB2) es un superconductor no convencional
Oacutexido de zinc (ZnO) un semiconductor
Ferrita (Fe3O4) es utilizado en nuacutecleos de transformadores magneacuteticos y en nuacutecleos de memo-
rias magneacuteticas
Oacutexido de uranio (UO2) empleado como combustible en reactores nucleares
Oacutexido de itrio bario y cobre (YBa2Cu3O7-x) superconductor de alta temperatura
talio-bario-calcio
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DEL ELECTRO PORCELANA
El electro porcelano es el maacutes importante de los materiales ceraacutemicos empleados en electrotecnia
Esta sustancia se obtiene mediante la mezcla de
1) El caoliacuten o tierra de porcelana que es un silicato de aluminio hidratado cuya composicioacuten co-
rresponde aproximadamente a la foacutermula
Al2O3 - 2SiO2 - 2H2O
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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2) El cuarzo u oacutexido de silicio de foacutermula SiO2
3) El feldespato nombre geneacuterico de un grupo de minerales petrogeneacuteticos o formadores de ro-
cas Todos los feldespatos son silicatos anhidros de aluminio con potasio sodio y calcio El fel-
despato potaacutesico es el m s empleado en la fabricacioacuten de la porcelana y su foacutermula quiacutemica
aproximada es
K2O - Al2O3 - 6SiO2
Las proporciones de estas sustancias en la mezcla determinan las propiedades eleacutectricas mecaacutenicas y
teacutermicas de los productos obtenidos despueacutes de la coccioacuten
La mezcla de estos productos se realiza en proporciones que se establecen por diferentes meacutetodos
el maacutes comuacuten es el de diagrama de composicioacuten
COMPOSICIOacuteN QUIMICA DE ESTRUCTURA DE LOS CERAacuteMICOS CRISTALINOS
La composicioacuten de Estructura Perovskite
Se encuentra en varios ceraacutemicos eleacutectricos En este tipo de celdas estaacuten 3 tipos de iones que
son iones de bario iones de oxiacutegeno y iones de titanio La distorsioacuten de la celda unitaria produce
una sentildeal eleacutectrica lo que permite que ciertos titanitos sirvan como transductores Entonces
estaraacute compuesto por iones de
Bario (Ba)
Oxigeno (O)
Titanio (Ti)
La composicioacuten de Estructura del corindoacuten
Es similar a una estructura hexagonal compacta Algunos ceraacutemicos tienen esta estructura como
son
Cr2O3 y Fe2O3
La composicioacuten de Estructura de espinel
Tiene una celda unitaria cuacutebica en cada uno de sus cubos menores hay iones de oxiacutegeno hay 4
intersticiales octaeacutedricos y 8 sitios intersticiales tetraeacutedricos de los cuales los cationes ocupan 3
En los espineles inversos el ioacuten bivalente y la mitad de los iones trivalentes se localizan en los
sitios octaeacutedricos
La composicioacuten de estructura de los silicatos cristalinos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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En el siacutelice el enlace covalente requiere que los aacutetomos de silicio tengan junto 4 aacutetomos de oxiacute-
geno creando asiacute una estructura tetraeacutedrica esta es la unidad estructural fundamental del siacutelice
de las arcillas y de silicatos viacutetreos
Los compuestos de silicatos forman una serie de soluciones soacutelidas conocidas como olivinos y
orto silicatos
La composicioacuten de Estructuras laminares
Cuando la relacioacuten O resulta en la foacutermula
Si2O3
Los tetraedros se combinan para formar estructuras laminares en una formacioacuten ideal 3 aacuteto-
mos de oxiacutegeno formando un patroacuten hexagonal La caolinita que es una arcilla comuacuten estaacute com-
puesta por laacuteminas de silicato enlazadas ioacutenicamente a una hoja compuesta por ciertos grupos
las arcillas son componentes importantes de muchos ceraacutemicos
La composicioacuten de Siacutelice
Conforme incrementa la temperatura el siacutelice cambia de cuarzo alfa a cuarzo beta a tridimita
beta a cristobalita beta y a liacutequido la transformacioacuten de cuarzo alfa a beta crea un cambio de
dimensioacuten en el siacutelice acompantildeado por esfuerzos altos e incluso por agrietamiento
CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS Y QUIacuteMICAS DE LOS CERAacuteMICOS
Es necesario conocer las caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas de los materiales riacutegidos modulares
tanto para discriminar la calidad de unos productos respecto de otros como para poder deducir
su adecuacioacuten al uso en funcioacuten de las exigencias previstas o previsibles en el lugar de destino
Para todos los materiales riacutegidos modulares destinados a un recubrimiento debemos tomar en
consideracioacuten caracteriacutesticas relacionadas con
Las caracteriacutesticas asociadas a cada grupo deben disponer de meacutetodos de ensayo normalizados o
al menos reconocidos en reglamentos nacionales y ello no siempre es posible pues las normas
de producto soacutelo contemplan aquellas caracteriacutesticas seleccionadas por los fabricantes como
fundamentales para sus fines empresariales
Podemos citar como caracteriacutesticas especiales
La resistencia a la corrosioacuten en niebla salina (seguacuten ISO 9227)
El comportamiento en atmoacutesfera de SO2 (seguacuten UNE-EN ISO 6988)
La permeabilidad frente a la lluvia (medida seguacuten BS431 Apeacutendice A)
La conductividad eleacutectrica
La resistencia al crecimiento de moho
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Las tres primeras suelen considerarse en materiales destinados a revestimientos exteriores la
cuarta en solados y alicatados que precisen equipotencial dad eleacutectrica o un nivel de conducti-
vdad eleacutectrica que permita evacuar a tierra cargas electrostaacuteticas que pueden generar explosio-
nes o incendio
Normales teacutecnicas
Las normas Teacutecnicas establecen los niveles de calidad y seguridad y son un medio oacuteptimo para
facilitar la transparencia en el mercado y en elemento fundamental para competir
Por este motivo el CID del INDECOPI contribuye a la mejora de la Competitividad - Paiacutes ponien-
do a disposicioacuten de las empresas Pymes consultores estudiantes y ciudadaniacutea en general el
ldquoCATAacuteLOGO DE NORMAS TEacuteCNICAS PERUANAS SOBRE PRODUCTOS CERAacuteMICOS PARA EDIFICA-
CIOacuteNrdquo aprobadas por el Indecopi a traveacutes de la Comisioacuten de Normalizacioacuten y de Fiscalizacioacuten de
Barreras Comerciales No Arancelarias La presentacioacuten del cataacutelogo es amigable y de faacutecil ubica-
cioacuten estaacute clasificada por aacutereas temaacuteticas de acuerdo a la Clasificacioacuten Internacional de Normas y
dentro de estas en orden correlativo por coacutedigo de NTP con un resumen del contenido de la
misma
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
16
DESCRIPCION DE LAS MATERIAS PRIMAS
MATERIAS PRIMAS PARA LA CONSTRUCCIOacuteN DE CERAacuteMICAS En las ceraacutemicas tradicionales se utilizan materias primas de depoacutesitos naturales Arcillas feldespatos cuarzo estos son poco purificadas
La materia prima es
La arcilla
El agua
La siacutelice
El plomo
El estantildeo
Se forman muacuteltiples fases en la coccioacuten Para cada composicioacuten se dan muchas aplicaciones En las ceraacutemicas teacutecnicas materias primas son de pureza alta y presentan fase uacutenica cada composi-cioacuten tiene una aplicacioacuten especificada Una pasta ceraacutemica baacutesicamente contiene
La arcilla estaacute constituida por agregados de silicatos de aluminio hidratados siendo blanca cuando es pura Surge de la descomposicioacuten de rocas que contienen feldespato originada en un proceso natural que dura decenas de miles de antildeos La foacutermula quiacutemica es Al2O3 middot 2SiO2 middot H2O
Feldespato Carbonato de calcio (caliza)La caliza es una roca sedimentaria porosa de origen quiacutemico formada mineraloacutegicamente por carbonatos La foacutermula de la caliza es CaMg(CO3)2
Chamota (residuo obtenido en el horno)
Chamota de ladrillo
Rotura cruda
Clasificacioacuten de la Arcilla
Las arcillas pueden clasificarse de acuerdo al proceso
geoloacutegico que las originoacute y a la ubicacioacuten del yacimiento en el que se encuentran Se puede re-
conocer
Arcilla primaria Se utiliza esta denominacioacuten cuando el yacimiento donde se encuentra es el
mismo lugar en donde se originoacute El caoliacuten es la uacutenica arcilla primaria conocida
Granulometriacutea Dentro de la clasificacioacuten granulomeacutetrica de las partiacuteculas del suelo las arcillas
ocupan el siguiente lugar
Feldespato
El feldespato es el mineral maacutes comuacuten sobre la
corteza terrestre iexclde manera que es muy posible
que lo encuentres entre las rocas que coleccionas
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Se encuentra en cada uno de los tres tipos de rocas pero es maacutes comuacuten encontrarlo en las
rocas iacutegneas intrusivas como el granito en donde los cristales son blancos o rosados Hay
diferentes tipos de feldespato
Las caracteriacutesticas de los dos tipos maacutes comunes se dan a continuacioacuten Excepto por su color
estos dos tipos comunes de feldespato son difiacuteciles de diferenciar El color puede ser de gran
ayuda pero hay que tener en cuenta que el mismo mineral puede tener colores diferentes
La mejor manera de diferenciar estos dos es mediante la observacioacuten de la superficie de los
cristales y ver si tienen estriaciones delgadas paralelas El feldespato de plagioclasa tiene
estriaciones y el feldespato ortoclase no tiene
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LAS MATERIAS PRIMAS
Algunos ceraacutemicos como la porcelana productos arcillosos estructurales y algunos componentes
electroacutenicos contienen una fase cristalina Durante el tratamiento a elevadas Temperaturas de este
tipo de materiales soacutelidos ceraacutemicos tiene lugar un proceso llamado Vitrificacioacuten por medio del cual
la fase cristalina se licuacutea y rellena los poros del material Esta Fase cristalina liacutequida puede reaccionar
con alguno de los soacutelidos restantes del material refractario Bajo enfriamiento la fase liquida solidifi-
ca para formar una matriz viacutetrea que une las partiacuteculas que no han fundido
CERAacuteMICOS TRADICIONALES
Los ceraacutemicos tradicionales estaacuten constituidos por tres
tipos baacutesicos
Arcilla siacutelice (siacutelex) y feldespato La arcilla estaacute com-
puesta principalmente por silicatos de Al hidratados
(Al2O3 Si O2 H20) con pequentildeas cantidades de otros
oacutexidos como TiO2 Fe2O3 MgO CaO Na2O K2O
En esta imagen podemos percibir la forma-
cioacuten de un cuello durante la sinterizacioacuten de
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
18
dos partiacuteculas pequentildeas La difusioacuten atoacutemica tiene lugar en la superficie de contacto y alarga el aacuterea
de contacto para formar un cuello
En al siguiente imagen observamos como al porosidad da frente al tiempo de compactos de MgO
dopados con un 02 en peso del CaO y sinterizado en aire estatico a 1330 y 1430 oC noacutetese que
una mayor temperatura de sinterizado produce una disminucioacuten maacutes raacutepida de la porosidad y un
nivel de porosidad maacutes bajo
La siacutelice (Si O2) Tambieacuten llamada Siacutelex o Cuarzo El feldespato potaacutesico que tiene la composicioacuten
baacutesica K2O Al2O3 6SiO2 se funde a bajas temperaturas y se transforma en vidrio cuando la mezcla
ceraacutemica se somete a alta temperatura y une los componentes refractarios
TABLA 1
CERAacuteMICOS DE INGENIERIacuteA
En contraste con los ceraacutemicos tradicionales que se basan principalmente en la arcilla los ceraacutemicos
teacutecnicos o de ingenieriacutea estaacuten constituidos por compuestos puros o casi puros principalmente oacutexidos
carburos o nitruros
TABLA 2
Tipo de pasta Caoliacuten Arcilla Plaacutestica
Feldespato Siacutelex Otros
Porcelana Dura 40 10 25 25
Art Aislantes Eleacutectricos 27 14 26 33
Art Sanitarios Viacutetreos 30 20 34 18
Aislantes Eleacutectricos 23 25 34 18
Tejas Viacutetreas 26 30 32 12
Porcelana Fina Semiviacutetrea 23 30 25 21
Porcelana inglesa 25 hellip 15 22
2CaC O3
Loza para hoteles 31 10 22 35
Porcelana dental
5 hellip 95
Alguno de los ceraacutemicos de ingenieriacutea maacutes importantes contienen compuestos como
Porcentaje en pesos de los oacutexidos principales
Tipo Al2O2 Si O2 Fe2O3 TiO2 CaO MgO Na2O K2O H20 Peacuterd por ignicioacuten
Caoliacuten 374 455 168 13 0004 003 0011 0005 139
Arc Plaacutestica de ten
309 54 074 15 014 02 045 072 hellip 114
Arc Plaacutestica de Ky
32 517 09 152 021 019 038 089 hellip 123
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Aluacutemina (Al2O3)
Nitruro de Silicio (Si3N4)
Carburo de silicio (SiC)
Zirconita (ZrO2) A continuacioacuten se ofrece una breve descripcioacuten de algunos compuestos procesos y aplica-
ciones de varios materiales ceraacutemicos importantes en ingenieriacutea
Aluacutemina (Al2O3)La aluacutemina se desarrolloacute originalmente para tubos refractarios y crisoles dealta
pureza de utilizacioacuten a elevadas temperaturas pero ahora tiene aplicaciones mucho maacutes variadas
Un ejemplo claacutesico de la utilizacioacuten de la aluacutemina es en materiales aislantes de las bujiacuteas El oacutexido de
aluminio se dopa con oacutexido de Mg se prensa en friacuteo y se sinteriza La aluacutemina se emplea frecuente-
mente para aplicaciones eleacutectricas de buena calidad donde se precisan bajas peacuterdidas dieleacutectricas y
alta resistividad
Nitruro de silicio (Si3N4)Los materiales ceraacutemicos con base de nitruro tienen una combinacioacuten
muy uacutetil de propiedades mecaacutenicas ingenieriles como resistencia razonable resistencia al impacto y
propiedades refractarias El Si3N4se disocia significativamente a temperaturas por encima de los
800degC y por consiguiente no se puede sinterizar directamente Sin embargo a lo largo de los uacuteltimos
antildeos se han desarrollado otros meacutetodos de fabricacioacuten delSi3N4Se han desarrollado cuatro procesos
principales para el nitruro de silicio procesos por reaccioacuten de unioacuten (RBSN) procesos de compacta-
cioacuten en caliente de nitruro de silicio (HPSN) proceso de nitruro de silicio sinterizado (SSN) proceso
de nitruro de silicio de compactacioacuten isostaacutetica en caliente (HIP-SN) En el proceso por reaccioacuten de
unioacuten un polvo compacto de silicio se nitrura en una corriente de gas nitroacutegeno Este proceso produ-
ce un Si3N4 microporoso y con moderadaresistencia
Propiedades de algunos ceraacutemicos de nitruro de silicio (TABLA 3)
RSBN SSN SIALON HIP-SN
Densidad Mgm3
27 33 33 33
Moacutedulo de Yung GPa
200 300 300 300
Resistencia en RT MPa
300+ 900+ 800+ 900++
Kic Mpam12
2 6 65 55-65
Desgaste por fatiga de contacto
NA Bajo Moderado Extremadamente bajo
Constante Dieleacutectrica a 1010Hz
6-7 65 hellip 65-75
$pieza de forma neta
El menor Medio Medio El mayor
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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RSBN= Nitruro de Silicio con enlace por reaccioacuten
SSN= Nitruro de silicio sinterizado
HIP-SN= Nitruro de silicio Comprimido en caliente isostaacuteticamente + Flexioacuten en cuatro puntos ++ Traccioacuten directa
Carburo de silicio (SiC)Los ceraacutemicos de altas prestaciones del tipo SiC tiene propiedades muy
importantes ya que su dureza es elevada son inertes quiacutemicamente tiene buena resistencia a la
abrasioacuten y a la oxidacioacuten a altas temperaturas Sin embargo el SiC es relativamente quebradizo
por su baja resistencia al impacto y es difiacutecil producir piezas ceraacutemicas densas de grano fino Para
hacer carburo de silicio sinterizado por reaccioacuten se infiltra un polvo compacto de SiC y carbono
(grafito) con silicio fundido que reacciona con el carbono para formar SiC uniendo los granos
originales de SiC El proceso no puede continuarse hasta que todos los poros que se encuentran
entre los granos originales se llenen ya que el silicio debe ser capaz de infiltrarse Asiacute el produc-
to final contiene entre un 8 y un 20 de Si libre El SiC se puede sinterizar usando polvo de SiC
alfa de calidad adecuada sin aplicacioacuten de presioacuten externa si se antildeaden ayudas al sinterizado
Para el sinterizado sin presioacuten del SiC se utilizan comuacutenmente compuestos de boro y aluminio
Zirconio (ZrO2)La zirconita pura es polimorfa y experimenta transformaciones desde una es-
tructura tetragonal a otra monocliacutenica sobre los 1170degC acompantildeada de una expansioacuten de vo-
lumen y posible ruptura Sin embargo combinando ZrO2 con otros oacutexidos refractarios tales co-
mo CaO MgO e Y2O3 la estructura cuacutebica se puede estabilizar a temperatura ambiente y se han
encontrado algunas aplicaciones donde se requiere alta resistencia a impactos
LOS VIDRIOS DE LOS CERAMICOS
Un vidrio es un material ceraacutemico que se fabrica a partir de materiales inorgaacutenicos a altas tem-
peraturas Sin embargo se distingue de otros ceraacutemicos en que sus constituyentes se calientan
hasta la fusioacuten y despueacutes se enfriacutean hasta un estado riacutegido sin cristalizacioacuten Una de sus caracte-
riacutesticas es que tiene una estructura cristalina o amorfa Las moleacuteculas de vidrio no estaacuten coloca-
das en un orden repetitivo de largo alcance como en el caso de un soacutelido cristalino
Composicioacuten de los vidrios El vidrio de siacutelice fundido presenta una alta transmisioacuten espectral y
no estaacute sujeto a dantildeos de radiacioacuten que origina coloracioacuten en otros vidrios Es por tanto el vidrio
ideal para la luna de los vehiacuteculos espaciales y de tuacuteneles aerodinaacutemicos y para sistemas oacutepticos
en dispositivos espectrofotomeacutetricos Sin embargo los vidrios de siacutelice son caros y difiacuteciles de
procesar
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
21
CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS Y QUIacuteMICAS DE LAS MATERIAS PRIMAS
Las importantes aplicaciones industriales de este grupo de minerales radican en sus propiedades
fiacutesico-quiacutemicas Dichas propiedades derivan principalmente de
Su extremadamente pequentildeo tamantildeo de partiacutecula (inferior a 2 mm)
Su morfologiacutea laminar (filosilicatos)
Las sustituciones isomoacuterficas que dan lugar a la aparicioacuten de carga en las laacuteminas
Por otra parte la existencia de carga en las laacuteminas se compensa como ya se ha citado con la
entrada en el espacio interlaminar de cationes deacutebilmente ligados y con estado variable de hi-
dratacioacuten que pueden ser intercambiados faacutecilmente mediante la puesta en contacto de la arci-
lla con una solucioacuten saturada en otros cationes a esta propiedad se la conoce como capacidad
de intercambio catioacutenico y es tambieacuten la base de multitud de aplicaciones industriales
Superficie especiacutefica La superficie especiacutefica o aacuterea superficial de una arcilla se define como el
aacuterea de la superficie externa maacutes el aacuterea de la superficie interna (en el caso de que esta exista)
de las partiacuteculas constituyentes por unidad de masa expresada en m2g Las arcillas poseen una
elevada superficie especiacutefica muy importante para ciertos usos industriales en los que la inter-
accioacuten soacutelido-fluido depende directamente de esta propiedad
A continuacioacuten se muestran algunos ejemplos de superficies especiacuteficas de arcillas
Caolinita de elevada cristalinidad hasta 15 m2g
Caolinita de baja cristalinidad hasta 50 m2g
Halloisita hasta 60 m2g
Illita hasta 50 m2g
Montmorillonita 80-300 m2g
Sepiolita 100-240 m2g
Paligorskita 100-200 m2g
Capacidad de Intercambio catioacutenico Es una propiedad fundamental de las esmectitas Son ca-
paces de cambiar faacutecilmente los iones fijados en la superficie exterior de sus cristales en los
espacios interlaminares o en otros espacios interiores de las estructuras por otros existentes en
las soluciones acuosas envolventes
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
22
Sustituciones isomoacuterficas dentro de la estructura
Enlaces insaturados en los bordes y superficies externas
Disociacioacuten de los grupos hidroxilos accesibles
A continuacioacuten se muestran algunos ejemplos de capacidad de intercambio catioacutenico (en
meq100g)
Caolinita 3-5
Halloisita 10-40
Illita 10-50
Clorita 10-50
Vermiculita 100-200
Montmorillonita 80-200
Sepiolita-paligorskita 20-35
Los materiales primas de los ceraacutemicos son Minerales compuestos y elementos quiacutemicos forma-
dos mediante procesos inorgaacutenicos
Las propiedades de los minerales se estudian bajo las correspondientes divisiones mineralogiacutea
quiacutemica mineralogiacutea y fiacutesica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
23
PROCESO DE PRODUCCION
PROCESADO DE MATERIALES CERAacuteMICOS
Las ceraacutemicas no cristalinas (vidriosas) suelen ser formadas de fundiciones El vidrio es formado
por cualquiera de los siguientes meacutetodos soplado prensado laminado estirado colado o flota-
do y galvanizado
Los materiales ceraacutemicos cristalinos no son susceptibles de un variado rango de procesado Los
meacutetodos empleados para su manejo tienden a fallar en una de dos categoriacuteas -hacer ceraacutemica
en la forma deseada pro reaccioacuten in situ o por formacioacuten de polvos en la forma deseada y lue-
go sinterizados para formar un cuerpo soacutelido Algunos meacutetodos usados son un hiacutebrido de los dos
meacutetodos mencionados
Manufactura in situ
El uso maacutes comuacuten de este meacutetodo es en la produccioacuten de cemento y concreto Aquiacute los abrasi-
vos deshidratados son mezclados con agua Esto da comienzo a las reacciones de la hidratacioacuten
las cuales resultan en cristales grandes interconectados formaacutendose alrededor de los agregados
Pasado un tiempo esto resulta en una ceraacutemica soacutelida
El mayor problema con este meacutetodo es que la mayoriacutea de las reacciones son tan raacutepidas que no
es posible hacer una buena mezcla lo que tiende a impedir la construccioacuten en gran escala Sin
embargo los sistemas a pequentildea escala pueden ser realizados mediante teacutecnicas de depoacutesito
en donde los diferentes materiales son introducidos sobre un sustrato donde se produce la
reaccioacuten y la ceraacutemica se forma sobre este sustrato
Conformado de los polvos
El objetivo principal del conformado es dar forma y consistencia a la masa de polvos que deacute lugar
a un aumento de la densidad y por lo tanto a una mejora de las propiedades mecaacutenicas Existen
dos formas de realizar el conformado mediante la aplicacioacuten de presioacuten y temperaturas eleva-
das Con la aplicacioacuten de presioacuten y temperatura el proceso es similar a si no aplicaacutesemos altas
temperaturas pero obtenemos productos maacutes densos y homogeacuteneos a la vez que ahorramos
materias primas
Prensado uniaxial (en caliente o en friacuteo) Consiste en la aplicacioacuten de presioacuten en una uacutenica
direccioacuten hasta conseguir la compactacioacuten de los polvos ceraacutemicos La pieza asiacute conformada
tendraacute la forma de la matriz y las superficies con las que se aplica la presioacuten
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Prensado isostaacutetico en caliente o en friacuteo Consiste en compactar los polvos encerraacutendolos
hermeacuteticamente en moldes elaacutesticos tiacutepicamente de goma laacutetex o PVC aplicaacutendoles pre-
sioacuten hidrostaacutetica mediante un fluido que puede ser agua o aceite El fundamento de este
proceso es el Principio de Pascal de este modo conseguimos compactar uniformemente y
en todas las direcciones el material
Slip Casting Se fundamenta en el moldeo por barbotina de la ceraacutemica tradicional median-
te el cual obtenemos piezas de espesores pequentildeos utilizando moldes porosos
Meacutetodos basados en la sinterizacioacuten
Los principios de los meacutetodos basados en la sinterizacioacuten son sencillos Una vez que la materia
prima es acondicionada para su procesamiento (hornada) es introducida en el horno con lo que
el proceso de difusioacuten compacta a la materia prima
Los poros se achican resultando un producto maacutes denso y fuerte El quemado se hace a una
temperatura por debajo del punto de derretimiento de la ceraacutemica Siempre queda alguna poro-
sidad pero la verdadera ventaja de este meacutetodo es que la hornada puede ser producida de cual-
quier modo imaginable e incluso puede ser sinterizado Esto lo hace una ruta muy versaacutetil
Existen miles de posibles refinamientos de este proceso Algunos de los maacutes comunes involucran
presionar la hornada para darle la densidad la quema reduce el tiempo de sinterizacioacuten necesa-
rio A veces se antildeaden elementos orgaacutenicos junto a la hornada que son disueltos durante la
quema
Algunas veces se agregan lubricantes orgaacutenicos durante el proceso para incrementar la densi-
dad No es raro combinarlos agregando materia orgaacutenica y lubricantes a una hornada y luego
presionar (La formulacioacuten de estos aditivos quiacutemico orgaacutenicos es un arte en siacute mismo) Esto es
particularmente importante en la manufactura de ceraacutemica de alto rendimiento tales como las
usadas para la electroacutenica en condensadores inductores sensores etc
Puede realizarse una mezcla de componentes en vez de usar un solo polvo y luego verterlo en el
molde deseado dejaacutendolo secar y luego sinterizarlo De hecho en la alfareriacutea tradicional es he-
cho de esta forma usando una mezcla plaacutestica que es trabajada con las manos
Si una mezcla de materiales diferentes componentes es utilizada en una ceraacutemica algunas veces
la temperatura de sinterizacioacuten es mayor a la temperatura de fundicioacuten de alguno de sus com-
ponentes (fase liacutequida de sinterizacioacuten) Esto genera un periacuteodo maacutes corto de sinterizacioacuten com-
parado con el estado soacutelido sinterizado
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DESCRIPCIOacuteN DEL PROCESO DE PRODUCCIOacuteN
LA FABRICACIOacuteN
PROCESO Una vez que las materias primas que se procesan una serie de medidas llevaraacute a cabo
para obtener el producto terminado Estos pasos incluyen la dosificacioacuten mezcla y molienda
secado por aspersioacuten formando secado esmaltado y coccioacuten Muchos de estos pasos se reali-
zan ahora con equipos automatizados
De procesamiento por lotes Un caso de muchos productos de ceraacutemica incluyendo mosaico de
la composicioacuten corporal se determina por la cantidad y el tipo de materias primas Las materias
primas tambieacuten determinan el color del cuerpo del azulejo que puede ser rojo o blanco depen-
diendo de la cantidad de hierro que contienen materias primas empleadas Por lo tanto es im-
portante mezclar las cantidades correctas en conjunto para lograr las propiedades deseadas
Caacutelculos por lotes por tanto necesario que debe tener en cuenta tanto las propiedades fiacutesicas y
composicioacuten quiacutemica de las materias primas Una vez que el peso adecuado de cada materia
prima se determina las materias primas deben ser mezclados
Mezcla y molienda Una vez que los ingredientes se pesan que se suman en un mezclador de
shell mezclador de cinta o un mezclador intensivo Un mezclador de shell se compone de dos
cilindros unidos en forma de V que gira a caer y mezclar el material Un mezclador de cinta utili-
za aspas helicoidales y un mezclador intensivo utiliza haraacute raacutepidamente renovables Este paso
maacutes muele los ingredientes dando como resultado un tamantildeo de partiacutecula maacutes fina que mejora
el proceso de formacioacuten posterior (ver paso 4 a continuacioacuten)
A veces es necesario agregar agua para aumentar la mezcla de un lote con varios ingredientes
asiacute como para lograr la molienda fina Este proceso se denomina molienda huacutemeda y con fre-
cuencia se realiza mediante un molino de bolas El resultado lleno de agua mezcla que se llama
una papilla o deslizamiento El agua se extrae de la suspensioacuten pulsando filtro (que elimina el
40-50 por ciento de la humedad) seguida de molienda en seco
De secado por aspersioacuten Si la molienda huacutemeda es utilizada por primera vez el exceso de agua
suele ser removido a traveacutes de secado por aspersioacuten Esto implica el bombeo de la lechada con
un atomizador que consiste en un disco que gira raacutepidamente o la boquilla Las gotas de la hoja
se secan a medida que se calientan con una columna de aire ascendente caliente formando pe-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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quentildeos graacutenulos de libre movimiento que dan como resultado un polvo susceptible de confor-
macioacuten
Cuerpos de baldosas tambieacuten se puede preparar por molienda en seco seguido de granulacioacuten
Granulacioacuten se utiliza una maacutequina en la cual se mezcla la mezcla de material previamente seco
molido con agua para formar las partiacuteculas en graacutenulos que a su vez formar un polvo listo para
su formacioacuten
La formacioacuten La mayoriacutea de baldosas estaacute formada por prensado en seco En este meacutetodo el
polvo de flujo libre que contiene aglutinante orgaacutenico o un bajo porcentaje de humedad se deri-
va de una tolva en la matriz de la formacioacuten El material se comprime en una cavidad de acero
por eacutembolos de acero y luego es expulsado por el eacutembolo de la parte inferior Prensas automati-
zadas se utilizan para presiones de trabajo de hasta 2500 toneladas
Varios otros meacutetodos tambieacuten se utilizan en el cuerpo del azulejo estaacute en huacutemedo la forma maacutes
moldeable Extrusioacuten ademaacutes de perforacioacuten se utiliza para producir baldosas de forma irregu-
lar y maacutes delgada de baldosas maacutes raacutepida y econoacutemica Esto implica la compactacioacuten de una
masa de plaacutestico en el cilindro de presioacuten alta y obligando a que el material fluya hacia fuera de
la botella en las babosas cortoacute Estas balas son entonces un puntildeetazo en una o maacutes fichas con
troquelado hidraacuteulico o neumaacutetico
RAM presionando a menudo se utiliza para la baldosa muy perfilada Con este meacutetodo las bal-
dosas excluidas por el cuerpo del azulejo se presionan entre dos mitades de un molde duro o
porosa montada en una prensa hidraacuteulica El formoacute parte se elimina por la primera aplicacioacuten de
vaciacuteo a la mitad superior del molde para liberar la parte de la mitad inferior seguido forzando el
aire a traveacutes de la parte de arriba para liberar la parte superior El exceso de material debe ser
removido de la pieza y acabado adicional puede ser necesario
Otro proceso conocido como cristal de presioacuten se ha desarrollado recientemente Este proceso
combina el cristal y dar forma a la vez pulsando el esmalte (en forma de polvo atomizado) direc-
tamente en la matriz llena con el polvo del cuerpo de baldosas Las ventajas incluyen la elimina-
cioacuten de liacuteneas de esmaltado asiacute como el material de desecho cristales (llamados lodos) que se
produce con el meacutetodo convencional
El secado baldosas de ceraacutemica por lo general debe ser secado (con una humedad relativa alta)
despueacutes de la formacioacuten sobre todo si un meacutetodo huacutemedo se utiliza Secado lo que puede lle-
var varios diacuteas se quita el agua a una velocidad lo suficientemente lenta como para evitar las
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grietas por contraccioacuten Los secadores continuos o tuacuteneles que se utilizan son calentados con
gas o aceite laacutemparas de infrarrojos o energiacutea de microondas Secado por infrarrojos es maacutes
adecuado para baldosas finas mientras secado por microondas que funciona mejor para maacutes
gruesa de baldosas Otro meacutetodo el secado impulso utiliza pulsos de aire caliente que fluye en
la direccioacuten transversal en vez de manera continua en la direccioacuten del flujo de materiales
Acristalamiento Para preparar el glaseado los mismos meacutetodos que para el cuerpo del azulejo
Despueacutes de una formulacioacuten de lotes se calcula las materias primas se pesan se mezclan y seco
o huacutemedo molido Los esmaltes molidos se aplican mediante uno de los meacutetodos disponibles
En el acristalamiento de centriacutefuga o arado de discos el esmalte se alimenta a traveacutes de un disco
giratorio que arroja o lanza el esmalte en el azulejo En el meacutetodo de la campana cascada una
corriente de barniz se cae en el azulejo al pasar sobre una cinta transportadora por debajo A
veces el esmalte es simplemente rociado en Para aplicaciones de esmalte muacuteltiples impresioacuten
en pantalla por debajo o entre las baldosas que se han mojado cristal se utiliza En este proce-
so esmalte es forzada a traveacutes de una pantalla por una rasqueta de goma u otro dispositivo
Acristalamiento en seco tambieacuten se estaacute utilizando Esto implica la aplicacioacuten de polvos fritas
trituradas (materiales de vidrio) y esmaltes granulada en una superficie de baldosas mojadas
acristalamiento Despueacutes de la coccioacuten las partiacuteculas de esmalte se funden entre siacute para produ-
cir una superficie como el granito
Disparo Despueacutes de cristal el azulejo se debe calentar intensamente para fortalecerlo y darle la
porosidad deseada Hay dos tipos de hornos o Despueacutes de la formacioacuten el archivo se seca poco
a poco (durante varios diacuteas) y con una humedad alta para evitar el agrietamiento y la contrac-
cioacuten A continuacioacuten el barniz se aplica a continuacioacuten el azulejo se cuece en un horno o estu-
fa Aunque algunos tipos de baldosas requiere un proceso de coccioacuten en dos etapas huacutemedo
molido baldosas se dispara una sola vez a una temperatura de 2000 grados Fahrenheit o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten el azulejo es empacado y enviado
Los hornos se utilizan para la coccioacuten de baldosas Azulejo de la pared o azulejo que es prepa-
rado por molienda en seco en lugar de molienda huacutemeda requiere generalmente un proceso de
dos pasos En este proceso el azulejo pasa a traveacutes de un disparo de baja temperatura llamada
sopa de fuego antes de acristalamiento Este paso elimina los volaacutetiles de la materia y la mayor
parte o la totalidad de la contraccioacuten El cuerpo y el esmalte luego se disparoacute en un proceso lla-
mado despido glost Tanto los procesos de coccioacuten tienen lugar en un tuacutenel o un horno conti-
nuo que consta de una caacutemara a traveacutes del cual poco a poco el software se trasladoacute en un
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transportador de rollos de refractarios estantes construidos con materiales que son resistentes a
temperaturas altas o en contenedores denominados gacetas Coccioacuten en un horno tuacutenel puede
tomar de dos a tres diacuteas con temperaturas alrededor de disparar 2372 grados Fahrenheit
(1300 grados Celsius)
Para el azulejo que soacutelo requiere un uacutenico disparo por lo general de baldosas que se prepara por
viacutea huacutemeda de rodillos para moler los hornos se utilizan generalmente Estos hornos se mueven
las mercanciacuteas de un transportador de rodillos y no necesitan muebles horno tales como blo-
ques o gacetas Los tiempos de encender en los hornos de rodillos pueden ser tan bajos como
60 minutos con temperaturas de coccioacuten alrededor de 2102 grados Fahrenheit (1150 grados
Celsius) o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten y las pruebas el azulejo estaacute listo para ser empaquetados y enviados
Subproductos Una variedad de contaminantes se generan durante las etapas de fabricacioacuten
diferentes estas emisiones deben ser controladas para cumplir con las normas de control de
aire Entre los contaminantes que produce en la fabricacioacuten de baldosas estaacuten compuestos de
fluacuteor y el plomo que se producen durante la coccioacuten y vidriado Los compuestos de plomo se
han reducido significativamente con el reciente desarrollo de esmaltes sin plomo o de bajo plo-
mo Las emisiones de fluacuteor pueden ser controladas con los depuradores los dispositivos de ae-
rosol que baacutesicamente los gases con agua para eliminar los contaminantes dantildeinos Tambieacuten
se puede controlar con procesos en seco como los filtros de tela recubierta con cal Esta cal
puede ser reciclada como materia prima para el azulejo en el futuro
La industria del azulejo es tambieacuten el desarrollo de procesos para reciclar las aguas residuales y
lodos generados durante el mecanizado automaacutetico vidrios y el secado por atomizacioacuten Ya
que algunas plantas de reciclaje el exceso de polvo generado durante el prensado en seco asiacute
como el rociacuteo producido durante el acristalamiento Residuos de barniz y teja rechazoacute tambieacuten
se devuelven al proceso de preparacioacuten del cuerpo para su reutilizacioacuten
Control de calidad La mayoriacutea de fabricantes de baldosas utilizan ahora el control estadiacutestico de
procesos (SPC) para cada paso del proceso de fabricacioacuten Muchos de ellos tambieacuten trabajan
estrechamente con sus proveedores de materia prima para asegurar que se cumplan las especi-
ficaciones antes de que el material se utilice Control estadiacutestico del proceso consiste en las car-
tas que se utilizan para controlar diversos paraacutemetros de procesamiento tales como el tamantildeo
de las partiacuteculas el tiempo de molienda la temperatura de secado y el tiempo presioacuten de com-
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pactacioacuten dimensiones despueacutes del prensado la densidad la temperatura de coccioacuten y el tiem-
po y similares Estas cartas identificar problemas con el equipo fuera de las condiciones de
especificacioacuten y ayudar a mejorar el rendimiento antes de que el producto final esteacute terminado
El producto final debe cumplir con ciertas especificaciones en relacioacuten con propiedades fiacutesicas y
quiacutemicas Estas propiedades estaacuten determinados por las pruebas estaacutendar establecido por la
Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM) Propiedades medidas incluyen resistencia
mecaacutenica resistencia de abrasioacuten resistencia quiacutemica absorcioacuten de agua su estabilidad dimen-
sional resistencia al hielo y el coeficiente de expansioacuten teacutermica lineal Maacutes recientemente el
antideslizante que se puede determinar midiendo el coeficiente de friccioacuten se ha convertido en
una preocupacioacuten Sin embargo no existe una norma se ha establecido todaviacutea porque otros
factores (tales como el disentildeo del suelo y el cuidado apropiados) puede hacer que los resultados
sin sentido
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APLICACIOacuteN EN LA ETAPA DE CONSTRUCCION YO POST-CONSTRUCCION
Su uso inicial fue fundamentalmente la elaboracioacuten de recipientes empleados para contener
alimentos o bebidas Maacutes adelante se utilizoacute para modelar figurillas de posible caraacutecter simboacuteli-
co maacutegico religioso o funerario Tambieacuten se empleoacute como material de construccioacuten en forma
de ladrillo teja baldosa o azulejo conformando muros o revistiendo paramentos La teacutecnica del
vidriado le proporcionoacute gran atractivo se utilizoacute tambieacuten en escultura Actualmente tambieacuten se
emplea como aislante eleacutectrico y teacutermico en hornos motores y en blindaje
Ceraacutemicas se utilizan en la fabricacioacuten de cuchillos La hoja del cuchillo de ceraacutemica perma-
neceraacute fuerte por mucho maacutes tiempo que el de un cuchillo de acero a pesar de que es maacutes
fraacutegil que se abrocha por la caiacuteda sobre una superficie dura
Ceraacutemicas como aluacutemina y carburo de boro se han utilizado en baliacutestica chalecos blindados
para repeler gran calibre rifle de fuego Dichas placas se conocen comuacutenmente como de
armas pequentildeas inserciones de proteccioacuten (SAPI) Material similar se utiliza para proteger
las cabinas de algunos aviones militares debido a su bajo peso del material
Las bolas de ceraacutemica se puede utilizar para sustituir el acero en rodamientos de bolas Su
mayor dureza que significa que son mucho menos susceptibles al desgaste y puede ofrecer
maacutes de vida triple Tambieacuten se deforman menos en el sentido de carga que tienen menos
contacto con las paredes de retencioacuten del rodamiento y puede rodar maacutes raacutepido En las
aplicaciones de muy alta velocidad el calor de la friccioacuten durante la rodadura puede causar
problemas para los rodamientos de metal los problemas que se reducen por el uso de la ce-
raacutemica La ceraacutemica es tambieacuten maacutes resistente a los quiacutemicos y puede utilizarse en ambien-
tes huacutemedos donde los rodamientos de acero se oxidaban El mayor inconveniente de uti-
lizar la ceraacutemica es un costo mucho maacutes elevado En muchos casos sus propiedades de ais-
lamiento eleacutectrico tambieacuten puede ser valiosa para los rodamientos
En la deacutecada de 1980 Toyota investigoacute la produccioacuten de una adiabaacutetica motor de ceraacutemica
que pueden funcionar a una temperatura de maacutes de 6000 deg F (3300 deg C) Motores ceraacutemicos
no necesitan un sistema de enfriamiento y por lo tanto permiten una importante reduccioacuten
de peso y la eficiencia de combustible por lo tanto mayor La eficiencia del combustible del
motor es tambieacuten maacutes alta a alta temperatura como se muestra por Carnot teorema En un
motor metaacutelico convencional mucha de la energiacutea liberada por el combustible debe ser di-
sipada como calor residual con el fin de evitar un colapso de las partes metaacutelicas A pesar
de todas estas propiedades deseables tales motores no estaacuten en produccioacuten ya que la fa-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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bricacioacuten de piezas de ceraacutemica de la precisioacuten necesaria y la durabilidad es difiacutecil Imper-
fecciones en la ceraacutemica lleva a las grietas que puede conducir a fallas en los equipos po-
tencialmente peligrosos Estos motores son posibles en el laboratorio pero la produccioacuten
en masa no es factible con la tecnologiacutea actual
Se estaacute trabajando en el desarrollo de piezas ceraacutemicas para turbinas de gas motores En
la actualidad incluso las hojas hechas de avanzadas aleaciones de metales utilizados en la
seccioacuten de los motores calientes requieren temperaturas de refrigeracioacuten y cuidadosos que
limitan la de Motores turbina hizo con ceraacutemicas podiacutea operar maacutes eficientemente dando
aviones mayor alcance y payload por un importe conjunto de combustible
Recientemente se han producido avances en la ceraacutemica que incluyen bio-ceraacutemica tales
como los implantes dentales y huesos sinteacuteticos hidroxiapatita el componente mineral na-
tural del hueso se ha hecho de forma sinteacutetica a partir de una serie de fuentes bioloacutegicas y
quiacutemicas y se pueden transformar en materiales ceraacutemicos Implantes ortopeacutedicos a partir
de estos bonos de materiales faacutecilmente a los tejidos oacuteseos y otras partes del cuerpo sin re-
chazo o reacciones inflamatorias Debido a esto son de gran intereacutes para la entrega de ge-
nes y la ingenieriacutea de tejidos andamios La mayoriacutea de la ceraacutemica de hidroxiapatita son
muy porosas y la falta de resistencia mecaacutenica y se utilizan para dispositivos ortopeacutedicos ca-
pa de metal para ayudar en la formacioacuten de un enlace con el hueso o como relleno oacuteseo
Tambieacuten se utilizan como relleno de tornillos ortopeacutedicos de plaacutestico para ayudar a reducir
la inflamacioacuten y aumentar la absorcioacuten de estos materiales de plaacutestico Se estaacute trabajando
para hacer fuerte y bien densa nano cristalina de materiales ceraacutemicos de hidroxiapatita pa-
ra dispositivos ortopeacutedicos que soportan peso en sustitucioacuten de metales y materiales plaacutes-
ticos extranjeros ortopeacutedico con un material sinteacutetico pero de origen natural mineral de los
huesos En uacuteltima instancia estos materiales ceraacutemicos se pueden utilizar como sustitutos
de hueso o con la incorporacioacuten de la proteiacutena colaacutegeno huesos sinteacuteticos
Ceraacutemica de alta tecnologiacutea se utiliza en relojeriacutea para la produccioacuten de cajas de relojes El
material se valora por los relojeros por su ligereza resistencia al rayado resistencia y tacto
suave CBI es una de las marcas que ha iniciado el uso de la ceraacutemica en la relojeriacutea El caso
de la CBI edicioacuten 2007 de Top Gun de la Vigilancia de la Pilot cronoacutegrafo doble se hace a
mano en ceraacutemica de alta tecnologiacutea negro
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Revestimiento con ceraacutemico Las ceraacutemicas se
comercializan clasificadas con un nuacutemero de
tono cuando compre las cajas verifique una por
una para evitar contratiempos a la hora de su
colocacioacuten
Para lograr el equilibrio de coloracioacuten es aconse-
jable mezclar las piezas antes de su colocacioacuten
En este sentido vaya sacando una ceraacutemica de cada caja y coloacutequelas en este orden ya que
siempre existe una pequentildea variacioacuten de matiz de una caja a otra pero que no se notaraacute cuando
se hallen instaladas En cuanto a los sistemas de colocacioacuten existen dos alternativas el sistema
mortero tradicional (praacutecticamente en desuso) y el sistema de capa fina El primero requiere
sumergir la ceraacutemica en agua limpia durante unos minutos como paso previo a su colocacioacuten Si
opta por este meacutetodo recuerde que la ceraacutemica no debe introducirse en el agua con su envase
de cartoacuten ya que podriacutea mancharse como consecuencia de la accioacuten de la tinta del envoltorio o
de la oxidacioacuten de los ganchos de cierre En este sistema es imprescindible tambieacuten mojar los
revoques de los muros y las carpetas de los pisos
Si emplea el segundo sistema que se trabaja sobre la base de un adhesivo cementicio no seraacute
necesario mojar la ceraacutemica ni los revoques No obstante independientemente del meacutetodo de
colocacioacuten utilizado usted deberaacute verificar que las ceraacutemicas esteacuten libres de polvo antes de su
instalacioacuten
En el piso no soacutelo deberaacute tener en cuenta la junta entre una ceraacutemica y otra sino tambieacuten una
separacioacuten perimetral que para superficies pequentildeas debe llegar a los 15 miliacutemetros
Las juntas entre ceraacutemicas deben sellarse con cemento Portland mezclado con arena marmolina
o cuarzo molido Si quiere dar color a la junta recuerde que no es conveniente utilizar colorantes
hidrosolubles como oacutexido de hierro o negro de humo porque pueden manchar la ceraacutemica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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EMPRESAS NACIONALES QUE PRODUCEN DICHOS PRODUCTOS
Las Compantildeiacutea Ceraacutemica o empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y pisos ceraacutemicos han tenido
como objetivo de mejorar la calidad de informacioacuten minimizar esfuerzos y recursos reducir costos y
brindar un mejor servicio al cliente que quiere adquirir estos productos para ello tenemos algunas
empresas nacionales descritos en esta investigacioacuten
COMPANtildeIacuteA DE CERAacuteMICA SA CELIMA
Es empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y
pisos ceraacutemicos desde 1982Ceraacutemica Lima SA
ldquoCelimardquo es una empresa cimentada en la tradicioacuten
milenaria de las culturas Nazca Moche y Chaviacuten para
el dominio de la ceraacutemica cuenta con personal alta-
mente calificado y tecnologiacutea de punta que le ha permitido ingresar a los mercados maacutes exigentes
del mundo tales como la Comunidad Econoacutemica Europea Estados Unidos Canadaacute Australia Centro
Ameacuterica y Sud-Ameacuterica Actualmente CELIMA tiene una capacidad de produccioacuten mensual de
1rsquo100000 m2 entre azulejos y pisos ceraacutemicos
CERAacuteMICA SAN LORENZO ndash PERUacute inicia la
construccioacuten de su planta en mayo de 1999
con los maacutes altos estaacutendares de seguridad
ambiental y tecnologiacutea italiana de vanguardia
Con una inversioacuten inicial de 17 millones de
doacutelares iniciaacutendose con una produccioacuten mensual de 200000 m2 de revestimiento ceraacutemico
para pisos
Antildeo y medio despueacutes amplia su capacidad productiva eacutesta se incrementa a 440000 m2 al
mes innovando en la produccioacuten del Revestimiento Ceraacutemico de Pared permitiendo asiacute
abastecer la demanda insatisfecha de los revestimientos de Pared que no disponiacutea ante-
riormente con una inversioacuten aproximada de 10 millones de doacutelares
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Luego con el objetivo de desarrollar un mercado de exportacioacuten a Estados Unidos donde el gru-
po ha iniciado operaciones a traveacutes de Ceraacutemica San Lorenzo INC (USA) se invierte en una
nueva liacutenea de esmaltado otorgaacutendole asiacute flexibilidad a la produccioacuten siendo eacutesta una alternativa
de disminucioacuten de tiempo en el cambio de producto y se suma a ella la reduccioacuten de ciclos de
proceso de coccioacuten aumentando asiacute la velocidad de la produccioacuten llegando a producir 620000
m2 mensuales
Tambieacuten dentro de los proyectos importantes tenemos el montaje y puesta en marcha de la
planta de productos de tercer fuego los cuales complementan nuestra liacutenea actual de revesti-
mientos Liacutenea de alto perfil desarrollar una serie de piezas especiales como son zoacutecalos liacutestelos
en sus distintas medidas insertos tacos etc
Debido al sostenido aumento de las ventas y con el fin de obtener el liderazgo en el mercado del
ceraacutemico actualmente Ceraacutemica San Lorenzo a incrementado su capacidad de produccioacuten con
una inversioacuten de 12 millones de doacutelares en una ampliacioacuten de planta de 420000 m2 de ceraacutemi-
cos mensuales bajo el concepto de ldquoalta productividadrdquo considerando en el proceso de produc-
cioacuten la molienda de arcillas por viacutea seca ahorrando asiacute gas natural y energiacutea eleacutectrica
Hoy Ceraacutemica San Lorenzo logra ofrecer una amplia gama de productos ceraacutemicos de alta cali-
dad con una produccioacuten superior al milloacuten de metros cuadrados
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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CONCLUSIONES
Se logro obtener la mayor y suficiente informacioacuten acerca del tema pisos ceraacutemicos y mayoacute-
licas
Se logro obtener conocimiento del tema a presentar en este trabajo ldquopisos ceraacutemicos y ma-
yoacutelicasrdquo ya que este tema en discusioacuten es de mucha importancia para nuestra carrera profe-
sional
Se logro obtener la informacioacuten suficiente del tema en investigacioacuten estructurado en los
siguientes apartados descripcioacuten del producto descripcioacuten de las materias primas proceso
de produccioacuten aplicacioacuten en la etapa de construccioacuten yo post-construccioacuten empresas na-
cionales que producen
Los ceraacutemicos son muy importante y aportan al desarrollo y a la comodidad de la humani-
dad asiacute como para la ingenieriacutea es muy importante ya que aporta a los acabados en cons-
trucciones
Por el presente trabajo de investigacioacuten se adquirioacute nuevos conocimientos en cuanto al ma-
terial llamado pisos ceraacutemicos y mayoacutelicas
Aprendimos cuales son los materias primas para la fabricacioacuten de las ceraacutemicas
Aprendimos las aplicaciones en la construccioacuten y en la post construccioacuten
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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RECOMENDACIONES
Se recomienda el uso adecuado y mesurado de la informacioacuten en investigacioacuten
Es maacutes factible hacer trabajos de investigacioacuten de materiales ya conocidos y comunes que
se usan en el proceso de construccioacuten y post construccioacuten
Los integrantes del grupo deben trabajar adecuadamente y con seriedad para que no se
produzca mayor y aprender a trabajar en equipo
Este trabajo fue realizado con mucho esmero y dedicacioacuten ya que el tema en investigacioacuten
es muy importante para nuestra carrera profesional
Observar y realizar un resumen de la informacioacuten recabada de acuerdo al tema en investi-
gacioacuten asiacute como recabar nueva y reciente informacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten tomar maacutes implicancia y verificar los avances de los
trabajos de investigacioacuten y detallar las dificultades de cada grupo asiacute como los errores y asiacute
realizar un mejor u buen trabajo de investigacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten organizar de mejor manera a los alumnos para una
buena y mejor elaboracioacuten de los trabajos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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BIBLIOGRAFIA
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wwwsegemargovar
httpwwweducarednet
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Introduccioacuten a la ciencia e ingenieriacutea de los materiales WD Callister
Materiales Estructura propiedades y aplicaciones Saja Saez ndash Rodriacuteguez Perez ndash Rodriacuteguez
Mendez
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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ANEXOS
Pisos ceraacutemicos en viviendas
Pisos ceraacutemicos en sshh
Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
Pisos ceraacutemicos en Inst Puacuteblicos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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RESUMEN
Los actuales sistemas restauradores ceraacutemicos sin base metaacutelica son una realidad creciente de-
bido a las inmejorables propiedades oacutepticas y esteacuteticas que presentan gracias a su comporta-
miento con la luz la capacidad para mimetizar con los dientes naturales etc A pesar de las ven-
tajas indiscutibles que poseen todaviacutea presentan algunos problemas de tipo mecaacutenico y funcio-
nal (como la fragilidad la fractura la abrasioacuten de los antagonistas etc) que limitan actualmente
su uso generalizado como materiales restauradores Tanto los nuevos materiales ceraacutemicos
como los innovadores meacutetodos de procesamiento asistidos por ordenador auguran un futuro
proacuteximo donde el uso de porcelanas libres de metal sea masivo en el quehacer diario de la pro-
fesioacuten odonto estomatoloacutegica Nuestro objetivo a la hora de abordar este tema es revisar los
conceptos actuales sobre las porcelanas sin metal
Material y metodologiacutea se realiza en base a una revisioacuten bibliograacutefica del tema propuesto y que
se estructuraraacute en los siguientes apartados
Descripcioacuten del producto
Descripcioacuten de las materias primas Proceso de produccioacuten
Aplicacioacuten en la etapa de construccioacuten
yo post-construccioacuten
Empresas nacionales que producen di-
chos productos
La palabra ceraacutemica deriva del vocablo griego keramos cuya raiacutez saacutenscrita significa quemar
En su sentido estricto se refiere a la arcilla en todas sus formas Sin embargo el uso moderno de
este teacutermino incluye a todos los materiales inorgaacutenicos no metaacutelicos que se forman por accioacuten
del calor Hasta los antildeos 1950 los materiales maacutes importantes fueron las arcillas tradicionales
utilizadas en alfareriacutea ladrillos azulejos y similares junto con el cemento y el vidrio El arte tra-
dicional de la ceraacutemica se describe en alfareriacutea Tambieacuten puede buscarse la historia del rakuacute
singular teacutecnica milenaria oriental
Histoacutericamente los productos ceraacutemicos han sido duros porosos y fraacutegiles El estudio de la ce-
raacutemica consiste en una gran extensioacuten de meacutetodos para mitigar estos problemas y acentuar las
potencialidades del material asiacute como ofrecer usos no tradicionales Esto tambieacuten se ha buscado
incorporaacutendolas a materiales compuestos como es el caso de los cermets que combinan mate-
riales metaacutelicos y ceraacutemicos
La mayoacutelica es una ceraacutemica con un acabado viacutetreo especial La terracota es la base de los traba-
jos de ceraacutemica y en este caso se le aplica un esmalte metaacutelico compuesto de siacutelice cenizas soacutedi-
cas calcinadas plomo y estantildeo
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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OBJETIVOS
Conocer los diferentes materiales de piso ceraacutemico y mayoacutelicas asiacute como sus componentes
principales
Adquirir conocimientos acerca del uso del piso ceraacutemico y los usos diversos en la construc-
cioacuten
Los pisos ceraacutemicos son muy importantes en cuanto a la ingenieriacutea civil ya que aporta y
ayuda mucho al momento de ejecutar proyectos puesto que le da un excelente y adecuado
acabado
Los pisos ceraacutemicos son compuestos o soluciones compuestas
Quiacutemicamente sus aacutetomos se unen mediante enlaces ioacutenicos y covalentes
Los pisos ceraacutemicos y mayoacutelicas son duros y fraacutegiles de alto punto de fusioacuten
Son malos conductores baja conductividad teacutermica y eleacutectrica
Pisos ceraacutemicos son de estabilidad quiacutemica y eleacutectrica
Son resistentes a la compresioacuten
Se recabo la informacioacuten del proceso de produccioacuten del piso ceraacutemico
De acuerdo a las investigaciones realizadas se encontraron diversos tipos yo variedad de
pisos ceraacutemicos
DESCRIPCIOacuteN DEL PRODUCTO
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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La ceraacutemica (palabra derivada del griego κεραμικός keramikos Sustancia Quemada) es el arte
de fabricar recipientes vasijas y otros objetos de barro loza y porcelana Tambieacuten es el nombre
de dichos objetos El teacutermino se aplica de una forma tan amplia que ha perdido buena parte de
su significado No soacutelo se aplica a las industrias de silicatos (grupo de minerales de mayor abun-
dancia pues constituyen maacutes del 95 de la corteza terrestre) sino tambieacuten a artiacuteculos y recu-
brimientos aglutinados por medio del calor con suficiente temperatura como para dar lugar al
sinterizado Este campo se estaacute ampliando nuevamente incluyendo en eacutel a cementos y esmaltes
sobre metal
Ceraacutemica La ceraacutemica es el material maacutes utilizado ya que se comercializa con diferentes acaba-
dos disentildeos y estilos Se compone de arcillas fundentes siacutelice productos colorantes y otros
materiales Es un material muy duro y resistente en funcioacuten del grosor Resiste muy bien los
productos de limpieza y los rayones ademaacutes son impermeables
iquestQUEacute SE ENTIENDE POR MATERIAL CERAacuteMICO Una definicioacuten amplia de materiales ceraacutemicos
diriacutea que son soacutelidos inorgaacutenicos no Metaacutelicos producidos mediante tratamiento teacutermico
Comparados con los metales y plaacutesticos son duros no combustibles y no oxidables Pueden utili-
zarse en ambientes con temperatura alta corrosivos y triboloacutegicos
En dichos ambientes muchas ceraacutemicas exhiben buenas propiedades electromagneacuteticas Oacutepticas
y mecaacutenicas Una caracteriacutestica fundamental del teacutermino material incluye que puedan fabricarse
en formas con dimensiones determinadas
CLASIFICACIOacuteN
El producto obtenido dependeraacute de la naturaleza de la arcilla empleada de la temperatura y de
las teacutecnicas de coccioacuten a las que ha sido sometido Asiacute tenemos
Los materiales ceraacutemicos son buenos aislantes y que ademaacutes tienen la propiedad de tener una
temperatura de fusioacuten y resistencia en compresioacuten elevadas Asiacute mismo su moacutedulo de Young
(pendiente hasta el liacutemite elaacutestico que se forma en un ensayo de traccioacuten) tambieacuten es muy ele-
vado (lo que llamamos fragilidad)
Todas estas propiedades hacen que los materiales ceraacutemicos sean imposibles de fundir y de
mecanizar por medios tradicionales (fresado torneado brochado etc) Por esta razoacuten en las
ceraacutemicas realizamos un tratamiento de sintetizacioacuten Este proceso por la naturaleza en la cual
se crea produce poros que pueden ser visibles a simple vista Un ensayo a traccioacuten por los po-
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ros y un elevado moacutedulo de Young (fragilidad elevada) y al tener un enlace ioacutenico covalente es
imposible de realizar
Existen materiales ceraacutemicos cuya tensioacuten mecaacutenica en un ensayo de compresioacuten puede llegar a
ser superior a la tensioacuten soportada por el acero La razoacuten viene dada por la compresioacuten de los
porosagujeros que se han creado en el material Al comprimir estos poros la fuerza por unidad
de seccioacuten es mayor que antes del colapso de los poros
Las propiedades de un material ceraacutemico dependen de la naturaleza de la arcilla empleada de la
temperatura y de las teacutecnicas de coccioacuten a las que ha sido sometido Asiacute tenemos
MATERIALES CERAacuteMICOS POROSOS
No han sufrido vitrificacioacuten es decir no se llega a fundir el cuarzo con la arena Su fractura (al
romperse) es terrosa siendo totalmente permeables a los gases liacutequidos y grasas Los maacutes im-
portantes
- Arcillas cocidas- De color rojizo debido al oacutexido de hierro de las arcillas que la componen La
temperatura de coccioacuten es de entre 700 a 1000 degC Si una vez cocida se recubre con oacutexido de
estantildeo (similar a esmalte blanco) se denomina loza estanniacutefera Se fabrican baldosas ladrillos
tejas jarrones cazuelas etc
- Loza italiana- Se fabrica con arcilla entre amarillenta y rojiza mezclada con arena pudiendo
recubrirse de barniz transparente La temperatura de coccioacuten variacutea entre 1050 a 1070 degC
- Loza inglesa- Fabricada de arcilla arenosa de la que se elimina mediante lavado el oacutexido de
hierro y se le antildeade silex (25-35) yeso feldespato (bajando el punto de fusioacuten de la mezcla) y
caoliacuten para mejorar la blancura de la pasta La coccioacuten se realiza en dos fases
1) Cocido entre 1200 y 1300 degC
2) Se extrae del horno y se cubre de esmalte El resultado es anaacutelogo a las porcelanas pero no es
impermeable
- Refractarios- Se trata de arcillas cocidas porosas en cuyo interior hay unas proporciones gran-
des de oacutexido de aluminio torio berilio y circonio La coccioacuten se efectuacutea entre los 1300 y los
1600 degC El enfriamiento se debe realizar lenta y progresivamente para no producir agrietamien-
tos ni tensiones internas Se obtienen productos que pueden resistir temperaturas de hasta
3000 degC Las aplicaciones maacutes usuales son
a) Ladrillos refractarios que deben soportar altas temperaturas en el interior de hornos
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b) Electro ceraacutemicas Con las que en la actualidad se estaacuten llevando a cabo investigaciones en
motores de automoacuteviles aviones generadores eleacutectricos etc con vistas a sustituir elementos
metaacutelicos por refractarios con los que se pueden obtener mayores temperaturas y mejor ren-
dimiento Una aplicacioacuten no muy lejana fue su uso por parte de la NASA para proteger la parte
delantera y lateral del Challenger en el aterrizaje
MATERIALES CERAacuteMICOS IMPERMEABLES Y SEMI IMPERMEABLES
Se los ha sometido a temperaturas bastante altas en las que se vitrifica completamente la arena
de cuarzo De esta manera se obtienen productos impermeables y maacutes duros Los maacutes destaca-
dos
- Gres ceraacutemico comuacuten-Se obtiene a partir de arcillas ordinarias sometidas a temperaturas de
unos 1300 degC Es muy empleado en pavimentos
- Gres ceraacutemico fino- Obtenido a partir de arcillas refractarias (conteniendo oacutexidos metaacutelicos) a
las que se le antildeade un fundente (feldespato) con objeto de rebajar el punto de fusioacuten Maacutes tarde
se introducen en un horno a unos 1300 degC Cuando estaacute a punto de finalizar la coccioacuten se im-
pregnan los objetos de sal marina La sal reacciona con la arcilla y forma una fina capa de sili-
coalunminato alcalino vitrificado que confiere al gres su vidriado caracteriacutestico
- Porcelana- Se obtiene a partir de una arcilla muy pura denominada caoliacuten a la que se le antildeade
fundente (feldespato) y un desengrasante (cuarzo o siacutelex) Son elementos muy duros soliendo
tener un espesor pequentildeo (de 2 a 4 mm) su color natural es blanco o translucido Para que el
producto se considere porcelana es necesario que sufra dos cocciones una a una temperatura
de entre 1000 y 1300 degC y otra a maacutes alta temperatura pudiendo llegar a los 1800 degC Teniendo
multitud de aplicaciones en el hogar (pilas de cocina vajillas etc) y en la industria (toberas de
reactores aislantes en transformadores etc) Seguacuten la temperatura se distinguen dos tipos
Porcelanas blandas Cocidas a unos 1000 degC se sacan se les aplica esmalte y se vuelven a intro-
ducir en el horno a una temperatura de 1250 degC o maacutes
Porcelanas duras Se cuecen a 1000ordm C a continuacioacuten se sacan se esmaltan y se reintroducen
en el horno a unos 1400 degC o maacutes Si se decoran se realiza esta operacioacuten y luego se vuelven a
introducir en el horno a unos 800 ordmC
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TIPOS DE MATERIALES CERAacuteMICOS
Una ceraacutemica material puede ser definida como cualquier material de oacutexido cristalino inorgaacuteni-
co Es soacutelido e inerte Los materiales ceraacutemicos son fraacutegiles duro resistente a la compresioacuten la
debilidad en la esquila y la tensioacuten Sean capaces de soportar la erosioacuten quiacutemica que se produce
en un ambiente aacutecido o sosa caacuteustica En muchos casos resistir la erosioacuten causada por el aacutecido y
la base se le aplica Ceraacutemica en general pueden soportar temperaturas muy altas tales como
temperaturas que oscilan entre los 1000 deg C y 1600 ordm C (1800 deg F a 3000 deg F) Las excepciones
son los materiales inorgaacutenicos que no tienen el oxiacutegeno como el carburo de silicio De vidrio por
definicioacuten no es una ceraacutemica ya que es un soacutelido amorfo (no cristalino) Sin embargo el vidrio
consta de varios pasos del proceso de la ceraacutemica y sus propiedades mecaacutenicas se comportan de
manera similar a los materiales ceraacutemicos Materias primas tradicionales de ceraacutemica incluyen
minerales de la arcilla como la caolinita los materiales maacutes recientes incluyen el oacutexido de alumi-
nio maacutes comuacutenmente conocido como aluacutemina Los modernos materiales de ceraacutemica que se
clasifican como ceraacutemicas avanzadas son de carburo de silicio y carburo de tungsteno Ambos
son valorados por su resistencia a la abrasioacuten y por lo tanto son uacutetiles en aplicaciones tales co-
mo las placas de desgaste de equipos de trituracioacuten en las operaciones mineras Ceraacutemicas
avanzadas tambieacuten se utilizan en la medicina la industria eleacutectrica y electroacutenica
CERAacuteMICA CRISTALINA- Materiales ceraacutemicos cristalinos no son susceptibles de una amplia
gama de procesamiento Meacutetodos para tratar con ellos tienden a caer en una de las dos catego-
riacuteas - supeditar la ceraacutemica en la forma deseada por la reaccioacuten in situ o por formar los polvos
en la forma deseada y luego de sinterizacioacuten para formar un cuerpo soacutelido de ceraacutemica que
forman las teacutecnicas incluyen la configuracioacuten de forma manual (a veces incluso un proceso de
rotacioacuten llamado lanzar) barbotina colaje en cinta (usado para hacer condensadores de ce-
raacutemica fina etc) de moldeo por inyeccioacuten prensado en seco y otras variaciones (Veacutease tam-
bieacuten Ceraacutemica teacutecnicas de formacioacuten Los detalles de estos procesos se describen en los dos li-
bros mencionados a continuacioacuten) Algunos meacutetodos utilizan un hiacutebrido entre los dos enfoques
NO CRISTALINA CERAacuteMICA- No cristalinas de ceraacutemica siendo las gafas tienden a formarse a
partir de fundidos El vidrio se forma cuando sea completamente fundido con una feacuterula o
cuando en un estado de caramelo-como la viscosidad por meacutetodos como la voladura de un
molde Si maacutes tarde el calor tratamientos causa este vaso para convertirse en parte cristalino el
material resultante se conoce como la ceraacutemica de vidrio
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PROPIEDADES DE LA CERAMICA
Propiedades mecaacutenicas-Los materiales ceraacutemicos son generalmente fraacutegiles o vidriosos
Casi siempre se fracturan ante esfuerzos de tensioacuten y presentan poca elasticidad
Propiedades teacutermicas- Esta propiedad se fundamenta en tres caracteriacutesticas de los mate-
riales ceraacutemicos elevado punto de fusioacuten bajo coeficiente de dilatacioacuten y baja conductivi-
dad teacutermica
Propiedades oacutepticas
Propiedades eleacutectricas-Los materiales ceraacutemicos tienen una propiedad de aislamiento eleacutec-
trico
Propiedades magneacuteticas
Propiedades quiacutemicas
PROPIEDADES MECAacuteNICAS
Los materiales ceraacutemicos son generalmente ioacutenicos o covalentes materiales en condiciones de
servidumbre y puede ser cristalina o amorfa Un material se mantienen unidos por uno u otro
tipo de bonos tienden a la fractura antes de que la deformacioacuten plaacutestica se lleva a cabo lo que se
traduce en pobres dureza de estos materiales Ademaacutes debido a que estos materiales tienden a
ser porosas los poros y otras imperfecciones microscoacutepicas actuacutean como concentradores de
esfuerzos la disminucioacuten de la resistencia maacutes allaacute y la reduccioacuten de la resistencia a la traccioacuten
Estos se combinan para dar fallos catastroacuteficos a diferencia de la que normalmente mucho maacutes
suaves modos de falla de los metales
Estos materiales se muestran deformacioacuten plaacutestica Sin embargo debido a la estructura riacutegida
de los materiales cristalinos no se dispone de muy pocos sistemas de deslizamiento de las dislo-
caciones para moverse por lo que se deforman muy lentamente Con el no-cristalinos (vidrio-
sos) los materiales viscoso flujo es la principal fuente de deformacioacuten plaacutestica y tambieacuten es
muy lento Por tanto es descuidado en muchas aplicaciones de los materiales ceraacutemicos
PROPIEDADES ELEacuteCTRICAS
Semiconductores- Hay una serie de ceraacutemicas que son semiconductores La mayoriacutea de estos
son los oacutexidos de metales de transicioacuten que son semiconductores II-VI como el oacutexido de zinc
Mientras se habla de hacer azul LED de oacutexido de zinc ceramistas estaacuten maacutes interesados en las
propiedades eleacutectricas que muestran los efectos del liacutemite de grano Ceraacutemica semiconductores
tambieacuten se emplean como sensores de gas Cuando varios gases son pasados por una ceraacutemica
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poli cristalina su resistencia eleacutectrica cambia Con ajuste a las mezclas de gas que sea posible
los dispositivos de muy bajo costo se pueden producir
Superconductividad- Bajo ciertas condiciones tales como temperaturas extremadamente bajas
algunas ceraacutemicas muestran superconductividad de alta temperatura La razoacuten exacta de esto
no se conoce pero hay dos grandes familias de la ceraacutemica superconductora
Ferro electricidad y Suacuteper series- Piezoelectricidad un viacutenculo entre la actividad eleacutectrica y
mecaacutenica es exhibida por un gran nuacutemero de materiales ceraacutemicos incluyendo el cuarzo utiliza-
do para medir el tiempo en los relojes y otros aparatos electroacutenicos
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LOS CERAacuteMICOS
Los materiales ceraacutemicos son compuestos quiacutemicos o soluciones complejas que contienen elemen-
tos metaacutelicos y no metaacutelicos Tienen amplias propiedades mecaacutenicas y fiacutesicas Debido a sus enlaces
ioacutenicos o covalentes los ceraacutemicos son duros fraacutegiles con un alto punto de fusioacuten baja conductivi-
dad eleacutectrica y teacutermica buena estabilidad quiacutemica resistencia a la compresioacuten
La composicioacuten quiacutemica de los ceraacutemicos generalmente es
Nitruro de silicio (Si3N4) utilizado como polvo abrasivo
Carburo de boro (B4C) usado en algunos helicoacutepteros y cubiertas de tanques
Carburo de silicio (SiC) empleado en hornos microondas en abrasivos y como material refrac-
tario
Diboruro de magnesio (MgB2) es un superconductor no convencional
Oacutexido de zinc (ZnO) un semiconductor
Ferrita (Fe3O4) es utilizado en nuacutecleos de transformadores magneacuteticos y en nuacutecleos de memo-
rias magneacuteticas
Oacutexido de uranio (UO2) empleado como combustible en reactores nucleares
Oacutexido de itrio bario y cobre (YBa2Cu3O7-x) superconductor de alta temperatura
talio-bario-calcio
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DEL ELECTRO PORCELANA
El electro porcelano es el maacutes importante de los materiales ceraacutemicos empleados en electrotecnia
Esta sustancia se obtiene mediante la mezcla de
1) El caoliacuten o tierra de porcelana que es un silicato de aluminio hidratado cuya composicioacuten co-
rresponde aproximadamente a la foacutermula
Al2O3 - 2SiO2 - 2H2O
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2) El cuarzo u oacutexido de silicio de foacutermula SiO2
3) El feldespato nombre geneacuterico de un grupo de minerales petrogeneacuteticos o formadores de ro-
cas Todos los feldespatos son silicatos anhidros de aluminio con potasio sodio y calcio El fel-
despato potaacutesico es el m s empleado en la fabricacioacuten de la porcelana y su foacutermula quiacutemica
aproximada es
K2O - Al2O3 - 6SiO2
Las proporciones de estas sustancias en la mezcla determinan las propiedades eleacutectricas mecaacutenicas y
teacutermicas de los productos obtenidos despueacutes de la coccioacuten
La mezcla de estos productos se realiza en proporciones que se establecen por diferentes meacutetodos
el maacutes comuacuten es el de diagrama de composicioacuten
COMPOSICIOacuteN QUIMICA DE ESTRUCTURA DE LOS CERAacuteMICOS CRISTALINOS
La composicioacuten de Estructura Perovskite
Se encuentra en varios ceraacutemicos eleacutectricos En este tipo de celdas estaacuten 3 tipos de iones que
son iones de bario iones de oxiacutegeno y iones de titanio La distorsioacuten de la celda unitaria produce
una sentildeal eleacutectrica lo que permite que ciertos titanitos sirvan como transductores Entonces
estaraacute compuesto por iones de
Bario (Ba)
Oxigeno (O)
Titanio (Ti)
La composicioacuten de Estructura del corindoacuten
Es similar a una estructura hexagonal compacta Algunos ceraacutemicos tienen esta estructura como
son
Cr2O3 y Fe2O3
La composicioacuten de Estructura de espinel
Tiene una celda unitaria cuacutebica en cada uno de sus cubos menores hay iones de oxiacutegeno hay 4
intersticiales octaeacutedricos y 8 sitios intersticiales tetraeacutedricos de los cuales los cationes ocupan 3
En los espineles inversos el ioacuten bivalente y la mitad de los iones trivalentes se localizan en los
sitios octaeacutedricos
La composicioacuten de estructura de los silicatos cristalinos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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En el siacutelice el enlace covalente requiere que los aacutetomos de silicio tengan junto 4 aacutetomos de oxiacute-
geno creando asiacute una estructura tetraeacutedrica esta es la unidad estructural fundamental del siacutelice
de las arcillas y de silicatos viacutetreos
Los compuestos de silicatos forman una serie de soluciones soacutelidas conocidas como olivinos y
orto silicatos
La composicioacuten de Estructuras laminares
Cuando la relacioacuten O resulta en la foacutermula
Si2O3
Los tetraedros se combinan para formar estructuras laminares en una formacioacuten ideal 3 aacuteto-
mos de oxiacutegeno formando un patroacuten hexagonal La caolinita que es una arcilla comuacuten estaacute com-
puesta por laacuteminas de silicato enlazadas ioacutenicamente a una hoja compuesta por ciertos grupos
las arcillas son componentes importantes de muchos ceraacutemicos
La composicioacuten de Siacutelice
Conforme incrementa la temperatura el siacutelice cambia de cuarzo alfa a cuarzo beta a tridimita
beta a cristobalita beta y a liacutequido la transformacioacuten de cuarzo alfa a beta crea un cambio de
dimensioacuten en el siacutelice acompantildeado por esfuerzos altos e incluso por agrietamiento
CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS Y QUIacuteMICAS DE LOS CERAacuteMICOS
Es necesario conocer las caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas de los materiales riacutegidos modulares
tanto para discriminar la calidad de unos productos respecto de otros como para poder deducir
su adecuacioacuten al uso en funcioacuten de las exigencias previstas o previsibles en el lugar de destino
Para todos los materiales riacutegidos modulares destinados a un recubrimiento debemos tomar en
consideracioacuten caracteriacutesticas relacionadas con
Las caracteriacutesticas asociadas a cada grupo deben disponer de meacutetodos de ensayo normalizados o
al menos reconocidos en reglamentos nacionales y ello no siempre es posible pues las normas
de producto soacutelo contemplan aquellas caracteriacutesticas seleccionadas por los fabricantes como
fundamentales para sus fines empresariales
Podemos citar como caracteriacutesticas especiales
La resistencia a la corrosioacuten en niebla salina (seguacuten ISO 9227)
El comportamiento en atmoacutesfera de SO2 (seguacuten UNE-EN ISO 6988)
La permeabilidad frente a la lluvia (medida seguacuten BS431 Apeacutendice A)
La conductividad eleacutectrica
La resistencia al crecimiento de moho
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Las tres primeras suelen considerarse en materiales destinados a revestimientos exteriores la
cuarta en solados y alicatados que precisen equipotencial dad eleacutectrica o un nivel de conducti-
vdad eleacutectrica que permita evacuar a tierra cargas electrostaacuteticas que pueden generar explosio-
nes o incendio
Normales teacutecnicas
Las normas Teacutecnicas establecen los niveles de calidad y seguridad y son un medio oacuteptimo para
facilitar la transparencia en el mercado y en elemento fundamental para competir
Por este motivo el CID del INDECOPI contribuye a la mejora de la Competitividad - Paiacutes ponien-
do a disposicioacuten de las empresas Pymes consultores estudiantes y ciudadaniacutea en general el
ldquoCATAacuteLOGO DE NORMAS TEacuteCNICAS PERUANAS SOBRE PRODUCTOS CERAacuteMICOS PARA EDIFICA-
CIOacuteNrdquo aprobadas por el Indecopi a traveacutes de la Comisioacuten de Normalizacioacuten y de Fiscalizacioacuten de
Barreras Comerciales No Arancelarias La presentacioacuten del cataacutelogo es amigable y de faacutecil ubica-
cioacuten estaacute clasificada por aacutereas temaacuteticas de acuerdo a la Clasificacioacuten Internacional de Normas y
dentro de estas en orden correlativo por coacutedigo de NTP con un resumen del contenido de la
misma
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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DESCRIPCION DE LAS MATERIAS PRIMAS
MATERIAS PRIMAS PARA LA CONSTRUCCIOacuteN DE CERAacuteMICAS En las ceraacutemicas tradicionales se utilizan materias primas de depoacutesitos naturales Arcillas feldespatos cuarzo estos son poco purificadas
La materia prima es
La arcilla
El agua
La siacutelice
El plomo
El estantildeo
Se forman muacuteltiples fases en la coccioacuten Para cada composicioacuten se dan muchas aplicaciones En las ceraacutemicas teacutecnicas materias primas son de pureza alta y presentan fase uacutenica cada composi-cioacuten tiene una aplicacioacuten especificada Una pasta ceraacutemica baacutesicamente contiene
La arcilla estaacute constituida por agregados de silicatos de aluminio hidratados siendo blanca cuando es pura Surge de la descomposicioacuten de rocas que contienen feldespato originada en un proceso natural que dura decenas de miles de antildeos La foacutermula quiacutemica es Al2O3 middot 2SiO2 middot H2O
Feldespato Carbonato de calcio (caliza)La caliza es una roca sedimentaria porosa de origen quiacutemico formada mineraloacutegicamente por carbonatos La foacutermula de la caliza es CaMg(CO3)2
Chamota (residuo obtenido en el horno)
Chamota de ladrillo
Rotura cruda
Clasificacioacuten de la Arcilla
Las arcillas pueden clasificarse de acuerdo al proceso
geoloacutegico que las originoacute y a la ubicacioacuten del yacimiento en el que se encuentran Se puede re-
conocer
Arcilla primaria Se utiliza esta denominacioacuten cuando el yacimiento donde se encuentra es el
mismo lugar en donde se originoacute El caoliacuten es la uacutenica arcilla primaria conocida
Granulometriacutea Dentro de la clasificacioacuten granulomeacutetrica de las partiacuteculas del suelo las arcillas
ocupan el siguiente lugar
Feldespato
El feldespato es el mineral maacutes comuacuten sobre la
corteza terrestre iexclde manera que es muy posible
que lo encuentres entre las rocas que coleccionas
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Se encuentra en cada uno de los tres tipos de rocas pero es maacutes comuacuten encontrarlo en las
rocas iacutegneas intrusivas como el granito en donde los cristales son blancos o rosados Hay
diferentes tipos de feldespato
Las caracteriacutesticas de los dos tipos maacutes comunes se dan a continuacioacuten Excepto por su color
estos dos tipos comunes de feldespato son difiacuteciles de diferenciar El color puede ser de gran
ayuda pero hay que tener en cuenta que el mismo mineral puede tener colores diferentes
La mejor manera de diferenciar estos dos es mediante la observacioacuten de la superficie de los
cristales y ver si tienen estriaciones delgadas paralelas El feldespato de plagioclasa tiene
estriaciones y el feldespato ortoclase no tiene
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LAS MATERIAS PRIMAS
Algunos ceraacutemicos como la porcelana productos arcillosos estructurales y algunos componentes
electroacutenicos contienen una fase cristalina Durante el tratamiento a elevadas Temperaturas de este
tipo de materiales soacutelidos ceraacutemicos tiene lugar un proceso llamado Vitrificacioacuten por medio del cual
la fase cristalina se licuacutea y rellena los poros del material Esta Fase cristalina liacutequida puede reaccionar
con alguno de los soacutelidos restantes del material refractario Bajo enfriamiento la fase liquida solidifi-
ca para formar una matriz viacutetrea que une las partiacuteculas que no han fundido
CERAacuteMICOS TRADICIONALES
Los ceraacutemicos tradicionales estaacuten constituidos por tres
tipos baacutesicos
Arcilla siacutelice (siacutelex) y feldespato La arcilla estaacute com-
puesta principalmente por silicatos de Al hidratados
(Al2O3 Si O2 H20) con pequentildeas cantidades de otros
oacutexidos como TiO2 Fe2O3 MgO CaO Na2O K2O
En esta imagen podemos percibir la forma-
cioacuten de un cuello durante la sinterizacioacuten de
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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dos partiacuteculas pequentildeas La difusioacuten atoacutemica tiene lugar en la superficie de contacto y alarga el aacuterea
de contacto para formar un cuello
En al siguiente imagen observamos como al porosidad da frente al tiempo de compactos de MgO
dopados con un 02 en peso del CaO y sinterizado en aire estatico a 1330 y 1430 oC noacutetese que
una mayor temperatura de sinterizado produce una disminucioacuten maacutes raacutepida de la porosidad y un
nivel de porosidad maacutes bajo
La siacutelice (Si O2) Tambieacuten llamada Siacutelex o Cuarzo El feldespato potaacutesico que tiene la composicioacuten
baacutesica K2O Al2O3 6SiO2 se funde a bajas temperaturas y se transforma en vidrio cuando la mezcla
ceraacutemica se somete a alta temperatura y une los componentes refractarios
TABLA 1
CERAacuteMICOS DE INGENIERIacuteA
En contraste con los ceraacutemicos tradicionales que se basan principalmente en la arcilla los ceraacutemicos
teacutecnicos o de ingenieriacutea estaacuten constituidos por compuestos puros o casi puros principalmente oacutexidos
carburos o nitruros
TABLA 2
Tipo de pasta Caoliacuten Arcilla Plaacutestica
Feldespato Siacutelex Otros
Porcelana Dura 40 10 25 25
Art Aislantes Eleacutectricos 27 14 26 33
Art Sanitarios Viacutetreos 30 20 34 18
Aislantes Eleacutectricos 23 25 34 18
Tejas Viacutetreas 26 30 32 12
Porcelana Fina Semiviacutetrea 23 30 25 21
Porcelana inglesa 25 hellip 15 22
2CaC O3
Loza para hoteles 31 10 22 35
Porcelana dental
5 hellip 95
Alguno de los ceraacutemicos de ingenieriacutea maacutes importantes contienen compuestos como
Porcentaje en pesos de los oacutexidos principales
Tipo Al2O2 Si O2 Fe2O3 TiO2 CaO MgO Na2O K2O H20 Peacuterd por ignicioacuten
Caoliacuten 374 455 168 13 0004 003 0011 0005 139
Arc Plaacutestica de ten
309 54 074 15 014 02 045 072 hellip 114
Arc Plaacutestica de Ky
32 517 09 152 021 019 038 089 hellip 123
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Aluacutemina (Al2O3)
Nitruro de Silicio (Si3N4)
Carburo de silicio (SiC)
Zirconita (ZrO2) A continuacioacuten se ofrece una breve descripcioacuten de algunos compuestos procesos y aplica-
ciones de varios materiales ceraacutemicos importantes en ingenieriacutea
Aluacutemina (Al2O3)La aluacutemina se desarrolloacute originalmente para tubos refractarios y crisoles dealta
pureza de utilizacioacuten a elevadas temperaturas pero ahora tiene aplicaciones mucho maacutes variadas
Un ejemplo claacutesico de la utilizacioacuten de la aluacutemina es en materiales aislantes de las bujiacuteas El oacutexido de
aluminio se dopa con oacutexido de Mg se prensa en friacuteo y se sinteriza La aluacutemina se emplea frecuente-
mente para aplicaciones eleacutectricas de buena calidad donde se precisan bajas peacuterdidas dieleacutectricas y
alta resistividad
Nitruro de silicio (Si3N4)Los materiales ceraacutemicos con base de nitruro tienen una combinacioacuten
muy uacutetil de propiedades mecaacutenicas ingenieriles como resistencia razonable resistencia al impacto y
propiedades refractarias El Si3N4se disocia significativamente a temperaturas por encima de los
800degC y por consiguiente no se puede sinterizar directamente Sin embargo a lo largo de los uacuteltimos
antildeos se han desarrollado otros meacutetodos de fabricacioacuten delSi3N4Se han desarrollado cuatro procesos
principales para el nitruro de silicio procesos por reaccioacuten de unioacuten (RBSN) procesos de compacta-
cioacuten en caliente de nitruro de silicio (HPSN) proceso de nitruro de silicio sinterizado (SSN) proceso
de nitruro de silicio de compactacioacuten isostaacutetica en caliente (HIP-SN) En el proceso por reaccioacuten de
unioacuten un polvo compacto de silicio se nitrura en una corriente de gas nitroacutegeno Este proceso produ-
ce un Si3N4 microporoso y con moderadaresistencia
Propiedades de algunos ceraacutemicos de nitruro de silicio (TABLA 3)
RSBN SSN SIALON HIP-SN
Densidad Mgm3
27 33 33 33
Moacutedulo de Yung GPa
200 300 300 300
Resistencia en RT MPa
300+ 900+ 800+ 900++
Kic Mpam12
2 6 65 55-65
Desgaste por fatiga de contacto
NA Bajo Moderado Extremadamente bajo
Constante Dieleacutectrica a 1010Hz
6-7 65 hellip 65-75
$pieza de forma neta
El menor Medio Medio El mayor
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RSBN= Nitruro de Silicio con enlace por reaccioacuten
SSN= Nitruro de silicio sinterizado
HIP-SN= Nitruro de silicio Comprimido en caliente isostaacuteticamente + Flexioacuten en cuatro puntos ++ Traccioacuten directa
Carburo de silicio (SiC)Los ceraacutemicos de altas prestaciones del tipo SiC tiene propiedades muy
importantes ya que su dureza es elevada son inertes quiacutemicamente tiene buena resistencia a la
abrasioacuten y a la oxidacioacuten a altas temperaturas Sin embargo el SiC es relativamente quebradizo
por su baja resistencia al impacto y es difiacutecil producir piezas ceraacutemicas densas de grano fino Para
hacer carburo de silicio sinterizado por reaccioacuten se infiltra un polvo compacto de SiC y carbono
(grafito) con silicio fundido que reacciona con el carbono para formar SiC uniendo los granos
originales de SiC El proceso no puede continuarse hasta que todos los poros que se encuentran
entre los granos originales se llenen ya que el silicio debe ser capaz de infiltrarse Asiacute el produc-
to final contiene entre un 8 y un 20 de Si libre El SiC se puede sinterizar usando polvo de SiC
alfa de calidad adecuada sin aplicacioacuten de presioacuten externa si se antildeaden ayudas al sinterizado
Para el sinterizado sin presioacuten del SiC se utilizan comuacutenmente compuestos de boro y aluminio
Zirconio (ZrO2)La zirconita pura es polimorfa y experimenta transformaciones desde una es-
tructura tetragonal a otra monocliacutenica sobre los 1170degC acompantildeada de una expansioacuten de vo-
lumen y posible ruptura Sin embargo combinando ZrO2 con otros oacutexidos refractarios tales co-
mo CaO MgO e Y2O3 la estructura cuacutebica se puede estabilizar a temperatura ambiente y se han
encontrado algunas aplicaciones donde se requiere alta resistencia a impactos
LOS VIDRIOS DE LOS CERAMICOS
Un vidrio es un material ceraacutemico que se fabrica a partir de materiales inorgaacutenicos a altas tem-
peraturas Sin embargo se distingue de otros ceraacutemicos en que sus constituyentes se calientan
hasta la fusioacuten y despueacutes se enfriacutean hasta un estado riacutegido sin cristalizacioacuten Una de sus caracte-
riacutesticas es que tiene una estructura cristalina o amorfa Las moleacuteculas de vidrio no estaacuten coloca-
das en un orden repetitivo de largo alcance como en el caso de un soacutelido cristalino
Composicioacuten de los vidrios El vidrio de siacutelice fundido presenta una alta transmisioacuten espectral y
no estaacute sujeto a dantildeos de radiacioacuten que origina coloracioacuten en otros vidrios Es por tanto el vidrio
ideal para la luna de los vehiacuteculos espaciales y de tuacuteneles aerodinaacutemicos y para sistemas oacutepticos
en dispositivos espectrofotomeacutetricos Sin embargo los vidrios de siacutelice son caros y difiacuteciles de
procesar
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CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS Y QUIacuteMICAS DE LAS MATERIAS PRIMAS
Las importantes aplicaciones industriales de este grupo de minerales radican en sus propiedades
fiacutesico-quiacutemicas Dichas propiedades derivan principalmente de
Su extremadamente pequentildeo tamantildeo de partiacutecula (inferior a 2 mm)
Su morfologiacutea laminar (filosilicatos)
Las sustituciones isomoacuterficas que dan lugar a la aparicioacuten de carga en las laacuteminas
Por otra parte la existencia de carga en las laacuteminas se compensa como ya se ha citado con la
entrada en el espacio interlaminar de cationes deacutebilmente ligados y con estado variable de hi-
dratacioacuten que pueden ser intercambiados faacutecilmente mediante la puesta en contacto de la arci-
lla con una solucioacuten saturada en otros cationes a esta propiedad se la conoce como capacidad
de intercambio catioacutenico y es tambieacuten la base de multitud de aplicaciones industriales
Superficie especiacutefica La superficie especiacutefica o aacuterea superficial de una arcilla se define como el
aacuterea de la superficie externa maacutes el aacuterea de la superficie interna (en el caso de que esta exista)
de las partiacuteculas constituyentes por unidad de masa expresada en m2g Las arcillas poseen una
elevada superficie especiacutefica muy importante para ciertos usos industriales en los que la inter-
accioacuten soacutelido-fluido depende directamente de esta propiedad
A continuacioacuten se muestran algunos ejemplos de superficies especiacuteficas de arcillas
Caolinita de elevada cristalinidad hasta 15 m2g
Caolinita de baja cristalinidad hasta 50 m2g
Halloisita hasta 60 m2g
Illita hasta 50 m2g
Montmorillonita 80-300 m2g
Sepiolita 100-240 m2g
Paligorskita 100-200 m2g
Capacidad de Intercambio catioacutenico Es una propiedad fundamental de las esmectitas Son ca-
paces de cambiar faacutecilmente los iones fijados en la superficie exterior de sus cristales en los
espacios interlaminares o en otros espacios interiores de las estructuras por otros existentes en
las soluciones acuosas envolventes
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Sustituciones isomoacuterficas dentro de la estructura
Enlaces insaturados en los bordes y superficies externas
Disociacioacuten de los grupos hidroxilos accesibles
A continuacioacuten se muestran algunos ejemplos de capacidad de intercambio catioacutenico (en
meq100g)
Caolinita 3-5
Halloisita 10-40
Illita 10-50
Clorita 10-50
Vermiculita 100-200
Montmorillonita 80-200
Sepiolita-paligorskita 20-35
Los materiales primas de los ceraacutemicos son Minerales compuestos y elementos quiacutemicos forma-
dos mediante procesos inorgaacutenicos
Las propiedades de los minerales se estudian bajo las correspondientes divisiones mineralogiacutea
quiacutemica mineralogiacutea y fiacutesica
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PROCESO DE PRODUCCION
PROCESADO DE MATERIALES CERAacuteMICOS
Las ceraacutemicas no cristalinas (vidriosas) suelen ser formadas de fundiciones El vidrio es formado
por cualquiera de los siguientes meacutetodos soplado prensado laminado estirado colado o flota-
do y galvanizado
Los materiales ceraacutemicos cristalinos no son susceptibles de un variado rango de procesado Los
meacutetodos empleados para su manejo tienden a fallar en una de dos categoriacuteas -hacer ceraacutemica
en la forma deseada pro reaccioacuten in situ o por formacioacuten de polvos en la forma deseada y lue-
go sinterizados para formar un cuerpo soacutelido Algunos meacutetodos usados son un hiacutebrido de los dos
meacutetodos mencionados
Manufactura in situ
El uso maacutes comuacuten de este meacutetodo es en la produccioacuten de cemento y concreto Aquiacute los abrasi-
vos deshidratados son mezclados con agua Esto da comienzo a las reacciones de la hidratacioacuten
las cuales resultan en cristales grandes interconectados formaacutendose alrededor de los agregados
Pasado un tiempo esto resulta en una ceraacutemica soacutelida
El mayor problema con este meacutetodo es que la mayoriacutea de las reacciones son tan raacutepidas que no
es posible hacer una buena mezcla lo que tiende a impedir la construccioacuten en gran escala Sin
embargo los sistemas a pequentildea escala pueden ser realizados mediante teacutecnicas de depoacutesito
en donde los diferentes materiales son introducidos sobre un sustrato donde se produce la
reaccioacuten y la ceraacutemica se forma sobre este sustrato
Conformado de los polvos
El objetivo principal del conformado es dar forma y consistencia a la masa de polvos que deacute lugar
a un aumento de la densidad y por lo tanto a una mejora de las propiedades mecaacutenicas Existen
dos formas de realizar el conformado mediante la aplicacioacuten de presioacuten y temperaturas eleva-
das Con la aplicacioacuten de presioacuten y temperatura el proceso es similar a si no aplicaacutesemos altas
temperaturas pero obtenemos productos maacutes densos y homogeacuteneos a la vez que ahorramos
materias primas
Prensado uniaxial (en caliente o en friacuteo) Consiste en la aplicacioacuten de presioacuten en una uacutenica
direccioacuten hasta conseguir la compactacioacuten de los polvos ceraacutemicos La pieza asiacute conformada
tendraacute la forma de la matriz y las superficies con las que se aplica la presioacuten
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Prensado isostaacutetico en caliente o en friacuteo Consiste en compactar los polvos encerraacutendolos
hermeacuteticamente en moldes elaacutesticos tiacutepicamente de goma laacutetex o PVC aplicaacutendoles pre-
sioacuten hidrostaacutetica mediante un fluido que puede ser agua o aceite El fundamento de este
proceso es el Principio de Pascal de este modo conseguimos compactar uniformemente y
en todas las direcciones el material
Slip Casting Se fundamenta en el moldeo por barbotina de la ceraacutemica tradicional median-
te el cual obtenemos piezas de espesores pequentildeos utilizando moldes porosos
Meacutetodos basados en la sinterizacioacuten
Los principios de los meacutetodos basados en la sinterizacioacuten son sencillos Una vez que la materia
prima es acondicionada para su procesamiento (hornada) es introducida en el horno con lo que
el proceso de difusioacuten compacta a la materia prima
Los poros se achican resultando un producto maacutes denso y fuerte El quemado se hace a una
temperatura por debajo del punto de derretimiento de la ceraacutemica Siempre queda alguna poro-
sidad pero la verdadera ventaja de este meacutetodo es que la hornada puede ser producida de cual-
quier modo imaginable e incluso puede ser sinterizado Esto lo hace una ruta muy versaacutetil
Existen miles de posibles refinamientos de este proceso Algunos de los maacutes comunes involucran
presionar la hornada para darle la densidad la quema reduce el tiempo de sinterizacioacuten necesa-
rio A veces se antildeaden elementos orgaacutenicos junto a la hornada que son disueltos durante la
quema
Algunas veces se agregan lubricantes orgaacutenicos durante el proceso para incrementar la densi-
dad No es raro combinarlos agregando materia orgaacutenica y lubricantes a una hornada y luego
presionar (La formulacioacuten de estos aditivos quiacutemico orgaacutenicos es un arte en siacute mismo) Esto es
particularmente importante en la manufactura de ceraacutemica de alto rendimiento tales como las
usadas para la electroacutenica en condensadores inductores sensores etc
Puede realizarse una mezcla de componentes en vez de usar un solo polvo y luego verterlo en el
molde deseado dejaacutendolo secar y luego sinterizarlo De hecho en la alfareriacutea tradicional es he-
cho de esta forma usando una mezcla plaacutestica que es trabajada con las manos
Si una mezcla de materiales diferentes componentes es utilizada en una ceraacutemica algunas veces
la temperatura de sinterizacioacuten es mayor a la temperatura de fundicioacuten de alguno de sus com-
ponentes (fase liacutequida de sinterizacioacuten) Esto genera un periacuteodo maacutes corto de sinterizacioacuten com-
parado con el estado soacutelido sinterizado
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DESCRIPCIOacuteN DEL PROCESO DE PRODUCCIOacuteN
LA FABRICACIOacuteN
PROCESO Una vez que las materias primas que se procesan una serie de medidas llevaraacute a cabo
para obtener el producto terminado Estos pasos incluyen la dosificacioacuten mezcla y molienda
secado por aspersioacuten formando secado esmaltado y coccioacuten Muchos de estos pasos se reali-
zan ahora con equipos automatizados
De procesamiento por lotes Un caso de muchos productos de ceraacutemica incluyendo mosaico de
la composicioacuten corporal se determina por la cantidad y el tipo de materias primas Las materias
primas tambieacuten determinan el color del cuerpo del azulejo que puede ser rojo o blanco depen-
diendo de la cantidad de hierro que contienen materias primas empleadas Por lo tanto es im-
portante mezclar las cantidades correctas en conjunto para lograr las propiedades deseadas
Caacutelculos por lotes por tanto necesario que debe tener en cuenta tanto las propiedades fiacutesicas y
composicioacuten quiacutemica de las materias primas Una vez que el peso adecuado de cada materia
prima se determina las materias primas deben ser mezclados
Mezcla y molienda Una vez que los ingredientes se pesan que se suman en un mezclador de
shell mezclador de cinta o un mezclador intensivo Un mezclador de shell se compone de dos
cilindros unidos en forma de V que gira a caer y mezclar el material Un mezclador de cinta utili-
za aspas helicoidales y un mezclador intensivo utiliza haraacute raacutepidamente renovables Este paso
maacutes muele los ingredientes dando como resultado un tamantildeo de partiacutecula maacutes fina que mejora
el proceso de formacioacuten posterior (ver paso 4 a continuacioacuten)
A veces es necesario agregar agua para aumentar la mezcla de un lote con varios ingredientes
asiacute como para lograr la molienda fina Este proceso se denomina molienda huacutemeda y con fre-
cuencia se realiza mediante un molino de bolas El resultado lleno de agua mezcla que se llama
una papilla o deslizamiento El agua se extrae de la suspensioacuten pulsando filtro (que elimina el
40-50 por ciento de la humedad) seguida de molienda en seco
De secado por aspersioacuten Si la molienda huacutemeda es utilizada por primera vez el exceso de agua
suele ser removido a traveacutes de secado por aspersioacuten Esto implica el bombeo de la lechada con
un atomizador que consiste en un disco que gira raacutepidamente o la boquilla Las gotas de la hoja
se secan a medida que se calientan con una columna de aire ascendente caliente formando pe-
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quentildeos graacutenulos de libre movimiento que dan como resultado un polvo susceptible de confor-
macioacuten
Cuerpos de baldosas tambieacuten se puede preparar por molienda en seco seguido de granulacioacuten
Granulacioacuten se utiliza una maacutequina en la cual se mezcla la mezcla de material previamente seco
molido con agua para formar las partiacuteculas en graacutenulos que a su vez formar un polvo listo para
su formacioacuten
La formacioacuten La mayoriacutea de baldosas estaacute formada por prensado en seco En este meacutetodo el
polvo de flujo libre que contiene aglutinante orgaacutenico o un bajo porcentaje de humedad se deri-
va de una tolva en la matriz de la formacioacuten El material se comprime en una cavidad de acero
por eacutembolos de acero y luego es expulsado por el eacutembolo de la parte inferior Prensas automati-
zadas se utilizan para presiones de trabajo de hasta 2500 toneladas
Varios otros meacutetodos tambieacuten se utilizan en el cuerpo del azulejo estaacute en huacutemedo la forma maacutes
moldeable Extrusioacuten ademaacutes de perforacioacuten se utiliza para producir baldosas de forma irregu-
lar y maacutes delgada de baldosas maacutes raacutepida y econoacutemica Esto implica la compactacioacuten de una
masa de plaacutestico en el cilindro de presioacuten alta y obligando a que el material fluya hacia fuera de
la botella en las babosas cortoacute Estas balas son entonces un puntildeetazo en una o maacutes fichas con
troquelado hidraacuteulico o neumaacutetico
RAM presionando a menudo se utiliza para la baldosa muy perfilada Con este meacutetodo las bal-
dosas excluidas por el cuerpo del azulejo se presionan entre dos mitades de un molde duro o
porosa montada en una prensa hidraacuteulica El formoacute parte se elimina por la primera aplicacioacuten de
vaciacuteo a la mitad superior del molde para liberar la parte de la mitad inferior seguido forzando el
aire a traveacutes de la parte de arriba para liberar la parte superior El exceso de material debe ser
removido de la pieza y acabado adicional puede ser necesario
Otro proceso conocido como cristal de presioacuten se ha desarrollado recientemente Este proceso
combina el cristal y dar forma a la vez pulsando el esmalte (en forma de polvo atomizado) direc-
tamente en la matriz llena con el polvo del cuerpo de baldosas Las ventajas incluyen la elimina-
cioacuten de liacuteneas de esmaltado asiacute como el material de desecho cristales (llamados lodos) que se
produce con el meacutetodo convencional
El secado baldosas de ceraacutemica por lo general debe ser secado (con una humedad relativa alta)
despueacutes de la formacioacuten sobre todo si un meacutetodo huacutemedo se utiliza Secado lo que puede lle-
var varios diacuteas se quita el agua a una velocidad lo suficientemente lenta como para evitar las
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grietas por contraccioacuten Los secadores continuos o tuacuteneles que se utilizan son calentados con
gas o aceite laacutemparas de infrarrojos o energiacutea de microondas Secado por infrarrojos es maacutes
adecuado para baldosas finas mientras secado por microondas que funciona mejor para maacutes
gruesa de baldosas Otro meacutetodo el secado impulso utiliza pulsos de aire caliente que fluye en
la direccioacuten transversal en vez de manera continua en la direccioacuten del flujo de materiales
Acristalamiento Para preparar el glaseado los mismos meacutetodos que para el cuerpo del azulejo
Despueacutes de una formulacioacuten de lotes se calcula las materias primas se pesan se mezclan y seco
o huacutemedo molido Los esmaltes molidos se aplican mediante uno de los meacutetodos disponibles
En el acristalamiento de centriacutefuga o arado de discos el esmalte se alimenta a traveacutes de un disco
giratorio que arroja o lanza el esmalte en el azulejo En el meacutetodo de la campana cascada una
corriente de barniz se cae en el azulejo al pasar sobre una cinta transportadora por debajo A
veces el esmalte es simplemente rociado en Para aplicaciones de esmalte muacuteltiples impresioacuten
en pantalla por debajo o entre las baldosas que se han mojado cristal se utiliza En este proce-
so esmalte es forzada a traveacutes de una pantalla por una rasqueta de goma u otro dispositivo
Acristalamiento en seco tambieacuten se estaacute utilizando Esto implica la aplicacioacuten de polvos fritas
trituradas (materiales de vidrio) y esmaltes granulada en una superficie de baldosas mojadas
acristalamiento Despueacutes de la coccioacuten las partiacuteculas de esmalte se funden entre siacute para produ-
cir una superficie como el granito
Disparo Despueacutes de cristal el azulejo se debe calentar intensamente para fortalecerlo y darle la
porosidad deseada Hay dos tipos de hornos o Despueacutes de la formacioacuten el archivo se seca poco
a poco (durante varios diacuteas) y con una humedad alta para evitar el agrietamiento y la contrac-
cioacuten A continuacioacuten el barniz se aplica a continuacioacuten el azulejo se cuece en un horno o estu-
fa Aunque algunos tipos de baldosas requiere un proceso de coccioacuten en dos etapas huacutemedo
molido baldosas se dispara una sola vez a una temperatura de 2000 grados Fahrenheit o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten el azulejo es empacado y enviado
Los hornos se utilizan para la coccioacuten de baldosas Azulejo de la pared o azulejo que es prepa-
rado por molienda en seco en lugar de molienda huacutemeda requiere generalmente un proceso de
dos pasos En este proceso el azulejo pasa a traveacutes de un disparo de baja temperatura llamada
sopa de fuego antes de acristalamiento Este paso elimina los volaacutetiles de la materia y la mayor
parte o la totalidad de la contraccioacuten El cuerpo y el esmalte luego se disparoacute en un proceso lla-
mado despido glost Tanto los procesos de coccioacuten tienen lugar en un tuacutenel o un horno conti-
nuo que consta de una caacutemara a traveacutes del cual poco a poco el software se trasladoacute en un
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transportador de rollos de refractarios estantes construidos con materiales que son resistentes a
temperaturas altas o en contenedores denominados gacetas Coccioacuten en un horno tuacutenel puede
tomar de dos a tres diacuteas con temperaturas alrededor de disparar 2372 grados Fahrenheit
(1300 grados Celsius)
Para el azulejo que soacutelo requiere un uacutenico disparo por lo general de baldosas que se prepara por
viacutea huacutemeda de rodillos para moler los hornos se utilizan generalmente Estos hornos se mueven
las mercanciacuteas de un transportador de rodillos y no necesitan muebles horno tales como blo-
ques o gacetas Los tiempos de encender en los hornos de rodillos pueden ser tan bajos como
60 minutos con temperaturas de coccioacuten alrededor de 2102 grados Fahrenheit (1150 grados
Celsius) o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten y las pruebas el azulejo estaacute listo para ser empaquetados y enviados
Subproductos Una variedad de contaminantes se generan durante las etapas de fabricacioacuten
diferentes estas emisiones deben ser controladas para cumplir con las normas de control de
aire Entre los contaminantes que produce en la fabricacioacuten de baldosas estaacuten compuestos de
fluacuteor y el plomo que se producen durante la coccioacuten y vidriado Los compuestos de plomo se
han reducido significativamente con el reciente desarrollo de esmaltes sin plomo o de bajo plo-
mo Las emisiones de fluacuteor pueden ser controladas con los depuradores los dispositivos de ae-
rosol que baacutesicamente los gases con agua para eliminar los contaminantes dantildeinos Tambieacuten
se puede controlar con procesos en seco como los filtros de tela recubierta con cal Esta cal
puede ser reciclada como materia prima para el azulejo en el futuro
La industria del azulejo es tambieacuten el desarrollo de procesos para reciclar las aguas residuales y
lodos generados durante el mecanizado automaacutetico vidrios y el secado por atomizacioacuten Ya
que algunas plantas de reciclaje el exceso de polvo generado durante el prensado en seco asiacute
como el rociacuteo producido durante el acristalamiento Residuos de barniz y teja rechazoacute tambieacuten
se devuelven al proceso de preparacioacuten del cuerpo para su reutilizacioacuten
Control de calidad La mayoriacutea de fabricantes de baldosas utilizan ahora el control estadiacutestico de
procesos (SPC) para cada paso del proceso de fabricacioacuten Muchos de ellos tambieacuten trabajan
estrechamente con sus proveedores de materia prima para asegurar que se cumplan las especi-
ficaciones antes de que el material se utilice Control estadiacutestico del proceso consiste en las car-
tas que se utilizan para controlar diversos paraacutemetros de procesamiento tales como el tamantildeo
de las partiacuteculas el tiempo de molienda la temperatura de secado y el tiempo presioacuten de com-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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pactacioacuten dimensiones despueacutes del prensado la densidad la temperatura de coccioacuten y el tiem-
po y similares Estas cartas identificar problemas con el equipo fuera de las condiciones de
especificacioacuten y ayudar a mejorar el rendimiento antes de que el producto final esteacute terminado
El producto final debe cumplir con ciertas especificaciones en relacioacuten con propiedades fiacutesicas y
quiacutemicas Estas propiedades estaacuten determinados por las pruebas estaacutendar establecido por la
Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM) Propiedades medidas incluyen resistencia
mecaacutenica resistencia de abrasioacuten resistencia quiacutemica absorcioacuten de agua su estabilidad dimen-
sional resistencia al hielo y el coeficiente de expansioacuten teacutermica lineal Maacutes recientemente el
antideslizante que se puede determinar midiendo el coeficiente de friccioacuten se ha convertido en
una preocupacioacuten Sin embargo no existe una norma se ha establecido todaviacutea porque otros
factores (tales como el disentildeo del suelo y el cuidado apropiados) puede hacer que los resultados
sin sentido
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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APLICACIOacuteN EN LA ETAPA DE CONSTRUCCION YO POST-CONSTRUCCION
Su uso inicial fue fundamentalmente la elaboracioacuten de recipientes empleados para contener
alimentos o bebidas Maacutes adelante se utilizoacute para modelar figurillas de posible caraacutecter simboacuteli-
co maacutegico religioso o funerario Tambieacuten se empleoacute como material de construccioacuten en forma
de ladrillo teja baldosa o azulejo conformando muros o revistiendo paramentos La teacutecnica del
vidriado le proporcionoacute gran atractivo se utilizoacute tambieacuten en escultura Actualmente tambieacuten se
emplea como aislante eleacutectrico y teacutermico en hornos motores y en blindaje
Ceraacutemicas se utilizan en la fabricacioacuten de cuchillos La hoja del cuchillo de ceraacutemica perma-
neceraacute fuerte por mucho maacutes tiempo que el de un cuchillo de acero a pesar de que es maacutes
fraacutegil que se abrocha por la caiacuteda sobre una superficie dura
Ceraacutemicas como aluacutemina y carburo de boro se han utilizado en baliacutestica chalecos blindados
para repeler gran calibre rifle de fuego Dichas placas se conocen comuacutenmente como de
armas pequentildeas inserciones de proteccioacuten (SAPI) Material similar se utiliza para proteger
las cabinas de algunos aviones militares debido a su bajo peso del material
Las bolas de ceraacutemica se puede utilizar para sustituir el acero en rodamientos de bolas Su
mayor dureza que significa que son mucho menos susceptibles al desgaste y puede ofrecer
maacutes de vida triple Tambieacuten se deforman menos en el sentido de carga que tienen menos
contacto con las paredes de retencioacuten del rodamiento y puede rodar maacutes raacutepido En las
aplicaciones de muy alta velocidad el calor de la friccioacuten durante la rodadura puede causar
problemas para los rodamientos de metal los problemas que se reducen por el uso de la ce-
raacutemica La ceraacutemica es tambieacuten maacutes resistente a los quiacutemicos y puede utilizarse en ambien-
tes huacutemedos donde los rodamientos de acero se oxidaban El mayor inconveniente de uti-
lizar la ceraacutemica es un costo mucho maacutes elevado En muchos casos sus propiedades de ais-
lamiento eleacutectrico tambieacuten puede ser valiosa para los rodamientos
En la deacutecada de 1980 Toyota investigoacute la produccioacuten de una adiabaacutetica motor de ceraacutemica
que pueden funcionar a una temperatura de maacutes de 6000 deg F (3300 deg C) Motores ceraacutemicos
no necesitan un sistema de enfriamiento y por lo tanto permiten una importante reduccioacuten
de peso y la eficiencia de combustible por lo tanto mayor La eficiencia del combustible del
motor es tambieacuten maacutes alta a alta temperatura como se muestra por Carnot teorema En un
motor metaacutelico convencional mucha de la energiacutea liberada por el combustible debe ser di-
sipada como calor residual con el fin de evitar un colapso de las partes metaacutelicas A pesar
de todas estas propiedades deseables tales motores no estaacuten en produccioacuten ya que la fa-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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bricacioacuten de piezas de ceraacutemica de la precisioacuten necesaria y la durabilidad es difiacutecil Imper-
fecciones en la ceraacutemica lleva a las grietas que puede conducir a fallas en los equipos po-
tencialmente peligrosos Estos motores son posibles en el laboratorio pero la produccioacuten
en masa no es factible con la tecnologiacutea actual
Se estaacute trabajando en el desarrollo de piezas ceraacutemicas para turbinas de gas motores En
la actualidad incluso las hojas hechas de avanzadas aleaciones de metales utilizados en la
seccioacuten de los motores calientes requieren temperaturas de refrigeracioacuten y cuidadosos que
limitan la de Motores turbina hizo con ceraacutemicas podiacutea operar maacutes eficientemente dando
aviones mayor alcance y payload por un importe conjunto de combustible
Recientemente se han producido avances en la ceraacutemica que incluyen bio-ceraacutemica tales
como los implantes dentales y huesos sinteacuteticos hidroxiapatita el componente mineral na-
tural del hueso se ha hecho de forma sinteacutetica a partir de una serie de fuentes bioloacutegicas y
quiacutemicas y se pueden transformar en materiales ceraacutemicos Implantes ortopeacutedicos a partir
de estos bonos de materiales faacutecilmente a los tejidos oacuteseos y otras partes del cuerpo sin re-
chazo o reacciones inflamatorias Debido a esto son de gran intereacutes para la entrega de ge-
nes y la ingenieriacutea de tejidos andamios La mayoriacutea de la ceraacutemica de hidroxiapatita son
muy porosas y la falta de resistencia mecaacutenica y se utilizan para dispositivos ortopeacutedicos ca-
pa de metal para ayudar en la formacioacuten de un enlace con el hueso o como relleno oacuteseo
Tambieacuten se utilizan como relleno de tornillos ortopeacutedicos de plaacutestico para ayudar a reducir
la inflamacioacuten y aumentar la absorcioacuten de estos materiales de plaacutestico Se estaacute trabajando
para hacer fuerte y bien densa nano cristalina de materiales ceraacutemicos de hidroxiapatita pa-
ra dispositivos ortopeacutedicos que soportan peso en sustitucioacuten de metales y materiales plaacutes-
ticos extranjeros ortopeacutedico con un material sinteacutetico pero de origen natural mineral de los
huesos En uacuteltima instancia estos materiales ceraacutemicos se pueden utilizar como sustitutos
de hueso o con la incorporacioacuten de la proteiacutena colaacutegeno huesos sinteacuteticos
Ceraacutemica de alta tecnologiacutea se utiliza en relojeriacutea para la produccioacuten de cajas de relojes El
material se valora por los relojeros por su ligereza resistencia al rayado resistencia y tacto
suave CBI es una de las marcas que ha iniciado el uso de la ceraacutemica en la relojeriacutea El caso
de la CBI edicioacuten 2007 de Top Gun de la Vigilancia de la Pilot cronoacutegrafo doble se hace a
mano en ceraacutemica de alta tecnologiacutea negro
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Revestimiento con ceraacutemico Las ceraacutemicas se
comercializan clasificadas con un nuacutemero de
tono cuando compre las cajas verifique una por
una para evitar contratiempos a la hora de su
colocacioacuten
Para lograr el equilibrio de coloracioacuten es aconse-
jable mezclar las piezas antes de su colocacioacuten
En este sentido vaya sacando una ceraacutemica de cada caja y coloacutequelas en este orden ya que
siempre existe una pequentildea variacioacuten de matiz de una caja a otra pero que no se notaraacute cuando
se hallen instaladas En cuanto a los sistemas de colocacioacuten existen dos alternativas el sistema
mortero tradicional (praacutecticamente en desuso) y el sistema de capa fina El primero requiere
sumergir la ceraacutemica en agua limpia durante unos minutos como paso previo a su colocacioacuten Si
opta por este meacutetodo recuerde que la ceraacutemica no debe introducirse en el agua con su envase
de cartoacuten ya que podriacutea mancharse como consecuencia de la accioacuten de la tinta del envoltorio o
de la oxidacioacuten de los ganchos de cierre En este sistema es imprescindible tambieacuten mojar los
revoques de los muros y las carpetas de los pisos
Si emplea el segundo sistema que se trabaja sobre la base de un adhesivo cementicio no seraacute
necesario mojar la ceraacutemica ni los revoques No obstante independientemente del meacutetodo de
colocacioacuten utilizado usted deberaacute verificar que las ceraacutemicas esteacuten libres de polvo antes de su
instalacioacuten
En el piso no soacutelo deberaacute tener en cuenta la junta entre una ceraacutemica y otra sino tambieacuten una
separacioacuten perimetral que para superficies pequentildeas debe llegar a los 15 miliacutemetros
Las juntas entre ceraacutemicas deben sellarse con cemento Portland mezclado con arena marmolina
o cuarzo molido Si quiere dar color a la junta recuerde que no es conveniente utilizar colorantes
hidrosolubles como oacutexido de hierro o negro de humo porque pueden manchar la ceraacutemica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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EMPRESAS NACIONALES QUE PRODUCEN DICHOS PRODUCTOS
Las Compantildeiacutea Ceraacutemica o empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y pisos ceraacutemicos han tenido
como objetivo de mejorar la calidad de informacioacuten minimizar esfuerzos y recursos reducir costos y
brindar un mejor servicio al cliente que quiere adquirir estos productos para ello tenemos algunas
empresas nacionales descritos en esta investigacioacuten
COMPANtildeIacuteA DE CERAacuteMICA SA CELIMA
Es empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y
pisos ceraacutemicos desde 1982Ceraacutemica Lima SA
ldquoCelimardquo es una empresa cimentada en la tradicioacuten
milenaria de las culturas Nazca Moche y Chaviacuten para
el dominio de la ceraacutemica cuenta con personal alta-
mente calificado y tecnologiacutea de punta que le ha permitido ingresar a los mercados maacutes exigentes
del mundo tales como la Comunidad Econoacutemica Europea Estados Unidos Canadaacute Australia Centro
Ameacuterica y Sud-Ameacuterica Actualmente CELIMA tiene una capacidad de produccioacuten mensual de
1rsquo100000 m2 entre azulejos y pisos ceraacutemicos
CERAacuteMICA SAN LORENZO ndash PERUacute inicia la
construccioacuten de su planta en mayo de 1999
con los maacutes altos estaacutendares de seguridad
ambiental y tecnologiacutea italiana de vanguardia
Con una inversioacuten inicial de 17 millones de
doacutelares iniciaacutendose con una produccioacuten mensual de 200000 m2 de revestimiento ceraacutemico
para pisos
Antildeo y medio despueacutes amplia su capacidad productiva eacutesta se incrementa a 440000 m2 al
mes innovando en la produccioacuten del Revestimiento Ceraacutemico de Pared permitiendo asiacute
abastecer la demanda insatisfecha de los revestimientos de Pared que no disponiacutea ante-
riormente con una inversioacuten aproximada de 10 millones de doacutelares
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Luego con el objetivo de desarrollar un mercado de exportacioacuten a Estados Unidos donde el gru-
po ha iniciado operaciones a traveacutes de Ceraacutemica San Lorenzo INC (USA) se invierte en una
nueva liacutenea de esmaltado otorgaacutendole asiacute flexibilidad a la produccioacuten siendo eacutesta una alternativa
de disminucioacuten de tiempo en el cambio de producto y se suma a ella la reduccioacuten de ciclos de
proceso de coccioacuten aumentando asiacute la velocidad de la produccioacuten llegando a producir 620000
m2 mensuales
Tambieacuten dentro de los proyectos importantes tenemos el montaje y puesta en marcha de la
planta de productos de tercer fuego los cuales complementan nuestra liacutenea actual de revesti-
mientos Liacutenea de alto perfil desarrollar una serie de piezas especiales como son zoacutecalos liacutestelos
en sus distintas medidas insertos tacos etc
Debido al sostenido aumento de las ventas y con el fin de obtener el liderazgo en el mercado del
ceraacutemico actualmente Ceraacutemica San Lorenzo a incrementado su capacidad de produccioacuten con
una inversioacuten de 12 millones de doacutelares en una ampliacioacuten de planta de 420000 m2 de ceraacutemi-
cos mensuales bajo el concepto de ldquoalta productividadrdquo considerando en el proceso de produc-
cioacuten la molienda de arcillas por viacutea seca ahorrando asiacute gas natural y energiacutea eleacutectrica
Hoy Ceraacutemica San Lorenzo logra ofrecer una amplia gama de productos ceraacutemicos de alta cali-
dad con una produccioacuten superior al milloacuten de metros cuadrados
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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CONCLUSIONES
Se logro obtener la mayor y suficiente informacioacuten acerca del tema pisos ceraacutemicos y mayoacute-
licas
Se logro obtener conocimiento del tema a presentar en este trabajo ldquopisos ceraacutemicos y ma-
yoacutelicasrdquo ya que este tema en discusioacuten es de mucha importancia para nuestra carrera profe-
sional
Se logro obtener la informacioacuten suficiente del tema en investigacioacuten estructurado en los
siguientes apartados descripcioacuten del producto descripcioacuten de las materias primas proceso
de produccioacuten aplicacioacuten en la etapa de construccioacuten yo post-construccioacuten empresas na-
cionales que producen
Los ceraacutemicos son muy importante y aportan al desarrollo y a la comodidad de la humani-
dad asiacute como para la ingenieriacutea es muy importante ya que aporta a los acabados en cons-
trucciones
Por el presente trabajo de investigacioacuten se adquirioacute nuevos conocimientos en cuanto al ma-
terial llamado pisos ceraacutemicos y mayoacutelicas
Aprendimos cuales son los materias primas para la fabricacioacuten de las ceraacutemicas
Aprendimos las aplicaciones en la construccioacuten y en la post construccioacuten
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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RECOMENDACIONES
Se recomienda el uso adecuado y mesurado de la informacioacuten en investigacioacuten
Es maacutes factible hacer trabajos de investigacioacuten de materiales ya conocidos y comunes que
se usan en el proceso de construccioacuten y post construccioacuten
Los integrantes del grupo deben trabajar adecuadamente y con seriedad para que no se
produzca mayor y aprender a trabajar en equipo
Este trabajo fue realizado con mucho esmero y dedicacioacuten ya que el tema en investigacioacuten
es muy importante para nuestra carrera profesional
Observar y realizar un resumen de la informacioacuten recabada de acuerdo al tema en investi-
gacioacuten asiacute como recabar nueva y reciente informacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten tomar maacutes implicancia y verificar los avances de los
trabajos de investigacioacuten y detallar las dificultades de cada grupo asiacute como los errores y asiacute
realizar un mejor u buen trabajo de investigacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten organizar de mejor manera a los alumnos para una
buena y mejor elaboracioacuten de los trabajos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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BIBLIOGRAFIA
Castaldo Paris Lluis- Necesidad e importancia de la ceraacutemica como manifestacioacuten humana
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Introduccioacuten a la ciencia e ingenieriacutea de los materiales WD Callister
Materiales Estructura propiedades y aplicaciones Saja Saez ndash Rodriacuteguez Perez ndash Rodriacuteguez
Mendez
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ANEXOS
Pisos ceraacutemicos en viviendas
Pisos ceraacutemicos en sshh
Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
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Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
Pisos ceraacutemicos en Inst Puacuteblicos
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OBJETIVOS
Conocer los diferentes materiales de piso ceraacutemico y mayoacutelicas asiacute como sus componentes
principales
Adquirir conocimientos acerca del uso del piso ceraacutemico y los usos diversos en la construc-
cioacuten
Los pisos ceraacutemicos son muy importantes en cuanto a la ingenieriacutea civil ya que aporta y
ayuda mucho al momento de ejecutar proyectos puesto que le da un excelente y adecuado
acabado
Los pisos ceraacutemicos son compuestos o soluciones compuestas
Quiacutemicamente sus aacutetomos se unen mediante enlaces ioacutenicos y covalentes
Los pisos ceraacutemicos y mayoacutelicas son duros y fraacutegiles de alto punto de fusioacuten
Son malos conductores baja conductividad teacutermica y eleacutectrica
Pisos ceraacutemicos son de estabilidad quiacutemica y eleacutectrica
Son resistentes a la compresioacuten
Se recabo la informacioacuten del proceso de produccioacuten del piso ceraacutemico
De acuerdo a las investigaciones realizadas se encontraron diversos tipos yo variedad de
pisos ceraacutemicos
DESCRIPCIOacuteN DEL PRODUCTO
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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La ceraacutemica (palabra derivada del griego κεραμικός keramikos Sustancia Quemada) es el arte
de fabricar recipientes vasijas y otros objetos de barro loza y porcelana Tambieacuten es el nombre
de dichos objetos El teacutermino se aplica de una forma tan amplia que ha perdido buena parte de
su significado No soacutelo se aplica a las industrias de silicatos (grupo de minerales de mayor abun-
dancia pues constituyen maacutes del 95 de la corteza terrestre) sino tambieacuten a artiacuteculos y recu-
brimientos aglutinados por medio del calor con suficiente temperatura como para dar lugar al
sinterizado Este campo se estaacute ampliando nuevamente incluyendo en eacutel a cementos y esmaltes
sobre metal
Ceraacutemica La ceraacutemica es el material maacutes utilizado ya que se comercializa con diferentes acaba-
dos disentildeos y estilos Se compone de arcillas fundentes siacutelice productos colorantes y otros
materiales Es un material muy duro y resistente en funcioacuten del grosor Resiste muy bien los
productos de limpieza y los rayones ademaacutes son impermeables
iquestQUEacute SE ENTIENDE POR MATERIAL CERAacuteMICO Una definicioacuten amplia de materiales ceraacutemicos
diriacutea que son soacutelidos inorgaacutenicos no Metaacutelicos producidos mediante tratamiento teacutermico
Comparados con los metales y plaacutesticos son duros no combustibles y no oxidables Pueden utili-
zarse en ambientes con temperatura alta corrosivos y triboloacutegicos
En dichos ambientes muchas ceraacutemicas exhiben buenas propiedades electromagneacuteticas Oacutepticas
y mecaacutenicas Una caracteriacutestica fundamental del teacutermino material incluye que puedan fabricarse
en formas con dimensiones determinadas
CLASIFICACIOacuteN
El producto obtenido dependeraacute de la naturaleza de la arcilla empleada de la temperatura y de
las teacutecnicas de coccioacuten a las que ha sido sometido Asiacute tenemos
Los materiales ceraacutemicos son buenos aislantes y que ademaacutes tienen la propiedad de tener una
temperatura de fusioacuten y resistencia en compresioacuten elevadas Asiacute mismo su moacutedulo de Young
(pendiente hasta el liacutemite elaacutestico que se forma en un ensayo de traccioacuten) tambieacuten es muy ele-
vado (lo que llamamos fragilidad)
Todas estas propiedades hacen que los materiales ceraacutemicos sean imposibles de fundir y de
mecanizar por medios tradicionales (fresado torneado brochado etc) Por esta razoacuten en las
ceraacutemicas realizamos un tratamiento de sintetizacioacuten Este proceso por la naturaleza en la cual
se crea produce poros que pueden ser visibles a simple vista Un ensayo a traccioacuten por los po-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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ros y un elevado moacutedulo de Young (fragilidad elevada) y al tener un enlace ioacutenico covalente es
imposible de realizar
Existen materiales ceraacutemicos cuya tensioacuten mecaacutenica en un ensayo de compresioacuten puede llegar a
ser superior a la tensioacuten soportada por el acero La razoacuten viene dada por la compresioacuten de los
porosagujeros que se han creado en el material Al comprimir estos poros la fuerza por unidad
de seccioacuten es mayor que antes del colapso de los poros
Las propiedades de un material ceraacutemico dependen de la naturaleza de la arcilla empleada de la
temperatura y de las teacutecnicas de coccioacuten a las que ha sido sometido Asiacute tenemos
MATERIALES CERAacuteMICOS POROSOS
No han sufrido vitrificacioacuten es decir no se llega a fundir el cuarzo con la arena Su fractura (al
romperse) es terrosa siendo totalmente permeables a los gases liacutequidos y grasas Los maacutes im-
portantes
- Arcillas cocidas- De color rojizo debido al oacutexido de hierro de las arcillas que la componen La
temperatura de coccioacuten es de entre 700 a 1000 degC Si una vez cocida se recubre con oacutexido de
estantildeo (similar a esmalte blanco) se denomina loza estanniacutefera Se fabrican baldosas ladrillos
tejas jarrones cazuelas etc
- Loza italiana- Se fabrica con arcilla entre amarillenta y rojiza mezclada con arena pudiendo
recubrirse de barniz transparente La temperatura de coccioacuten variacutea entre 1050 a 1070 degC
- Loza inglesa- Fabricada de arcilla arenosa de la que se elimina mediante lavado el oacutexido de
hierro y se le antildeade silex (25-35) yeso feldespato (bajando el punto de fusioacuten de la mezcla) y
caoliacuten para mejorar la blancura de la pasta La coccioacuten se realiza en dos fases
1) Cocido entre 1200 y 1300 degC
2) Se extrae del horno y se cubre de esmalte El resultado es anaacutelogo a las porcelanas pero no es
impermeable
- Refractarios- Se trata de arcillas cocidas porosas en cuyo interior hay unas proporciones gran-
des de oacutexido de aluminio torio berilio y circonio La coccioacuten se efectuacutea entre los 1300 y los
1600 degC El enfriamiento se debe realizar lenta y progresivamente para no producir agrietamien-
tos ni tensiones internas Se obtienen productos que pueden resistir temperaturas de hasta
3000 degC Las aplicaciones maacutes usuales son
a) Ladrillos refractarios que deben soportar altas temperaturas en el interior de hornos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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b) Electro ceraacutemicas Con las que en la actualidad se estaacuten llevando a cabo investigaciones en
motores de automoacuteviles aviones generadores eleacutectricos etc con vistas a sustituir elementos
metaacutelicos por refractarios con los que se pueden obtener mayores temperaturas y mejor ren-
dimiento Una aplicacioacuten no muy lejana fue su uso por parte de la NASA para proteger la parte
delantera y lateral del Challenger en el aterrizaje
MATERIALES CERAacuteMICOS IMPERMEABLES Y SEMI IMPERMEABLES
Se los ha sometido a temperaturas bastante altas en las que se vitrifica completamente la arena
de cuarzo De esta manera se obtienen productos impermeables y maacutes duros Los maacutes destaca-
dos
- Gres ceraacutemico comuacuten-Se obtiene a partir de arcillas ordinarias sometidas a temperaturas de
unos 1300 degC Es muy empleado en pavimentos
- Gres ceraacutemico fino- Obtenido a partir de arcillas refractarias (conteniendo oacutexidos metaacutelicos) a
las que se le antildeade un fundente (feldespato) con objeto de rebajar el punto de fusioacuten Maacutes tarde
se introducen en un horno a unos 1300 degC Cuando estaacute a punto de finalizar la coccioacuten se im-
pregnan los objetos de sal marina La sal reacciona con la arcilla y forma una fina capa de sili-
coalunminato alcalino vitrificado que confiere al gres su vidriado caracteriacutestico
- Porcelana- Se obtiene a partir de una arcilla muy pura denominada caoliacuten a la que se le antildeade
fundente (feldespato) y un desengrasante (cuarzo o siacutelex) Son elementos muy duros soliendo
tener un espesor pequentildeo (de 2 a 4 mm) su color natural es blanco o translucido Para que el
producto se considere porcelana es necesario que sufra dos cocciones una a una temperatura
de entre 1000 y 1300 degC y otra a maacutes alta temperatura pudiendo llegar a los 1800 degC Teniendo
multitud de aplicaciones en el hogar (pilas de cocina vajillas etc) y en la industria (toberas de
reactores aislantes en transformadores etc) Seguacuten la temperatura se distinguen dos tipos
Porcelanas blandas Cocidas a unos 1000 degC se sacan se les aplica esmalte y se vuelven a intro-
ducir en el horno a una temperatura de 1250 degC o maacutes
Porcelanas duras Se cuecen a 1000ordm C a continuacioacuten se sacan se esmaltan y se reintroducen
en el horno a unos 1400 degC o maacutes Si se decoran se realiza esta operacioacuten y luego se vuelven a
introducir en el horno a unos 800 ordmC
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TIPOS DE MATERIALES CERAacuteMICOS
Una ceraacutemica material puede ser definida como cualquier material de oacutexido cristalino inorgaacuteni-
co Es soacutelido e inerte Los materiales ceraacutemicos son fraacutegiles duro resistente a la compresioacuten la
debilidad en la esquila y la tensioacuten Sean capaces de soportar la erosioacuten quiacutemica que se produce
en un ambiente aacutecido o sosa caacuteustica En muchos casos resistir la erosioacuten causada por el aacutecido y
la base se le aplica Ceraacutemica en general pueden soportar temperaturas muy altas tales como
temperaturas que oscilan entre los 1000 deg C y 1600 ordm C (1800 deg F a 3000 deg F) Las excepciones
son los materiales inorgaacutenicos que no tienen el oxiacutegeno como el carburo de silicio De vidrio por
definicioacuten no es una ceraacutemica ya que es un soacutelido amorfo (no cristalino) Sin embargo el vidrio
consta de varios pasos del proceso de la ceraacutemica y sus propiedades mecaacutenicas se comportan de
manera similar a los materiales ceraacutemicos Materias primas tradicionales de ceraacutemica incluyen
minerales de la arcilla como la caolinita los materiales maacutes recientes incluyen el oacutexido de alumi-
nio maacutes comuacutenmente conocido como aluacutemina Los modernos materiales de ceraacutemica que se
clasifican como ceraacutemicas avanzadas son de carburo de silicio y carburo de tungsteno Ambos
son valorados por su resistencia a la abrasioacuten y por lo tanto son uacutetiles en aplicaciones tales co-
mo las placas de desgaste de equipos de trituracioacuten en las operaciones mineras Ceraacutemicas
avanzadas tambieacuten se utilizan en la medicina la industria eleacutectrica y electroacutenica
CERAacuteMICA CRISTALINA- Materiales ceraacutemicos cristalinos no son susceptibles de una amplia
gama de procesamiento Meacutetodos para tratar con ellos tienden a caer en una de las dos catego-
riacuteas - supeditar la ceraacutemica en la forma deseada por la reaccioacuten in situ o por formar los polvos
en la forma deseada y luego de sinterizacioacuten para formar un cuerpo soacutelido de ceraacutemica que
forman las teacutecnicas incluyen la configuracioacuten de forma manual (a veces incluso un proceso de
rotacioacuten llamado lanzar) barbotina colaje en cinta (usado para hacer condensadores de ce-
raacutemica fina etc) de moldeo por inyeccioacuten prensado en seco y otras variaciones (Veacutease tam-
bieacuten Ceraacutemica teacutecnicas de formacioacuten Los detalles de estos procesos se describen en los dos li-
bros mencionados a continuacioacuten) Algunos meacutetodos utilizan un hiacutebrido entre los dos enfoques
NO CRISTALINA CERAacuteMICA- No cristalinas de ceraacutemica siendo las gafas tienden a formarse a
partir de fundidos El vidrio se forma cuando sea completamente fundido con una feacuterula o
cuando en un estado de caramelo-como la viscosidad por meacutetodos como la voladura de un
molde Si maacutes tarde el calor tratamientos causa este vaso para convertirse en parte cristalino el
material resultante se conoce como la ceraacutemica de vidrio
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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PROPIEDADES DE LA CERAMICA
Propiedades mecaacutenicas-Los materiales ceraacutemicos son generalmente fraacutegiles o vidriosos
Casi siempre se fracturan ante esfuerzos de tensioacuten y presentan poca elasticidad
Propiedades teacutermicas- Esta propiedad se fundamenta en tres caracteriacutesticas de los mate-
riales ceraacutemicos elevado punto de fusioacuten bajo coeficiente de dilatacioacuten y baja conductivi-
dad teacutermica
Propiedades oacutepticas
Propiedades eleacutectricas-Los materiales ceraacutemicos tienen una propiedad de aislamiento eleacutec-
trico
Propiedades magneacuteticas
Propiedades quiacutemicas
PROPIEDADES MECAacuteNICAS
Los materiales ceraacutemicos son generalmente ioacutenicos o covalentes materiales en condiciones de
servidumbre y puede ser cristalina o amorfa Un material se mantienen unidos por uno u otro
tipo de bonos tienden a la fractura antes de que la deformacioacuten plaacutestica se lleva a cabo lo que se
traduce en pobres dureza de estos materiales Ademaacutes debido a que estos materiales tienden a
ser porosas los poros y otras imperfecciones microscoacutepicas actuacutean como concentradores de
esfuerzos la disminucioacuten de la resistencia maacutes allaacute y la reduccioacuten de la resistencia a la traccioacuten
Estos se combinan para dar fallos catastroacuteficos a diferencia de la que normalmente mucho maacutes
suaves modos de falla de los metales
Estos materiales se muestran deformacioacuten plaacutestica Sin embargo debido a la estructura riacutegida
de los materiales cristalinos no se dispone de muy pocos sistemas de deslizamiento de las dislo-
caciones para moverse por lo que se deforman muy lentamente Con el no-cristalinos (vidrio-
sos) los materiales viscoso flujo es la principal fuente de deformacioacuten plaacutestica y tambieacuten es
muy lento Por tanto es descuidado en muchas aplicaciones de los materiales ceraacutemicos
PROPIEDADES ELEacuteCTRICAS
Semiconductores- Hay una serie de ceraacutemicas que son semiconductores La mayoriacutea de estos
son los oacutexidos de metales de transicioacuten que son semiconductores II-VI como el oacutexido de zinc
Mientras se habla de hacer azul LED de oacutexido de zinc ceramistas estaacuten maacutes interesados en las
propiedades eleacutectricas que muestran los efectos del liacutemite de grano Ceraacutemica semiconductores
tambieacuten se emplean como sensores de gas Cuando varios gases son pasados por una ceraacutemica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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poli cristalina su resistencia eleacutectrica cambia Con ajuste a las mezclas de gas que sea posible
los dispositivos de muy bajo costo se pueden producir
Superconductividad- Bajo ciertas condiciones tales como temperaturas extremadamente bajas
algunas ceraacutemicas muestran superconductividad de alta temperatura La razoacuten exacta de esto
no se conoce pero hay dos grandes familias de la ceraacutemica superconductora
Ferro electricidad y Suacuteper series- Piezoelectricidad un viacutenculo entre la actividad eleacutectrica y
mecaacutenica es exhibida por un gran nuacutemero de materiales ceraacutemicos incluyendo el cuarzo utiliza-
do para medir el tiempo en los relojes y otros aparatos electroacutenicos
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LOS CERAacuteMICOS
Los materiales ceraacutemicos son compuestos quiacutemicos o soluciones complejas que contienen elemen-
tos metaacutelicos y no metaacutelicos Tienen amplias propiedades mecaacutenicas y fiacutesicas Debido a sus enlaces
ioacutenicos o covalentes los ceraacutemicos son duros fraacutegiles con un alto punto de fusioacuten baja conductivi-
dad eleacutectrica y teacutermica buena estabilidad quiacutemica resistencia a la compresioacuten
La composicioacuten quiacutemica de los ceraacutemicos generalmente es
Nitruro de silicio (Si3N4) utilizado como polvo abrasivo
Carburo de boro (B4C) usado en algunos helicoacutepteros y cubiertas de tanques
Carburo de silicio (SiC) empleado en hornos microondas en abrasivos y como material refrac-
tario
Diboruro de magnesio (MgB2) es un superconductor no convencional
Oacutexido de zinc (ZnO) un semiconductor
Ferrita (Fe3O4) es utilizado en nuacutecleos de transformadores magneacuteticos y en nuacutecleos de memo-
rias magneacuteticas
Oacutexido de uranio (UO2) empleado como combustible en reactores nucleares
Oacutexido de itrio bario y cobre (YBa2Cu3O7-x) superconductor de alta temperatura
talio-bario-calcio
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DEL ELECTRO PORCELANA
El electro porcelano es el maacutes importante de los materiales ceraacutemicos empleados en electrotecnia
Esta sustancia se obtiene mediante la mezcla de
1) El caoliacuten o tierra de porcelana que es un silicato de aluminio hidratado cuya composicioacuten co-
rresponde aproximadamente a la foacutermula
Al2O3 - 2SiO2 - 2H2O
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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2) El cuarzo u oacutexido de silicio de foacutermula SiO2
3) El feldespato nombre geneacuterico de un grupo de minerales petrogeneacuteticos o formadores de ro-
cas Todos los feldespatos son silicatos anhidros de aluminio con potasio sodio y calcio El fel-
despato potaacutesico es el m s empleado en la fabricacioacuten de la porcelana y su foacutermula quiacutemica
aproximada es
K2O - Al2O3 - 6SiO2
Las proporciones de estas sustancias en la mezcla determinan las propiedades eleacutectricas mecaacutenicas y
teacutermicas de los productos obtenidos despueacutes de la coccioacuten
La mezcla de estos productos se realiza en proporciones que se establecen por diferentes meacutetodos
el maacutes comuacuten es el de diagrama de composicioacuten
COMPOSICIOacuteN QUIMICA DE ESTRUCTURA DE LOS CERAacuteMICOS CRISTALINOS
La composicioacuten de Estructura Perovskite
Se encuentra en varios ceraacutemicos eleacutectricos En este tipo de celdas estaacuten 3 tipos de iones que
son iones de bario iones de oxiacutegeno y iones de titanio La distorsioacuten de la celda unitaria produce
una sentildeal eleacutectrica lo que permite que ciertos titanitos sirvan como transductores Entonces
estaraacute compuesto por iones de
Bario (Ba)
Oxigeno (O)
Titanio (Ti)
La composicioacuten de Estructura del corindoacuten
Es similar a una estructura hexagonal compacta Algunos ceraacutemicos tienen esta estructura como
son
Cr2O3 y Fe2O3
La composicioacuten de Estructura de espinel
Tiene una celda unitaria cuacutebica en cada uno de sus cubos menores hay iones de oxiacutegeno hay 4
intersticiales octaeacutedricos y 8 sitios intersticiales tetraeacutedricos de los cuales los cationes ocupan 3
En los espineles inversos el ioacuten bivalente y la mitad de los iones trivalentes se localizan en los
sitios octaeacutedricos
La composicioacuten de estructura de los silicatos cristalinos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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En el siacutelice el enlace covalente requiere que los aacutetomos de silicio tengan junto 4 aacutetomos de oxiacute-
geno creando asiacute una estructura tetraeacutedrica esta es la unidad estructural fundamental del siacutelice
de las arcillas y de silicatos viacutetreos
Los compuestos de silicatos forman una serie de soluciones soacutelidas conocidas como olivinos y
orto silicatos
La composicioacuten de Estructuras laminares
Cuando la relacioacuten O resulta en la foacutermula
Si2O3
Los tetraedros se combinan para formar estructuras laminares en una formacioacuten ideal 3 aacuteto-
mos de oxiacutegeno formando un patroacuten hexagonal La caolinita que es una arcilla comuacuten estaacute com-
puesta por laacuteminas de silicato enlazadas ioacutenicamente a una hoja compuesta por ciertos grupos
las arcillas son componentes importantes de muchos ceraacutemicos
La composicioacuten de Siacutelice
Conforme incrementa la temperatura el siacutelice cambia de cuarzo alfa a cuarzo beta a tridimita
beta a cristobalita beta y a liacutequido la transformacioacuten de cuarzo alfa a beta crea un cambio de
dimensioacuten en el siacutelice acompantildeado por esfuerzos altos e incluso por agrietamiento
CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS Y QUIacuteMICAS DE LOS CERAacuteMICOS
Es necesario conocer las caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas de los materiales riacutegidos modulares
tanto para discriminar la calidad de unos productos respecto de otros como para poder deducir
su adecuacioacuten al uso en funcioacuten de las exigencias previstas o previsibles en el lugar de destino
Para todos los materiales riacutegidos modulares destinados a un recubrimiento debemos tomar en
consideracioacuten caracteriacutesticas relacionadas con
Las caracteriacutesticas asociadas a cada grupo deben disponer de meacutetodos de ensayo normalizados o
al menos reconocidos en reglamentos nacionales y ello no siempre es posible pues las normas
de producto soacutelo contemplan aquellas caracteriacutesticas seleccionadas por los fabricantes como
fundamentales para sus fines empresariales
Podemos citar como caracteriacutesticas especiales
La resistencia a la corrosioacuten en niebla salina (seguacuten ISO 9227)
El comportamiento en atmoacutesfera de SO2 (seguacuten UNE-EN ISO 6988)
La permeabilidad frente a la lluvia (medida seguacuten BS431 Apeacutendice A)
La conductividad eleacutectrica
La resistencia al crecimiento de moho
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Las tres primeras suelen considerarse en materiales destinados a revestimientos exteriores la
cuarta en solados y alicatados que precisen equipotencial dad eleacutectrica o un nivel de conducti-
vdad eleacutectrica que permita evacuar a tierra cargas electrostaacuteticas que pueden generar explosio-
nes o incendio
Normales teacutecnicas
Las normas Teacutecnicas establecen los niveles de calidad y seguridad y son un medio oacuteptimo para
facilitar la transparencia en el mercado y en elemento fundamental para competir
Por este motivo el CID del INDECOPI contribuye a la mejora de la Competitividad - Paiacutes ponien-
do a disposicioacuten de las empresas Pymes consultores estudiantes y ciudadaniacutea en general el
ldquoCATAacuteLOGO DE NORMAS TEacuteCNICAS PERUANAS SOBRE PRODUCTOS CERAacuteMICOS PARA EDIFICA-
CIOacuteNrdquo aprobadas por el Indecopi a traveacutes de la Comisioacuten de Normalizacioacuten y de Fiscalizacioacuten de
Barreras Comerciales No Arancelarias La presentacioacuten del cataacutelogo es amigable y de faacutecil ubica-
cioacuten estaacute clasificada por aacutereas temaacuteticas de acuerdo a la Clasificacioacuten Internacional de Normas y
dentro de estas en orden correlativo por coacutedigo de NTP con un resumen del contenido de la
misma
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DESCRIPCION DE LAS MATERIAS PRIMAS
MATERIAS PRIMAS PARA LA CONSTRUCCIOacuteN DE CERAacuteMICAS En las ceraacutemicas tradicionales se utilizan materias primas de depoacutesitos naturales Arcillas feldespatos cuarzo estos son poco purificadas
La materia prima es
La arcilla
El agua
La siacutelice
El plomo
El estantildeo
Se forman muacuteltiples fases en la coccioacuten Para cada composicioacuten se dan muchas aplicaciones En las ceraacutemicas teacutecnicas materias primas son de pureza alta y presentan fase uacutenica cada composi-cioacuten tiene una aplicacioacuten especificada Una pasta ceraacutemica baacutesicamente contiene
La arcilla estaacute constituida por agregados de silicatos de aluminio hidratados siendo blanca cuando es pura Surge de la descomposicioacuten de rocas que contienen feldespato originada en un proceso natural que dura decenas de miles de antildeos La foacutermula quiacutemica es Al2O3 middot 2SiO2 middot H2O
Feldespato Carbonato de calcio (caliza)La caliza es una roca sedimentaria porosa de origen quiacutemico formada mineraloacutegicamente por carbonatos La foacutermula de la caliza es CaMg(CO3)2
Chamota (residuo obtenido en el horno)
Chamota de ladrillo
Rotura cruda
Clasificacioacuten de la Arcilla
Las arcillas pueden clasificarse de acuerdo al proceso
geoloacutegico que las originoacute y a la ubicacioacuten del yacimiento en el que se encuentran Se puede re-
conocer
Arcilla primaria Se utiliza esta denominacioacuten cuando el yacimiento donde se encuentra es el
mismo lugar en donde se originoacute El caoliacuten es la uacutenica arcilla primaria conocida
Granulometriacutea Dentro de la clasificacioacuten granulomeacutetrica de las partiacuteculas del suelo las arcillas
ocupan el siguiente lugar
Feldespato
El feldespato es el mineral maacutes comuacuten sobre la
corteza terrestre iexclde manera que es muy posible
que lo encuentres entre las rocas que coleccionas
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Se encuentra en cada uno de los tres tipos de rocas pero es maacutes comuacuten encontrarlo en las
rocas iacutegneas intrusivas como el granito en donde los cristales son blancos o rosados Hay
diferentes tipos de feldespato
Las caracteriacutesticas de los dos tipos maacutes comunes se dan a continuacioacuten Excepto por su color
estos dos tipos comunes de feldespato son difiacuteciles de diferenciar El color puede ser de gran
ayuda pero hay que tener en cuenta que el mismo mineral puede tener colores diferentes
La mejor manera de diferenciar estos dos es mediante la observacioacuten de la superficie de los
cristales y ver si tienen estriaciones delgadas paralelas El feldespato de plagioclasa tiene
estriaciones y el feldespato ortoclase no tiene
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LAS MATERIAS PRIMAS
Algunos ceraacutemicos como la porcelana productos arcillosos estructurales y algunos componentes
electroacutenicos contienen una fase cristalina Durante el tratamiento a elevadas Temperaturas de este
tipo de materiales soacutelidos ceraacutemicos tiene lugar un proceso llamado Vitrificacioacuten por medio del cual
la fase cristalina se licuacutea y rellena los poros del material Esta Fase cristalina liacutequida puede reaccionar
con alguno de los soacutelidos restantes del material refractario Bajo enfriamiento la fase liquida solidifi-
ca para formar una matriz viacutetrea que une las partiacuteculas que no han fundido
CERAacuteMICOS TRADICIONALES
Los ceraacutemicos tradicionales estaacuten constituidos por tres
tipos baacutesicos
Arcilla siacutelice (siacutelex) y feldespato La arcilla estaacute com-
puesta principalmente por silicatos de Al hidratados
(Al2O3 Si O2 H20) con pequentildeas cantidades de otros
oacutexidos como TiO2 Fe2O3 MgO CaO Na2O K2O
En esta imagen podemos percibir la forma-
cioacuten de un cuello durante la sinterizacioacuten de
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dos partiacuteculas pequentildeas La difusioacuten atoacutemica tiene lugar en la superficie de contacto y alarga el aacuterea
de contacto para formar un cuello
En al siguiente imagen observamos como al porosidad da frente al tiempo de compactos de MgO
dopados con un 02 en peso del CaO y sinterizado en aire estatico a 1330 y 1430 oC noacutetese que
una mayor temperatura de sinterizado produce una disminucioacuten maacutes raacutepida de la porosidad y un
nivel de porosidad maacutes bajo
La siacutelice (Si O2) Tambieacuten llamada Siacutelex o Cuarzo El feldespato potaacutesico que tiene la composicioacuten
baacutesica K2O Al2O3 6SiO2 se funde a bajas temperaturas y se transforma en vidrio cuando la mezcla
ceraacutemica se somete a alta temperatura y une los componentes refractarios
TABLA 1
CERAacuteMICOS DE INGENIERIacuteA
En contraste con los ceraacutemicos tradicionales que se basan principalmente en la arcilla los ceraacutemicos
teacutecnicos o de ingenieriacutea estaacuten constituidos por compuestos puros o casi puros principalmente oacutexidos
carburos o nitruros
TABLA 2
Tipo de pasta Caoliacuten Arcilla Plaacutestica
Feldespato Siacutelex Otros
Porcelana Dura 40 10 25 25
Art Aislantes Eleacutectricos 27 14 26 33
Art Sanitarios Viacutetreos 30 20 34 18
Aislantes Eleacutectricos 23 25 34 18
Tejas Viacutetreas 26 30 32 12
Porcelana Fina Semiviacutetrea 23 30 25 21
Porcelana inglesa 25 hellip 15 22
2CaC O3
Loza para hoteles 31 10 22 35
Porcelana dental
5 hellip 95
Alguno de los ceraacutemicos de ingenieriacutea maacutes importantes contienen compuestos como
Porcentaje en pesos de los oacutexidos principales
Tipo Al2O2 Si O2 Fe2O3 TiO2 CaO MgO Na2O K2O H20 Peacuterd por ignicioacuten
Caoliacuten 374 455 168 13 0004 003 0011 0005 139
Arc Plaacutestica de ten
309 54 074 15 014 02 045 072 hellip 114
Arc Plaacutestica de Ky
32 517 09 152 021 019 038 089 hellip 123
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Aluacutemina (Al2O3)
Nitruro de Silicio (Si3N4)
Carburo de silicio (SiC)
Zirconita (ZrO2) A continuacioacuten se ofrece una breve descripcioacuten de algunos compuestos procesos y aplica-
ciones de varios materiales ceraacutemicos importantes en ingenieriacutea
Aluacutemina (Al2O3)La aluacutemina se desarrolloacute originalmente para tubos refractarios y crisoles dealta
pureza de utilizacioacuten a elevadas temperaturas pero ahora tiene aplicaciones mucho maacutes variadas
Un ejemplo claacutesico de la utilizacioacuten de la aluacutemina es en materiales aislantes de las bujiacuteas El oacutexido de
aluminio se dopa con oacutexido de Mg se prensa en friacuteo y se sinteriza La aluacutemina se emplea frecuente-
mente para aplicaciones eleacutectricas de buena calidad donde se precisan bajas peacuterdidas dieleacutectricas y
alta resistividad
Nitruro de silicio (Si3N4)Los materiales ceraacutemicos con base de nitruro tienen una combinacioacuten
muy uacutetil de propiedades mecaacutenicas ingenieriles como resistencia razonable resistencia al impacto y
propiedades refractarias El Si3N4se disocia significativamente a temperaturas por encima de los
800degC y por consiguiente no se puede sinterizar directamente Sin embargo a lo largo de los uacuteltimos
antildeos se han desarrollado otros meacutetodos de fabricacioacuten delSi3N4Se han desarrollado cuatro procesos
principales para el nitruro de silicio procesos por reaccioacuten de unioacuten (RBSN) procesos de compacta-
cioacuten en caliente de nitruro de silicio (HPSN) proceso de nitruro de silicio sinterizado (SSN) proceso
de nitruro de silicio de compactacioacuten isostaacutetica en caliente (HIP-SN) En el proceso por reaccioacuten de
unioacuten un polvo compacto de silicio se nitrura en una corriente de gas nitroacutegeno Este proceso produ-
ce un Si3N4 microporoso y con moderadaresistencia
Propiedades de algunos ceraacutemicos de nitruro de silicio (TABLA 3)
RSBN SSN SIALON HIP-SN
Densidad Mgm3
27 33 33 33
Moacutedulo de Yung GPa
200 300 300 300
Resistencia en RT MPa
300+ 900+ 800+ 900++
Kic Mpam12
2 6 65 55-65
Desgaste por fatiga de contacto
NA Bajo Moderado Extremadamente bajo
Constante Dieleacutectrica a 1010Hz
6-7 65 hellip 65-75
$pieza de forma neta
El menor Medio Medio El mayor
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RSBN= Nitruro de Silicio con enlace por reaccioacuten
SSN= Nitruro de silicio sinterizado
HIP-SN= Nitruro de silicio Comprimido en caliente isostaacuteticamente + Flexioacuten en cuatro puntos ++ Traccioacuten directa
Carburo de silicio (SiC)Los ceraacutemicos de altas prestaciones del tipo SiC tiene propiedades muy
importantes ya que su dureza es elevada son inertes quiacutemicamente tiene buena resistencia a la
abrasioacuten y a la oxidacioacuten a altas temperaturas Sin embargo el SiC es relativamente quebradizo
por su baja resistencia al impacto y es difiacutecil producir piezas ceraacutemicas densas de grano fino Para
hacer carburo de silicio sinterizado por reaccioacuten se infiltra un polvo compacto de SiC y carbono
(grafito) con silicio fundido que reacciona con el carbono para formar SiC uniendo los granos
originales de SiC El proceso no puede continuarse hasta que todos los poros que se encuentran
entre los granos originales se llenen ya que el silicio debe ser capaz de infiltrarse Asiacute el produc-
to final contiene entre un 8 y un 20 de Si libre El SiC se puede sinterizar usando polvo de SiC
alfa de calidad adecuada sin aplicacioacuten de presioacuten externa si se antildeaden ayudas al sinterizado
Para el sinterizado sin presioacuten del SiC se utilizan comuacutenmente compuestos de boro y aluminio
Zirconio (ZrO2)La zirconita pura es polimorfa y experimenta transformaciones desde una es-
tructura tetragonal a otra monocliacutenica sobre los 1170degC acompantildeada de una expansioacuten de vo-
lumen y posible ruptura Sin embargo combinando ZrO2 con otros oacutexidos refractarios tales co-
mo CaO MgO e Y2O3 la estructura cuacutebica se puede estabilizar a temperatura ambiente y se han
encontrado algunas aplicaciones donde se requiere alta resistencia a impactos
LOS VIDRIOS DE LOS CERAMICOS
Un vidrio es un material ceraacutemico que se fabrica a partir de materiales inorgaacutenicos a altas tem-
peraturas Sin embargo se distingue de otros ceraacutemicos en que sus constituyentes se calientan
hasta la fusioacuten y despueacutes se enfriacutean hasta un estado riacutegido sin cristalizacioacuten Una de sus caracte-
riacutesticas es que tiene una estructura cristalina o amorfa Las moleacuteculas de vidrio no estaacuten coloca-
das en un orden repetitivo de largo alcance como en el caso de un soacutelido cristalino
Composicioacuten de los vidrios El vidrio de siacutelice fundido presenta una alta transmisioacuten espectral y
no estaacute sujeto a dantildeos de radiacioacuten que origina coloracioacuten en otros vidrios Es por tanto el vidrio
ideal para la luna de los vehiacuteculos espaciales y de tuacuteneles aerodinaacutemicos y para sistemas oacutepticos
en dispositivos espectrofotomeacutetricos Sin embargo los vidrios de siacutelice son caros y difiacuteciles de
procesar
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CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS Y QUIacuteMICAS DE LAS MATERIAS PRIMAS
Las importantes aplicaciones industriales de este grupo de minerales radican en sus propiedades
fiacutesico-quiacutemicas Dichas propiedades derivan principalmente de
Su extremadamente pequentildeo tamantildeo de partiacutecula (inferior a 2 mm)
Su morfologiacutea laminar (filosilicatos)
Las sustituciones isomoacuterficas que dan lugar a la aparicioacuten de carga en las laacuteminas
Por otra parte la existencia de carga en las laacuteminas se compensa como ya se ha citado con la
entrada en el espacio interlaminar de cationes deacutebilmente ligados y con estado variable de hi-
dratacioacuten que pueden ser intercambiados faacutecilmente mediante la puesta en contacto de la arci-
lla con una solucioacuten saturada en otros cationes a esta propiedad se la conoce como capacidad
de intercambio catioacutenico y es tambieacuten la base de multitud de aplicaciones industriales
Superficie especiacutefica La superficie especiacutefica o aacuterea superficial de una arcilla se define como el
aacuterea de la superficie externa maacutes el aacuterea de la superficie interna (en el caso de que esta exista)
de las partiacuteculas constituyentes por unidad de masa expresada en m2g Las arcillas poseen una
elevada superficie especiacutefica muy importante para ciertos usos industriales en los que la inter-
accioacuten soacutelido-fluido depende directamente de esta propiedad
A continuacioacuten se muestran algunos ejemplos de superficies especiacuteficas de arcillas
Caolinita de elevada cristalinidad hasta 15 m2g
Caolinita de baja cristalinidad hasta 50 m2g
Halloisita hasta 60 m2g
Illita hasta 50 m2g
Montmorillonita 80-300 m2g
Sepiolita 100-240 m2g
Paligorskita 100-200 m2g
Capacidad de Intercambio catioacutenico Es una propiedad fundamental de las esmectitas Son ca-
paces de cambiar faacutecilmente los iones fijados en la superficie exterior de sus cristales en los
espacios interlaminares o en otros espacios interiores de las estructuras por otros existentes en
las soluciones acuosas envolventes
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Sustituciones isomoacuterficas dentro de la estructura
Enlaces insaturados en los bordes y superficies externas
Disociacioacuten de los grupos hidroxilos accesibles
A continuacioacuten se muestran algunos ejemplos de capacidad de intercambio catioacutenico (en
meq100g)
Caolinita 3-5
Halloisita 10-40
Illita 10-50
Clorita 10-50
Vermiculita 100-200
Montmorillonita 80-200
Sepiolita-paligorskita 20-35
Los materiales primas de los ceraacutemicos son Minerales compuestos y elementos quiacutemicos forma-
dos mediante procesos inorgaacutenicos
Las propiedades de los minerales se estudian bajo las correspondientes divisiones mineralogiacutea
quiacutemica mineralogiacutea y fiacutesica
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PROCESO DE PRODUCCION
PROCESADO DE MATERIALES CERAacuteMICOS
Las ceraacutemicas no cristalinas (vidriosas) suelen ser formadas de fundiciones El vidrio es formado
por cualquiera de los siguientes meacutetodos soplado prensado laminado estirado colado o flota-
do y galvanizado
Los materiales ceraacutemicos cristalinos no son susceptibles de un variado rango de procesado Los
meacutetodos empleados para su manejo tienden a fallar en una de dos categoriacuteas -hacer ceraacutemica
en la forma deseada pro reaccioacuten in situ o por formacioacuten de polvos en la forma deseada y lue-
go sinterizados para formar un cuerpo soacutelido Algunos meacutetodos usados son un hiacutebrido de los dos
meacutetodos mencionados
Manufactura in situ
El uso maacutes comuacuten de este meacutetodo es en la produccioacuten de cemento y concreto Aquiacute los abrasi-
vos deshidratados son mezclados con agua Esto da comienzo a las reacciones de la hidratacioacuten
las cuales resultan en cristales grandes interconectados formaacutendose alrededor de los agregados
Pasado un tiempo esto resulta en una ceraacutemica soacutelida
El mayor problema con este meacutetodo es que la mayoriacutea de las reacciones son tan raacutepidas que no
es posible hacer una buena mezcla lo que tiende a impedir la construccioacuten en gran escala Sin
embargo los sistemas a pequentildea escala pueden ser realizados mediante teacutecnicas de depoacutesito
en donde los diferentes materiales son introducidos sobre un sustrato donde se produce la
reaccioacuten y la ceraacutemica se forma sobre este sustrato
Conformado de los polvos
El objetivo principal del conformado es dar forma y consistencia a la masa de polvos que deacute lugar
a un aumento de la densidad y por lo tanto a una mejora de las propiedades mecaacutenicas Existen
dos formas de realizar el conformado mediante la aplicacioacuten de presioacuten y temperaturas eleva-
das Con la aplicacioacuten de presioacuten y temperatura el proceso es similar a si no aplicaacutesemos altas
temperaturas pero obtenemos productos maacutes densos y homogeacuteneos a la vez que ahorramos
materias primas
Prensado uniaxial (en caliente o en friacuteo) Consiste en la aplicacioacuten de presioacuten en una uacutenica
direccioacuten hasta conseguir la compactacioacuten de los polvos ceraacutemicos La pieza asiacute conformada
tendraacute la forma de la matriz y las superficies con las que se aplica la presioacuten
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Prensado isostaacutetico en caliente o en friacuteo Consiste en compactar los polvos encerraacutendolos
hermeacuteticamente en moldes elaacutesticos tiacutepicamente de goma laacutetex o PVC aplicaacutendoles pre-
sioacuten hidrostaacutetica mediante un fluido que puede ser agua o aceite El fundamento de este
proceso es el Principio de Pascal de este modo conseguimos compactar uniformemente y
en todas las direcciones el material
Slip Casting Se fundamenta en el moldeo por barbotina de la ceraacutemica tradicional median-
te el cual obtenemos piezas de espesores pequentildeos utilizando moldes porosos
Meacutetodos basados en la sinterizacioacuten
Los principios de los meacutetodos basados en la sinterizacioacuten son sencillos Una vez que la materia
prima es acondicionada para su procesamiento (hornada) es introducida en el horno con lo que
el proceso de difusioacuten compacta a la materia prima
Los poros se achican resultando un producto maacutes denso y fuerte El quemado se hace a una
temperatura por debajo del punto de derretimiento de la ceraacutemica Siempre queda alguna poro-
sidad pero la verdadera ventaja de este meacutetodo es que la hornada puede ser producida de cual-
quier modo imaginable e incluso puede ser sinterizado Esto lo hace una ruta muy versaacutetil
Existen miles de posibles refinamientos de este proceso Algunos de los maacutes comunes involucran
presionar la hornada para darle la densidad la quema reduce el tiempo de sinterizacioacuten necesa-
rio A veces se antildeaden elementos orgaacutenicos junto a la hornada que son disueltos durante la
quema
Algunas veces se agregan lubricantes orgaacutenicos durante el proceso para incrementar la densi-
dad No es raro combinarlos agregando materia orgaacutenica y lubricantes a una hornada y luego
presionar (La formulacioacuten de estos aditivos quiacutemico orgaacutenicos es un arte en siacute mismo) Esto es
particularmente importante en la manufactura de ceraacutemica de alto rendimiento tales como las
usadas para la electroacutenica en condensadores inductores sensores etc
Puede realizarse una mezcla de componentes en vez de usar un solo polvo y luego verterlo en el
molde deseado dejaacutendolo secar y luego sinterizarlo De hecho en la alfareriacutea tradicional es he-
cho de esta forma usando una mezcla plaacutestica que es trabajada con las manos
Si una mezcla de materiales diferentes componentes es utilizada en una ceraacutemica algunas veces
la temperatura de sinterizacioacuten es mayor a la temperatura de fundicioacuten de alguno de sus com-
ponentes (fase liacutequida de sinterizacioacuten) Esto genera un periacuteodo maacutes corto de sinterizacioacuten com-
parado con el estado soacutelido sinterizado
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DESCRIPCIOacuteN DEL PROCESO DE PRODUCCIOacuteN
LA FABRICACIOacuteN
PROCESO Una vez que las materias primas que se procesan una serie de medidas llevaraacute a cabo
para obtener el producto terminado Estos pasos incluyen la dosificacioacuten mezcla y molienda
secado por aspersioacuten formando secado esmaltado y coccioacuten Muchos de estos pasos se reali-
zan ahora con equipos automatizados
De procesamiento por lotes Un caso de muchos productos de ceraacutemica incluyendo mosaico de
la composicioacuten corporal se determina por la cantidad y el tipo de materias primas Las materias
primas tambieacuten determinan el color del cuerpo del azulejo que puede ser rojo o blanco depen-
diendo de la cantidad de hierro que contienen materias primas empleadas Por lo tanto es im-
portante mezclar las cantidades correctas en conjunto para lograr las propiedades deseadas
Caacutelculos por lotes por tanto necesario que debe tener en cuenta tanto las propiedades fiacutesicas y
composicioacuten quiacutemica de las materias primas Una vez que el peso adecuado de cada materia
prima se determina las materias primas deben ser mezclados
Mezcla y molienda Una vez que los ingredientes se pesan que se suman en un mezclador de
shell mezclador de cinta o un mezclador intensivo Un mezclador de shell se compone de dos
cilindros unidos en forma de V que gira a caer y mezclar el material Un mezclador de cinta utili-
za aspas helicoidales y un mezclador intensivo utiliza haraacute raacutepidamente renovables Este paso
maacutes muele los ingredientes dando como resultado un tamantildeo de partiacutecula maacutes fina que mejora
el proceso de formacioacuten posterior (ver paso 4 a continuacioacuten)
A veces es necesario agregar agua para aumentar la mezcla de un lote con varios ingredientes
asiacute como para lograr la molienda fina Este proceso se denomina molienda huacutemeda y con fre-
cuencia se realiza mediante un molino de bolas El resultado lleno de agua mezcla que se llama
una papilla o deslizamiento El agua se extrae de la suspensioacuten pulsando filtro (que elimina el
40-50 por ciento de la humedad) seguida de molienda en seco
De secado por aspersioacuten Si la molienda huacutemeda es utilizada por primera vez el exceso de agua
suele ser removido a traveacutes de secado por aspersioacuten Esto implica el bombeo de la lechada con
un atomizador que consiste en un disco que gira raacutepidamente o la boquilla Las gotas de la hoja
se secan a medida que se calientan con una columna de aire ascendente caliente formando pe-
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quentildeos graacutenulos de libre movimiento que dan como resultado un polvo susceptible de confor-
macioacuten
Cuerpos de baldosas tambieacuten se puede preparar por molienda en seco seguido de granulacioacuten
Granulacioacuten se utiliza una maacutequina en la cual se mezcla la mezcla de material previamente seco
molido con agua para formar las partiacuteculas en graacutenulos que a su vez formar un polvo listo para
su formacioacuten
La formacioacuten La mayoriacutea de baldosas estaacute formada por prensado en seco En este meacutetodo el
polvo de flujo libre que contiene aglutinante orgaacutenico o un bajo porcentaje de humedad se deri-
va de una tolva en la matriz de la formacioacuten El material se comprime en una cavidad de acero
por eacutembolos de acero y luego es expulsado por el eacutembolo de la parte inferior Prensas automati-
zadas se utilizan para presiones de trabajo de hasta 2500 toneladas
Varios otros meacutetodos tambieacuten se utilizan en el cuerpo del azulejo estaacute en huacutemedo la forma maacutes
moldeable Extrusioacuten ademaacutes de perforacioacuten se utiliza para producir baldosas de forma irregu-
lar y maacutes delgada de baldosas maacutes raacutepida y econoacutemica Esto implica la compactacioacuten de una
masa de plaacutestico en el cilindro de presioacuten alta y obligando a que el material fluya hacia fuera de
la botella en las babosas cortoacute Estas balas son entonces un puntildeetazo en una o maacutes fichas con
troquelado hidraacuteulico o neumaacutetico
RAM presionando a menudo se utiliza para la baldosa muy perfilada Con este meacutetodo las bal-
dosas excluidas por el cuerpo del azulejo se presionan entre dos mitades de un molde duro o
porosa montada en una prensa hidraacuteulica El formoacute parte se elimina por la primera aplicacioacuten de
vaciacuteo a la mitad superior del molde para liberar la parte de la mitad inferior seguido forzando el
aire a traveacutes de la parte de arriba para liberar la parte superior El exceso de material debe ser
removido de la pieza y acabado adicional puede ser necesario
Otro proceso conocido como cristal de presioacuten se ha desarrollado recientemente Este proceso
combina el cristal y dar forma a la vez pulsando el esmalte (en forma de polvo atomizado) direc-
tamente en la matriz llena con el polvo del cuerpo de baldosas Las ventajas incluyen la elimina-
cioacuten de liacuteneas de esmaltado asiacute como el material de desecho cristales (llamados lodos) que se
produce con el meacutetodo convencional
El secado baldosas de ceraacutemica por lo general debe ser secado (con una humedad relativa alta)
despueacutes de la formacioacuten sobre todo si un meacutetodo huacutemedo se utiliza Secado lo que puede lle-
var varios diacuteas se quita el agua a una velocidad lo suficientemente lenta como para evitar las
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grietas por contraccioacuten Los secadores continuos o tuacuteneles que se utilizan son calentados con
gas o aceite laacutemparas de infrarrojos o energiacutea de microondas Secado por infrarrojos es maacutes
adecuado para baldosas finas mientras secado por microondas que funciona mejor para maacutes
gruesa de baldosas Otro meacutetodo el secado impulso utiliza pulsos de aire caliente que fluye en
la direccioacuten transversal en vez de manera continua en la direccioacuten del flujo de materiales
Acristalamiento Para preparar el glaseado los mismos meacutetodos que para el cuerpo del azulejo
Despueacutes de una formulacioacuten de lotes se calcula las materias primas se pesan se mezclan y seco
o huacutemedo molido Los esmaltes molidos se aplican mediante uno de los meacutetodos disponibles
En el acristalamiento de centriacutefuga o arado de discos el esmalte se alimenta a traveacutes de un disco
giratorio que arroja o lanza el esmalte en el azulejo En el meacutetodo de la campana cascada una
corriente de barniz se cae en el azulejo al pasar sobre una cinta transportadora por debajo A
veces el esmalte es simplemente rociado en Para aplicaciones de esmalte muacuteltiples impresioacuten
en pantalla por debajo o entre las baldosas que se han mojado cristal se utiliza En este proce-
so esmalte es forzada a traveacutes de una pantalla por una rasqueta de goma u otro dispositivo
Acristalamiento en seco tambieacuten se estaacute utilizando Esto implica la aplicacioacuten de polvos fritas
trituradas (materiales de vidrio) y esmaltes granulada en una superficie de baldosas mojadas
acristalamiento Despueacutes de la coccioacuten las partiacuteculas de esmalte se funden entre siacute para produ-
cir una superficie como el granito
Disparo Despueacutes de cristal el azulejo se debe calentar intensamente para fortalecerlo y darle la
porosidad deseada Hay dos tipos de hornos o Despueacutes de la formacioacuten el archivo se seca poco
a poco (durante varios diacuteas) y con una humedad alta para evitar el agrietamiento y la contrac-
cioacuten A continuacioacuten el barniz se aplica a continuacioacuten el azulejo se cuece en un horno o estu-
fa Aunque algunos tipos de baldosas requiere un proceso de coccioacuten en dos etapas huacutemedo
molido baldosas se dispara una sola vez a una temperatura de 2000 grados Fahrenheit o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten el azulejo es empacado y enviado
Los hornos se utilizan para la coccioacuten de baldosas Azulejo de la pared o azulejo que es prepa-
rado por molienda en seco en lugar de molienda huacutemeda requiere generalmente un proceso de
dos pasos En este proceso el azulejo pasa a traveacutes de un disparo de baja temperatura llamada
sopa de fuego antes de acristalamiento Este paso elimina los volaacutetiles de la materia y la mayor
parte o la totalidad de la contraccioacuten El cuerpo y el esmalte luego se disparoacute en un proceso lla-
mado despido glost Tanto los procesos de coccioacuten tienen lugar en un tuacutenel o un horno conti-
nuo que consta de una caacutemara a traveacutes del cual poco a poco el software se trasladoacute en un
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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transportador de rollos de refractarios estantes construidos con materiales que son resistentes a
temperaturas altas o en contenedores denominados gacetas Coccioacuten en un horno tuacutenel puede
tomar de dos a tres diacuteas con temperaturas alrededor de disparar 2372 grados Fahrenheit
(1300 grados Celsius)
Para el azulejo que soacutelo requiere un uacutenico disparo por lo general de baldosas que se prepara por
viacutea huacutemeda de rodillos para moler los hornos se utilizan generalmente Estos hornos se mueven
las mercanciacuteas de un transportador de rodillos y no necesitan muebles horno tales como blo-
ques o gacetas Los tiempos de encender en los hornos de rodillos pueden ser tan bajos como
60 minutos con temperaturas de coccioacuten alrededor de 2102 grados Fahrenheit (1150 grados
Celsius) o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten y las pruebas el azulejo estaacute listo para ser empaquetados y enviados
Subproductos Una variedad de contaminantes se generan durante las etapas de fabricacioacuten
diferentes estas emisiones deben ser controladas para cumplir con las normas de control de
aire Entre los contaminantes que produce en la fabricacioacuten de baldosas estaacuten compuestos de
fluacuteor y el plomo que se producen durante la coccioacuten y vidriado Los compuestos de plomo se
han reducido significativamente con el reciente desarrollo de esmaltes sin plomo o de bajo plo-
mo Las emisiones de fluacuteor pueden ser controladas con los depuradores los dispositivos de ae-
rosol que baacutesicamente los gases con agua para eliminar los contaminantes dantildeinos Tambieacuten
se puede controlar con procesos en seco como los filtros de tela recubierta con cal Esta cal
puede ser reciclada como materia prima para el azulejo en el futuro
La industria del azulejo es tambieacuten el desarrollo de procesos para reciclar las aguas residuales y
lodos generados durante el mecanizado automaacutetico vidrios y el secado por atomizacioacuten Ya
que algunas plantas de reciclaje el exceso de polvo generado durante el prensado en seco asiacute
como el rociacuteo producido durante el acristalamiento Residuos de barniz y teja rechazoacute tambieacuten
se devuelven al proceso de preparacioacuten del cuerpo para su reutilizacioacuten
Control de calidad La mayoriacutea de fabricantes de baldosas utilizan ahora el control estadiacutestico de
procesos (SPC) para cada paso del proceso de fabricacioacuten Muchos de ellos tambieacuten trabajan
estrechamente con sus proveedores de materia prima para asegurar que se cumplan las especi-
ficaciones antes de que el material se utilice Control estadiacutestico del proceso consiste en las car-
tas que se utilizan para controlar diversos paraacutemetros de procesamiento tales como el tamantildeo
de las partiacuteculas el tiempo de molienda la temperatura de secado y el tiempo presioacuten de com-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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pactacioacuten dimensiones despueacutes del prensado la densidad la temperatura de coccioacuten y el tiem-
po y similares Estas cartas identificar problemas con el equipo fuera de las condiciones de
especificacioacuten y ayudar a mejorar el rendimiento antes de que el producto final esteacute terminado
El producto final debe cumplir con ciertas especificaciones en relacioacuten con propiedades fiacutesicas y
quiacutemicas Estas propiedades estaacuten determinados por las pruebas estaacutendar establecido por la
Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM) Propiedades medidas incluyen resistencia
mecaacutenica resistencia de abrasioacuten resistencia quiacutemica absorcioacuten de agua su estabilidad dimen-
sional resistencia al hielo y el coeficiente de expansioacuten teacutermica lineal Maacutes recientemente el
antideslizante que se puede determinar midiendo el coeficiente de friccioacuten se ha convertido en
una preocupacioacuten Sin embargo no existe una norma se ha establecido todaviacutea porque otros
factores (tales como el disentildeo del suelo y el cuidado apropiados) puede hacer que los resultados
sin sentido
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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APLICACIOacuteN EN LA ETAPA DE CONSTRUCCION YO POST-CONSTRUCCION
Su uso inicial fue fundamentalmente la elaboracioacuten de recipientes empleados para contener
alimentos o bebidas Maacutes adelante se utilizoacute para modelar figurillas de posible caraacutecter simboacuteli-
co maacutegico religioso o funerario Tambieacuten se empleoacute como material de construccioacuten en forma
de ladrillo teja baldosa o azulejo conformando muros o revistiendo paramentos La teacutecnica del
vidriado le proporcionoacute gran atractivo se utilizoacute tambieacuten en escultura Actualmente tambieacuten se
emplea como aislante eleacutectrico y teacutermico en hornos motores y en blindaje
Ceraacutemicas se utilizan en la fabricacioacuten de cuchillos La hoja del cuchillo de ceraacutemica perma-
neceraacute fuerte por mucho maacutes tiempo que el de un cuchillo de acero a pesar de que es maacutes
fraacutegil que se abrocha por la caiacuteda sobre una superficie dura
Ceraacutemicas como aluacutemina y carburo de boro se han utilizado en baliacutestica chalecos blindados
para repeler gran calibre rifle de fuego Dichas placas se conocen comuacutenmente como de
armas pequentildeas inserciones de proteccioacuten (SAPI) Material similar se utiliza para proteger
las cabinas de algunos aviones militares debido a su bajo peso del material
Las bolas de ceraacutemica se puede utilizar para sustituir el acero en rodamientos de bolas Su
mayor dureza que significa que son mucho menos susceptibles al desgaste y puede ofrecer
maacutes de vida triple Tambieacuten se deforman menos en el sentido de carga que tienen menos
contacto con las paredes de retencioacuten del rodamiento y puede rodar maacutes raacutepido En las
aplicaciones de muy alta velocidad el calor de la friccioacuten durante la rodadura puede causar
problemas para los rodamientos de metal los problemas que se reducen por el uso de la ce-
raacutemica La ceraacutemica es tambieacuten maacutes resistente a los quiacutemicos y puede utilizarse en ambien-
tes huacutemedos donde los rodamientos de acero se oxidaban El mayor inconveniente de uti-
lizar la ceraacutemica es un costo mucho maacutes elevado En muchos casos sus propiedades de ais-
lamiento eleacutectrico tambieacuten puede ser valiosa para los rodamientos
En la deacutecada de 1980 Toyota investigoacute la produccioacuten de una adiabaacutetica motor de ceraacutemica
que pueden funcionar a una temperatura de maacutes de 6000 deg F (3300 deg C) Motores ceraacutemicos
no necesitan un sistema de enfriamiento y por lo tanto permiten una importante reduccioacuten
de peso y la eficiencia de combustible por lo tanto mayor La eficiencia del combustible del
motor es tambieacuten maacutes alta a alta temperatura como se muestra por Carnot teorema En un
motor metaacutelico convencional mucha de la energiacutea liberada por el combustible debe ser di-
sipada como calor residual con el fin de evitar un colapso de las partes metaacutelicas A pesar
de todas estas propiedades deseables tales motores no estaacuten en produccioacuten ya que la fa-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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bricacioacuten de piezas de ceraacutemica de la precisioacuten necesaria y la durabilidad es difiacutecil Imper-
fecciones en la ceraacutemica lleva a las grietas que puede conducir a fallas en los equipos po-
tencialmente peligrosos Estos motores son posibles en el laboratorio pero la produccioacuten
en masa no es factible con la tecnologiacutea actual
Se estaacute trabajando en el desarrollo de piezas ceraacutemicas para turbinas de gas motores En
la actualidad incluso las hojas hechas de avanzadas aleaciones de metales utilizados en la
seccioacuten de los motores calientes requieren temperaturas de refrigeracioacuten y cuidadosos que
limitan la de Motores turbina hizo con ceraacutemicas podiacutea operar maacutes eficientemente dando
aviones mayor alcance y payload por un importe conjunto de combustible
Recientemente se han producido avances en la ceraacutemica que incluyen bio-ceraacutemica tales
como los implantes dentales y huesos sinteacuteticos hidroxiapatita el componente mineral na-
tural del hueso se ha hecho de forma sinteacutetica a partir de una serie de fuentes bioloacutegicas y
quiacutemicas y se pueden transformar en materiales ceraacutemicos Implantes ortopeacutedicos a partir
de estos bonos de materiales faacutecilmente a los tejidos oacuteseos y otras partes del cuerpo sin re-
chazo o reacciones inflamatorias Debido a esto son de gran intereacutes para la entrega de ge-
nes y la ingenieriacutea de tejidos andamios La mayoriacutea de la ceraacutemica de hidroxiapatita son
muy porosas y la falta de resistencia mecaacutenica y se utilizan para dispositivos ortopeacutedicos ca-
pa de metal para ayudar en la formacioacuten de un enlace con el hueso o como relleno oacuteseo
Tambieacuten se utilizan como relleno de tornillos ortopeacutedicos de plaacutestico para ayudar a reducir
la inflamacioacuten y aumentar la absorcioacuten de estos materiales de plaacutestico Se estaacute trabajando
para hacer fuerte y bien densa nano cristalina de materiales ceraacutemicos de hidroxiapatita pa-
ra dispositivos ortopeacutedicos que soportan peso en sustitucioacuten de metales y materiales plaacutes-
ticos extranjeros ortopeacutedico con un material sinteacutetico pero de origen natural mineral de los
huesos En uacuteltima instancia estos materiales ceraacutemicos se pueden utilizar como sustitutos
de hueso o con la incorporacioacuten de la proteiacutena colaacutegeno huesos sinteacuteticos
Ceraacutemica de alta tecnologiacutea se utiliza en relojeriacutea para la produccioacuten de cajas de relojes El
material se valora por los relojeros por su ligereza resistencia al rayado resistencia y tacto
suave CBI es una de las marcas que ha iniciado el uso de la ceraacutemica en la relojeriacutea El caso
de la CBI edicioacuten 2007 de Top Gun de la Vigilancia de la Pilot cronoacutegrafo doble se hace a
mano en ceraacutemica de alta tecnologiacutea negro
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Revestimiento con ceraacutemico Las ceraacutemicas se
comercializan clasificadas con un nuacutemero de
tono cuando compre las cajas verifique una por
una para evitar contratiempos a la hora de su
colocacioacuten
Para lograr el equilibrio de coloracioacuten es aconse-
jable mezclar las piezas antes de su colocacioacuten
En este sentido vaya sacando una ceraacutemica de cada caja y coloacutequelas en este orden ya que
siempre existe una pequentildea variacioacuten de matiz de una caja a otra pero que no se notaraacute cuando
se hallen instaladas En cuanto a los sistemas de colocacioacuten existen dos alternativas el sistema
mortero tradicional (praacutecticamente en desuso) y el sistema de capa fina El primero requiere
sumergir la ceraacutemica en agua limpia durante unos minutos como paso previo a su colocacioacuten Si
opta por este meacutetodo recuerde que la ceraacutemica no debe introducirse en el agua con su envase
de cartoacuten ya que podriacutea mancharse como consecuencia de la accioacuten de la tinta del envoltorio o
de la oxidacioacuten de los ganchos de cierre En este sistema es imprescindible tambieacuten mojar los
revoques de los muros y las carpetas de los pisos
Si emplea el segundo sistema que se trabaja sobre la base de un adhesivo cementicio no seraacute
necesario mojar la ceraacutemica ni los revoques No obstante independientemente del meacutetodo de
colocacioacuten utilizado usted deberaacute verificar que las ceraacutemicas esteacuten libres de polvo antes de su
instalacioacuten
En el piso no soacutelo deberaacute tener en cuenta la junta entre una ceraacutemica y otra sino tambieacuten una
separacioacuten perimetral que para superficies pequentildeas debe llegar a los 15 miliacutemetros
Las juntas entre ceraacutemicas deben sellarse con cemento Portland mezclado con arena marmolina
o cuarzo molido Si quiere dar color a la junta recuerde que no es conveniente utilizar colorantes
hidrosolubles como oacutexido de hierro o negro de humo porque pueden manchar la ceraacutemica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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EMPRESAS NACIONALES QUE PRODUCEN DICHOS PRODUCTOS
Las Compantildeiacutea Ceraacutemica o empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y pisos ceraacutemicos han tenido
como objetivo de mejorar la calidad de informacioacuten minimizar esfuerzos y recursos reducir costos y
brindar un mejor servicio al cliente que quiere adquirir estos productos para ello tenemos algunas
empresas nacionales descritos en esta investigacioacuten
COMPANtildeIacuteA DE CERAacuteMICA SA CELIMA
Es empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y
pisos ceraacutemicos desde 1982Ceraacutemica Lima SA
ldquoCelimardquo es una empresa cimentada en la tradicioacuten
milenaria de las culturas Nazca Moche y Chaviacuten para
el dominio de la ceraacutemica cuenta con personal alta-
mente calificado y tecnologiacutea de punta que le ha permitido ingresar a los mercados maacutes exigentes
del mundo tales como la Comunidad Econoacutemica Europea Estados Unidos Canadaacute Australia Centro
Ameacuterica y Sud-Ameacuterica Actualmente CELIMA tiene una capacidad de produccioacuten mensual de
1rsquo100000 m2 entre azulejos y pisos ceraacutemicos
CERAacuteMICA SAN LORENZO ndash PERUacute inicia la
construccioacuten de su planta en mayo de 1999
con los maacutes altos estaacutendares de seguridad
ambiental y tecnologiacutea italiana de vanguardia
Con una inversioacuten inicial de 17 millones de
doacutelares iniciaacutendose con una produccioacuten mensual de 200000 m2 de revestimiento ceraacutemico
para pisos
Antildeo y medio despueacutes amplia su capacidad productiva eacutesta se incrementa a 440000 m2 al
mes innovando en la produccioacuten del Revestimiento Ceraacutemico de Pared permitiendo asiacute
abastecer la demanda insatisfecha de los revestimientos de Pared que no disponiacutea ante-
riormente con una inversioacuten aproximada de 10 millones de doacutelares
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Luego con el objetivo de desarrollar un mercado de exportacioacuten a Estados Unidos donde el gru-
po ha iniciado operaciones a traveacutes de Ceraacutemica San Lorenzo INC (USA) se invierte en una
nueva liacutenea de esmaltado otorgaacutendole asiacute flexibilidad a la produccioacuten siendo eacutesta una alternativa
de disminucioacuten de tiempo en el cambio de producto y se suma a ella la reduccioacuten de ciclos de
proceso de coccioacuten aumentando asiacute la velocidad de la produccioacuten llegando a producir 620000
m2 mensuales
Tambieacuten dentro de los proyectos importantes tenemos el montaje y puesta en marcha de la
planta de productos de tercer fuego los cuales complementan nuestra liacutenea actual de revesti-
mientos Liacutenea de alto perfil desarrollar una serie de piezas especiales como son zoacutecalos liacutestelos
en sus distintas medidas insertos tacos etc
Debido al sostenido aumento de las ventas y con el fin de obtener el liderazgo en el mercado del
ceraacutemico actualmente Ceraacutemica San Lorenzo a incrementado su capacidad de produccioacuten con
una inversioacuten de 12 millones de doacutelares en una ampliacioacuten de planta de 420000 m2 de ceraacutemi-
cos mensuales bajo el concepto de ldquoalta productividadrdquo considerando en el proceso de produc-
cioacuten la molienda de arcillas por viacutea seca ahorrando asiacute gas natural y energiacutea eleacutectrica
Hoy Ceraacutemica San Lorenzo logra ofrecer una amplia gama de productos ceraacutemicos de alta cali-
dad con una produccioacuten superior al milloacuten de metros cuadrados
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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CONCLUSIONES
Se logro obtener la mayor y suficiente informacioacuten acerca del tema pisos ceraacutemicos y mayoacute-
licas
Se logro obtener conocimiento del tema a presentar en este trabajo ldquopisos ceraacutemicos y ma-
yoacutelicasrdquo ya que este tema en discusioacuten es de mucha importancia para nuestra carrera profe-
sional
Se logro obtener la informacioacuten suficiente del tema en investigacioacuten estructurado en los
siguientes apartados descripcioacuten del producto descripcioacuten de las materias primas proceso
de produccioacuten aplicacioacuten en la etapa de construccioacuten yo post-construccioacuten empresas na-
cionales que producen
Los ceraacutemicos son muy importante y aportan al desarrollo y a la comodidad de la humani-
dad asiacute como para la ingenieriacutea es muy importante ya que aporta a los acabados en cons-
trucciones
Por el presente trabajo de investigacioacuten se adquirioacute nuevos conocimientos en cuanto al ma-
terial llamado pisos ceraacutemicos y mayoacutelicas
Aprendimos cuales son los materias primas para la fabricacioacuten de las ceraacutemicas
Aprendimos las aplicaciones en la construccioacuten y en la post construccioacuten
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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RECOMENDACIONES
Se recomienda el uso adecuado y mesurado de la informacioacuten en investigacioacuten
Es maacutes factible hacer trabajos de investigacioacuten de materiales ya conocidos y comunes que
se usan en el proceso de construccioacuten y post construccioacuten
Los integrantes del grupo deben trabajar adecuadamente y con seriedad para que no se
produzca mayor y aprender a trabajar en equipo
Este trabajo fue realizado con mucho esmero y dedicacioacuten ya que el tema en investigacioacuten
es muy importante para nuestra carrera profesional
Observar y realizar un resumen de la informacioacuten recabada de acuerdo al tema en investi-
gacioacuten asiacute como recabar nueva y reciente informacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten tomar maacutes implicancia y verificar los avances de los
trabajos de investigacioacuten y detallar las dificultades de cada grupo asiacute como los errores y asiacute
realizar un mejor u buen trabajo de investigacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten organizar de mejor manera a los alumnos para una
buena y mejor elaboracioacuten de los trabajos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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BIBLIOGRAFIA
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Introduccioacuten a la ciencia e ingenieriacutea de los materiales WD Callister
Materiales Estructura propiedades y aplicaciones Saja Saez ndash Rodriacuteguez Perez ndash Rodriacuteguez
Mendez
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ANEXOS
Pisos ceraacutemicos en viviendas
Pisos ceraacutemicos en sshh
Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
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Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
Pisos ceraacutemicos en Inst Puacuteblicos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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La ceraacutemica (palabra derivada del griego κεραμικός keramikos Sustancia Quemada) es el arte
de fabricar recipientes vasijas y otros objetos de barro loza y porcelana Tambieacuten es el nombre
de dichos objetos El teacutermino se aplica de una forma tan amplia que ha perdido buena parte de
su significado No soacutelo se aplica a las industrias de silicatos (grupo de minerales de mayor abun-
dancia pues constituyen maacutes del 95 de la corteza terrestre) sino tambieacuten a artiacuteculos y recu-
brimientos aglutinados por medio del calor con suficiente temperatura como para dar lugar al
sinterizado Este campo se estaacute ampliando nuevamente incluyendo en eacutel a cementos y esmaltes
sobre metal
Ceraacutemica La ceraacutemica es el material maacutes utilizado ya que se comercializa con diferentes acaba-
dos disentildeos y estilos Se compone de arcillas fundentes siacutelice productos colorantes y otros
materiales Es un material muy duro y resistente en funcioacuten del grosor Resiste muy bien los
productos de limpieza y los rayones ademaacutes son impermeables
iquestQUEacute SE ENTIENDE POR MATERIAL CERAacuteMICO Una definicioacuten amplia de materiales ceraacutemicos
diriacutea que son soacutelidos inorgaacutenicos no Metaacutelicos producidos mediante tratamiento teacutermico
Comparados con los metales y plaacutesticos son duros no combustibles y no oxidables Pueden utili-
zarse en ambientes con temperatura alta corrosivos y triboloacutegicos
En dichos ambientes muchas ceraacutemicas exhiben buenas propiedades electromagneacuteticas Oacutepticas
y mecaacutenicas Una caracteriacutestica fundamental del teacutermino material incluye que puedan fabricarse
en formas con dimensiones determinadas
CLASIFICACIOacuteN
El producto obtenido dependeraacute de la naturaleza de la arcilla empleada de la temperatura y de
las teacutecnicas de coccioacuten a las que ha sido sometido Asiacute tenemos
Los materiales ceraacutemicos son buenos aislantes y que ademaacutes tienen la propiedad de tener una
temperatura de fusioacuten y resistencia en compresioacuten elevadas Asiacute mismo su moacutedulo de Young
(pendiente hasta el liacutemite elaacutestico que se forma en un ensayo de traccioacuten) tambieacuten es muy ele-
vado (lo que llamamos fragilidad)
Todas estas propiedades hacen que los materiales ceraacutemicos sean imposibles de fundir y de
mecanizar por medios tradicionales (fresado torneado brochado etc) Por esta razoacuten en las
ceraacutemicas realizamos un tratamiento de sintetizacioacuten Este proceso por la naturaleza en la cual
se crea produce poros que pueden ser visibles a simple vista Un ensayo a traccioacuten por los po-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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ros y un elevado moacutedulo de Young (fragilidad elevada) y al tener un enlace ioacutenico covalente es
imposible de realizar
Existen materiales ceraacutemicos cuya tensioacuten mecaacutenica en un ensayo de compresioacuten puede llegar a
ser superior a la tensioacuten soportada por el acero La razoacuten viene dada por la compresioacuten de los
porosagujeros que se han creado en el material Al comprimir estos poros la fuerza por unidad
de seccioacuten es mayor que antes del colapso de los poros
Las propiedades de un material ceraacutemico dependen de la naturaleza de la arcilla empleada de la
temperatura y de las teacutecnicas de coccioacuten a las que ha sido sometido Asiacute tenemos
MATERIALES CERAacuteMICOS POROSOS
No han sufrido vitrificacioacuten es decir no se llega a fundir el cuarzo con la arena Su fractura (al
romperse) es terrosa siendo totalmente permeables a los gases liacutequidos y grasas Los maacutes im-
portantes
- Arcillas cocidas- De color rojizo debido al oacutexido de hierro de las arcillas que la componen La
temperatura de coccioacuten es de entre 700 a 1000 degC Si una vez cocida se recubre con oacutexido de
estantildeo (similar a esmalte blanco) se denomina loza estanniacutefera Se fabrican baldosas ladrillos
tejas jarrones cazuelas etc
- Loza italiana- Se fabrica con arcilla entre amarillenta y rojiza mezclada con arena pudiendo
recubrirse de barniz transparente La temperatura de coccioacuten variacutea entre 1050 a 1070 degC
- Loza inglesa- Fabricada de arcilla arenosa de la que se elimina mediante lavado el oacutexido de
hierro y se le antildeade silex (25-35) yeso feldespato (bajando el punto de fusioacuten de la mezcla) y
caoliacuten para mejorar la blancura de la pasta La coccioacuten se realiza en dos fases
1) Cocido entre 1200 y 1300 degC
2) Se extrae del horno y se cubre de esmalte El resultado es anaacutelogo a las porcelanas pero no es
impermeable
- Refractarios- Se trata de arcillas cocidas porosas en cuyo interior hay unas proporciones gran-
des de oacutexido de aluminio torio berilio y circonio La coccioacuten se efectuacutea entre los 1300 y los
1600 degC El enfriamiento se debe realizar lenta y progresivamente para no producir agrietamien-
tos ni tensiones internas Se obtienen productos que pueden resistir temperaturas de hasta
3000 degC Las aplicaciones maacutes usuales son
a) Ladrillos refractarios que deben soportar altas temperaturas en el interior de hornos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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b) Electro ceraacutemicas Con las que en la actualidad se estaacuten llevando a cabo investigaciones en
motores de automoacuteviles aviones generadores eleacutectricos etc con vistas a sustituir elementos
metaacutelicos por refractarios con los que se pueden obtener mayores temperaturas y mejor ren-
dimiento Una aplicacioacuten no muy lejana fue su uso por parte de la NASA para proteger la parte
delantera y lateral del Challenger en el aterrizaje
MATERIALES CERAacuteMICOS IMPERMEABLES Y SEMI IMPERMEABLES
Se los ha sometido a temperaturas bastante altas en las que se vitrifica completamente la arena
de cuarzo De esta manera se obtienen productos impermeables y maacutes duros Los maacutes destaca-
dos
- Gres ceraacutemico comuacuten-Se obtiene a partir de arcillas ordinarias sometidas a temperaturas de
unos 1300 degC Es muy empleado en pavimentos
- Gres ceraacutemico fino- Obtenido a partir de arcillas refractarias (conteniendo oacutexidos metaacutelicos) a
las que se le antildeade un fundente (feldespato) con objeto de rebajar el punto de fusioacuten Maacutes tarde
se introducen en un horno a unos 1300 degC Cuando estaacute a punto de finalizar la coccioacuten se im-
pregnan los objetos de sal marina La sal reacciona con la arcilla y forma una fina capa de sili-
coalunminato alcalino vitrificado que confiere al gres su vidriado caracteriacutestico
- Porcelana- Se obtiene a partir de una arcilla muy pura denominada caoliacuten a la que se le antildeade
fundente (feldespato) y un desengrasante (cuarzo o siacutelex) Son elementos muy duros soliendo
tener un espesor pequentildeo (de 2 a 4 mm) su color natural es blanco o translucido Para que el
producto se considere porcelana es necesario que sufra dos cocciones una a una temperatura
de entre 1000 y 1300 degC y otra a maacutes alta temperatura pudiendo llegar a los 1800 degC Teniendo
multitud de aplicaciones en el hogar (pilas de cocina vajillas etc) y en la industria (toberas de
reactores aislantes en transformadores etc) Seguacuten la temperatura se distinguen dos tipos
Porcelanas blandas Cocidas a unos 1000 degC se sacan se les aplica esmalte y se vuelven a intro-
ducir en el horno a una temperatura de 1250 degC o maacutes
Porcelanas duras Se cuecen a 1000ordm C a continuacioacuten se sacan se esmaltan y se reintroducen
en el horno a unos 1400 degC o maacutes Si se decoran se realiza esta operacioacuten y luego se vuelven a
introducir en el horno a unos 800 ordmC
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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TIPOS DE MATERIALES CERAacuteMICOS
Una ceraacutemica material puede ser definida como cualquier material de oacutexido cristalino inorgaacuteni-
co Es soacutelido e inerte Los materiales ceraacutemicos son fraacutegiles duro resistente a la compresioacuten la
debilidad en la esquila y la tensioacuten Sean capaces de soportar la erosioacuten quiacutemica que se produce
en un ambiente aacutecido o sosa caacuteustica En muchos casos resistir la erosioacuten causada por el aacutecido y
la base se le aplica Ceraacutemica en general pueden soportar temperaturas muy altas tales como
temperaturas que oscilan entre los 1000 deg C y 1600 ordm C (1800 deg F a 3000 deg F) Las excepciones
son los materiales inorgaacutenicos que no tienen el oxiacutegeno como el carburo de silicio De vidrio por
definicioacuten no es una ceraacutemica ya que es un soacutelido amorfo (no cristalino) Sin embargo el vidrio
consta de varios pasos del proceso de la ceraacutemica y sus propiedades mecaacutenicas se comportan de
manera similar a los materiales ceraacutemicos Materias primas tradicionales de ceraacutemica incluyen
minerales de la arcilla como la caolinita los materiales maacutes recientes incluyen el oacutexido de alumi-
nio maacutes comuacutenmente conocido como aluacutemina Los modernos materiales de ceraacutemica que se
clasifican como ceraacutemicas avanzadas son de carburo de silicio y carburo de tungsteno Ambos
son valorados por su resistencia a la abrasioacuten y por lo tanto son uacutetiles en aplicaciones tales co-
mo las placas de desgaste de equipos de trituracioacuten en las operaciones mineras Ceraacutemicas
avanzadas tambieacuten se utilizan en la medicina la industria eleacutectrica y electroacutenica
CERAacuteMICA CRISTALINA- Materiales ceraacutemicos cristalinos no son susceptibles de una amplia
gama de procesamiento Meacutetodos para tratar con ellos tienden a caer en una de las dos catego-
riacuteas - supeditar la ceraacutemica en la forma deseada por la reaccioacuten in situ o por formar los polvos
en la forma deseada y luego de sinterizacioacuten para formar un cuerpo soacutelido de ceraacutemica que
forman las teacutecnicas incluyen la configuracioacuten de forma manual (a veces incluso un proceso de
rotacioacuten llamado lanzar) barbotina colaje en cinta (usado para hacer condensadores de ce-
raacutemica fina etc) de moldeo por inyeccioacuten prensado en seco y otras variaciones (Veacutease tam-
bieacuten Ceraacutemica teacutecnicas de formacioacuten Los detalles de estos procesos se describen en los dos li-
bros mencionados a continuacioacuten) Algunos meacutetodos utilizan un hiacutebrido entre los dos enfoques
NO CRISTALINA CERAacuteMICA- No cristalinas de ceraacutemica siendo las gafas tienden a formarse a
partir de fundidos El vidrio se forma cuando sea completamente fundido con una feacuterula o
cuando en un estado de caramelo-como la viscosidad por meacutetodos como la voladura de un
molde Si maacutes tarde el calor tratamientos causa este vaso para convertirse en parte cristalino el
material resultante se conoce como la ceraacutemica de vidrio
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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PROPIEDADES DE LA CERAMICA
Propiedades mecaacutenicas-Los materiales ceraacutemicos son generalmente fraacutegiles o vidriosos
Casi siempre se fracturan ante esfuerzos de tensioacuten y presentan poca elasticidad
Propiedades teacutermicas- Esta propiedad se fundamenta en tres caracteriacutesticas de los mate-
riales ceraacutemicos elevado punto de fusioacuten bajo coeficiente de dilatacioacuten y baja conductivi-
dad teacutermica
Propiedades oacutepticas
Propiedades eleacutectricas-Los materiales ceraacutemicos tienen una propiedad de aislamiento eleacutec-
trico
Propiedades magneacuteticas
Propiedades quiacutemicas
PROPIEDADES MECAacuteNICAS
Los materiales ceraacutemicos son generalmente ioacutenicos o covalentes materiales en condiciones de
servidumbre y puede ser cristalina o amorfa Un material se mantienen unidos por uno u otro
tipo de bonos tienden a la fractura antes de que la deformacioacuten plaacutestica se lleva a cabo lo que se
traduce en pobres dureza de estos materiales Ademaacutes debido a que estos materiales tienden a
ser porosas los poros y otras imperfecciones microscoacutepicas actuacutean como concentradores de
esfuerzos la disminucioacuten de la resistencia maacutes allaacute y la reduccioacuten de la resistencia a la traccioacuten
Estos se combinan para dar fallos catastroacuteficos a diferencia de la que normalmente mucho maacutes
suaves modos de falla de los metales
Estos materiales se muestran deformacioacuten plaacutestica Sin embargo debido a la estructura riacutegida
de los materiales cristalinos no se dispone de muy pocos sistemas de deslizamiento de las dislo-
caciones para moverse por lo que se deforman muy lentamente Con el no-cristalinos (vidrio-
sos) los materiales viscoso flujo es la principal fuente de deformacioacuten plaacutestica y tambieacuten es
muy lento Por tanto es descuidado en muchas aplicaciones de los materiales ceraacutemicos
PROPIEDADES ELEacuteCTRICAS
Semiconductores- Hay una serie de ceraacutemicas que son semiconductores La mayoriacutea de estos
son los oacutexidos de metales de transicioacuten que son semiconductores II-VI como el oacutexido de zinc
Mientras se habla de hacer azul LED de oacutexido de zinc ceramistas estaacuten maacutes interesados en las
propiedades eleacutectricas que muestran los efectos del liacutemite de grano Ceraacutemica semiconductores
tambieacuten se emplean como sensores de gas Cuando varios gases son pasados por una ceraacutemica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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poli cristalina su resistencia eleacutectrica cambia Con ajuste a las mezclas de gas que sea posible
los dispositivos de muy bajo costo se pueden producir
Superconductividad- Bajo ciertas condiciones tales como temperaturas extremadamente bajas
algunas ceraacutemicas muestran superconductividad de alta temperatura La razoacuten exacta de esto
no se conoce pero hay dos grandes familias de la ceraacutemica superconductora
Ferro electricidad y Suacuteper series- Piezoelectricidad un viacutenculo entre la actividad eleacutectrica y
mecaacutenica es exhibida por un gran nuacutemero de materiales ceraacutemicos incluyendo el cuarzo utiliza-
do para medir el tiempo en los relojes y otros aparatos electroacutenicos
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LOS CERAacuteMICOS
Los materiales ceraacutemicos son compuestos quiacutemicos o soluciones complejas que contienen elemen-
tos metaacutelicos y no metaacutelicos Tienen amplias propiedades mecaacutenicas y fiacutesicas Debido a sus enlaces
ioacutenicos o covalentes los ceraacutemicos son duros fraacutegiles con un alto punto de fusioacuten baja conductivi-
dad eleacutectrica y teacutermica buena estabilidad quiacutemica resistencia a la compresioacuten
La composicioacuten quiacutemica de los ceraacutemicos generalmente es
Nitruro de silicio (Si3N4) utilizado como polvo abrasivo
Carburo de boro (B4C) usado en algunos helicoacutepteros y cubiertas de tanques
Carburo de silicio (SiC) empleado en hornos microondas en abrasivos y como material refrac-
tario
Diboruro de magnesio (MgB2) es un superconductor no convencional
Oacutexido de zinc (ZnO) un semiconductor
Ferrita (Fe3O4) es utilizado en nuacutecleos de transformadores magneacuteticos y en nuacutecleos de memo-
rias magneacuteticas
Oacutexido de uranio (UO2) empleado como combustible en reactores nucleares
Oacutexido de itrio bario y cobre (YBa2Cu3O7-x) superconductor de alta temperatura
talio-bario-calcio
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DEL ELECTRO PORCELANA
El electro porcelano es el maacutes importante de los materiales ceraacutemicos empleados en electrotecnia
Esta sustancia se obtiene mediante la mezcla de
1) El caoliacuten o tierra de porcelana que es un silicato de aluminio hidratado cuya composicioacuten co-
rresponde aproximadamente a la foacutermula
Al2O3 - 2SiO2 - 2H2O
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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2) El cuarzo u oacutexido de silicio de foacutermula SiO2
3) El feldespato nombre geneacuterico de un grupo de minerales petrogeneacuteticos o formadores de ro-
cas Todos los feldespatos son silicatos anhidros de aluminio con potasio sodio y calcio El fel-
despato potaacutesico es el m s empleado en la fabricacioacuten de la porcelana y su foacutermula quiacutemica
aproximada es
K2O - Al2O3 - 6SiO2
Las proporciones de estas sustancias en la mezcla determinan las propiedades eleacutectricas mecaacutenicas y
teacutermicas de los productos obtenidos despueacutes de la coccioacuten
La mezcla de estos productos se realiza en proporciones que se establecen por diferentes meacutetodos
el maacutes comuacuten es el de diagrama de composicioacuten
COMPOSICIOacuteN QUIMICA DE ESTRUCTURA DE LOS CERAacuteMICOS CRISTALINOS
La composicioacuten de Estructura Perovskite
Se encuentra en varios ceraacutemicos eleacutectricos En este tipo de celdas estaacuten 3 tipos de iones que
son iones de bario iones de oxiacutegeno y iones de titanio La distorsioacuten de la celda unitaria produce
una sentildeal eleacutectrica lo que permite que ciertos titanitos sirvan como transductores Entonces
estaraacute compuesto por iones de
Bario (Ba)
Oxigeno (O)
Titanio (Ti)
La composicioacuten de Estructura del corindoacuten
Es similar a una estructura hexagonal compacta Algunos ceraacutemicos tienen esta estructura como
son
Cr2O3 y Fe2O3
La composicioacuten de Estructura de espinel
Tiene una celda unitaria cuacutebica en cada uno de sus cubos menores hay iones de oxiacutegeno hay 4
intersticiales octaeacutedricos y 8 sitios intersticiales tetraeacutedricos de los cuales los cationes ocupan 3
En los espineles inversos el ioacuten bivalente y la mitad de los iones trivalentes se localizan en los
sitios octaeacutedricos
La composicioacuten de estructura de los silicatos cristalinos
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En el siacutelice el enlace covalente requiere que los aacutetomos de silicio tengan junto 4 aacutetomos de oxiacute-
geno creando asiacute una estructura tetraeacutedrica esta es la unidad estructural fundamental del siacutelice
de las arcillas y de silicatos viacutetreos
Los compuestos de silicatos forman una serie de soluciones soacutelidas conocidas como olivinos y
orto silicatos
La composicioacuten de Estructuras laminares
Cuando la relacioacuten O resulta en la foacutermula
Si2O3
Los tetraedros se combinan para formar estructuras laminares en una formacioacuten ideal 3 aacuteto-
mos de oxiacutegeno formando un patroacuten hexagonal La caolinita que es una arcilla comuacuten estaacute com-
puesta por laacuteminas de silicato enlazadas ioacutenicamente a una hoja compuesta por ciertos grupos
las arcillas son componentes importantes de muchos ceraacutemicos
La composicioacuten de Siacutelice
Conforme incrementa la temperatura el siacutelice cambia de cuarzo alfa a cuarzo beta a tridimita
beta a cristobalita beta y a liacutequido la transformacioacuten de cuarzo alfa a beta crea un cambio de
dimensioacuten en el siacutelice acompantildeado por esfuerzos altos e incluso por agrietamiento
CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS Y QUIacuteMICAS DE LOS CERAacuteMICOS
Es necesario conocer las caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas de los materiales riacutegidos modulares
tanto para discriminar la calidad de unos productos respecto de otros como para poder deducir
su adecuacioacuten al uso en funcioacuten de las exigencias previstas o previsibles en el lugar de destino
Para todos los materiales riacutegidos modulares destinados a un recubrimiento debemos tomar en
consideracioacuten caracteriacutesticas relacionadas con
Las caracteriacutesticas asociadas a cada grupo deben disponer de meacutetodos de ensayo normalizados o
al menos reconocidos en reglamentos nacionales y ello no siempre es posible pues las normas
de producto soacutelo contemplan aquellas caracteriacutesticas seleccionadas por los fabricantes como
fundamentales para sus fines empresariales
Podemos citar como caracteriacutesticas especiales
La resistencia a la corrosioacuten en niebla salina (seguacuten ISO 9227)
El comportamiento en atmoacutesfera de SO2 (seguacuten UNE-EN ISO 6988)
La permeabilidad frente a la lluvia (medida seguacuten BS431 Apeacutendice A)
La conductividad eleacutectrica
La resistencia al crecimiento de moho
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Las tres primeras suelen considerarse en materiales destinados a revestimientos exteriores la
cuarta en solados y alicatados que precisen equipotencial dad eleacutectrica o un nivel de conducti-
vdad eleacutectrica que permita evacuar a tierra cargas electrostaacuteticas que pueden generar explosio-
nes o incendio
Normales teacutecnicas
Las normas Teacutecnicas establecen los niveles de calidad y seguridad y son un medio oacuteptimo para
facilitar la transparencia en el mercado y en elemento fundamental para competir
Por este motivo el CID del INDECOPI contribuye a la mejora de la Competitividad - Paiacutes ponien-
do a disposicioacuten de las empresas Pymes consultores estudiantes y ciudadaniacutea en general el
ldquoCATAacuteLOGO DE NORMAS TEacuteCNICAS PERUANAS SOBRE PRODUCTOS CERAacuteMICOS PARA EDIFICA-
CIOacuteNrdquo aprobadas por el Indecopi a traveacutes de la Comisioacuten de Normalizacioacuten y de Fiscalizacioacuten de
Barreras Comerciales No Arancelarias La presentacioacuten del cataacutelogo es amigable y de faacutecil ubica-
cioacuten estaacute clasificada por aacutereas temaacuteticas de acuerdo a la Clasificacioacuten Internacional de Normas y
dentro de estas en orden correlativo por coacutedigo de NTP con un resumen del contenido de la
misma
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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DESCRIPCION DE LAS MATERIAS PRIMAS
MATERIAS PRIMAS PARA LA CONSTRUCCIOacuteN DE CERAacuteMICAS En las ceraacutemicas tradicionales se utilizan materias primas de depoacutesitos naturales Arcillas feldespatos cuarzo estos son poco purificadas
La materia prima es
La arcilla
El agua
La siacutelice
El plomo
El estantildeo
Se forman muacuteltiples fases en la coccioacuten Para cada composicioacuten se dan muchas aplicaciones En las ceraacutemicas teacutecnicas materias primas son de pureza alta y presentan fase uacutenica cada composi-cioacuten tiene una aplicacioacuten especificada Una pasta ceraacutemica baacutesicamente contiene
La arcilla estaacute constituida por agregados de silicatos de aluminio hidratados siendo blanca cuando es pura Surge de la descomposicioacuten de rocas que contienen feldespato originada en un proceso natural que dura decenas de miles de antildeos La foacutermula quiacutemica es Al2O3 middot 2SiO2 middot H2O
Feldespato Carbonato de calcio (caliza)La caliza es una roca sedimentaria porosa de origen quiacutemico formada mineraloacutegicamente por carbonatos La foacutermula de la caliza es CaMg(CO3)2
Chamota (residuo obtenido en el horno)
Chamota de ladrillo
Rotura cruda
Clasificacioacuten de la Arcilla
Las arcillas pueden clasificarse de acuerdo al proceso
geoloacutegico que las originoacute y a la ubicacioacuten del yacimiento en el que se encuentran Se puede re-
conocer
Arcilla primaria Se utiliza esta denominacioacuten cuando el yacimiento donde se encuentra es el
mismo lugar en donde se originoacute El caoliacuten es la uacutenica arcilla primaria conocida
Granulometriacutea Dentro de la clasificacioacuten granulomeacutetrica de las partiacuteculas del suelo las arcillas
ocupan el siguiente lugar
Feldespato
El feldespato es el mineral maacutes comuacuten sobre la
corteza terrestre iexclde manera que es muy posible
que lo encuentres entre las rocas que coleccionas
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Se encuentra en cada uno de los tres tipos de rocas pero es maacutes comuacuten encontrarlo en las
rocas iacutegneas intrusivas como el granito en donde los cristales son blancos o rosados Hay
diferentes tipos de feldespato
Las caracteriacutesticas de los dos tipos maacutes comunes se dan a continuacioacuten Excepto por su color
estos dos tipos comunes de feldespato son difiacuteciles de diferenciar El color puede ser de gran
ayuda pero hay que tener en cuenta que el mismo mineral puede tener colores diferentes
La mejor manera de diferenciar estos dos es mediante la observacioacuten de la superficie de los
cristales y ver si tienen estriaciones delgadas paralelas El feldespato de plagioclasa tiene
estriaciones y el feldespato ortoclase no tiene
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LAS MATERIAS PRIMAS
Algunos ceraacutemicos como la porcelana productos arcillosos estructurales y algunos componentes
electroacutenicos contienen una fase cristalina Durante el tratamiento a elevadas Temperaturas de este
tipo de materiales soacutelidos ceraacutemicos tiene lugar un proceso llamado Vitrificacioacuten por medio del cual
la fase cristalina se licuacutea y rellena los poros del material Esta Fase cristalina liacutequida puede reaccionar
con alguno de los soacutelidos restantes del material refractario Bajo enfriamiento la fase liquida solidifi-
ca para formar una matriz viacutetrea que une las partiacuteculas que no han fundido
CERAacuteMICOS TRADICIONALES
Los ceraacutemicos tradicionales estaacuten constituidos por tres
tipos baacutesicos
Arcilla siacutelice (siacutelex) y feldespato La arcilla estaacute com-
puesta principalmente por silicatos de Al hidratados
(Al2O3 Si O2 H20) con pequentildeas cantidades de otros
oacutexidos como TiO2 Fe2O3 MgO CaO Na2O K2O
En esta imagen podemos percibir la forma-
cioacuten de un cuello durante la sinterizacioacuten de
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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dos partiacuteculas pequentildeas La difusioacuten atoacutemica tiene lugar en la superficie de contacto y alarga el aacuterea
de contacto para formar un cuello
En al siguiente imagen observamos como al porosidad da frente al tiempo de compactos de MgO
dopados con un 02 en peso del CaO y sinterizado en aire estatico a 1330 y 1430 oC noacutetese que
una mayor temperatura de sinterizado produce una disminucioacuten maacutes raacutepida de la porosidad y un
nivel de porosidad maacutes bajo
La siacutelice (Si O2) Tambieacuten llamada Siacutelex o Cuarzo El feldespato potaacutesico que tiene la composicioacuten
baacutesica K2O Al2O3 6SiO2 se funde a bajas temperaturas y se transforma en vidrio cuando la mezcla
ceraacutemica se somete a alta temperatura y une los componentes refractarios
TABLA 1
CERAacuteMICOS DE INGENIERIacuteA
En contraste con los ceraacutemicos tradicionales que se basan principalmente en la arcilla los ceraacutemicos
teacutecnicos o de ingenieriacutea estaacuten constituidos por compuestos puros o casi puros principalmente oacutexidos
carburos o nitruros
TABLA 2
Tipo de pasta Caoliacuten Arcilla Plaacutestica
Feldespato Siacutelex Otros
Porcelana Dura 40 10 25 25
Art Aislantes Eleacutectricos 27 14 26 33
Art Sanitarios Viacutetreos 30 20 34 18
Aislantes Eleacutectricos 23 25 34 18
Tejas Viacutetreas 26 30 32 12
Porcelana Fina Semiviacutetrea 23 30 25 21
Porcelana inglesa 25 hellip 15 22
2CaC O3
Loza para hoteles 31 10 22 35
Porcelana dental
5 hellip 95
Alguno de los ceraacutemicos de ingenieriacutea maacutes importantes contienen compuestos como
Porcentaje en pesos de los oacutexidos principales
Tipo Al2O2 Si O2 Fe2O3 TiO2 CaO MgO Na2O K2O H20 Peacuterd por ignicioacuten
Caoliacuten 374 455 168 13 0004 003 0011 0005 139
Arc Plaacutestica de ten
309 54 074 15 014 02 045 072 hellip 114
Arc Plaacutestica de Ky
32 517 09 152 021 019 038 089 hellip 123
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Aluacutemina (Al2O3)
Nitruro de Silicio (Si3N4)
Carburo de silicio (SiC)
Zirconita (ZrO2) A continuacioacuten se ofrece una breve descripcioacuten de algunos compuestos procesos y aplica-
ciones de varios materiales ceraacutemicos importantes en ingenieriacutea
Aluacutemina (Al2O3)La aluacutemina se desarrolloacute originalmente para tubos refractarios y crisoles dealta
pureza de utilizacioacuten a elevadas temperaturas pero ahora tiene aplicaciones mucho maacutes variadas
Un ejemplo claacutesico de la utilizacioacuten de la aluacutemina es en materiales aislantes de las bujiacuteas El oacutexido de
aluminio se dopa con oacutexido de Mg se prensa en friacuteo y se sinteriza La aluacutemina se emplea frecuente-
mente para aplicaciones eleacutectricas de buena calidad donde se precisan bajas peacuterdidas dieleacutectricas y
alta resistividad
Nitruro de silicio (Si3N4)Los materiales ceraacutemicos con base de nitruro tienen una combinacioacuten
muy uacutetil de propiedades mecaacutenicas ingenieriles como resistencia razonable resistencia al impacto y
propiedades refractarias El Si3N4se disocia significativamente a temperaturas por encima de los
800degC y por consiguiente no se puede sinterizar directamente Sin embargo a lo largo de los uacuteltimos
antildeos se han desarrollado otros meacutetodos de fabricacioacuten delSi3N4Se han desarrollado cuatro procesos
principales para el nitruro de silicio procesos por reaccioacuten de unioacuten (RBSN) procesos de compacta-
cioacuten en caliente de nitruro de silicio (HPSN) proceso de nitruro de silicio sinterizado (SSN) proceso
de nitruro de silicio de compactacioacuten isostaacutetica en caliente (HIP-SN) En el proceso por reaccioacuten de
unioacuten un polvo compacto de silicio se nitrura en una corriente de gas nitroacutegeno Este proceso produ-
ce un Si3N4 microporoso y con moderadaresistencia
Propiedades de algunos ceraacutemicos de nitruro de silicio (TABLA 3)
RSBN SSN SIALON HIP-SN
Densidad Mgm3
27 33 33 33
Moacutedulo de Yung GPa
200 300 300 300
Resistencia en RT MPa
300+ 900+ 800+ 900++
Kic Mpam12
2 6 65 55-65
Desgaste por fatiga de contacto
NA Bajo Moderado Extremadamente bajo
Constante Dieleacutectrica a 1010Hz
6-7 65 hellip 65-75
$pieza de forma neta
El menor Medio Medio El mayor
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RSBN= Nitruro de Silicio con enlace por reaccioacuten
SSN= Nitruro de silicio sinterizado
HIP-SN= Nitruro de silicio Comprimido en caliente isostaacuteticamente + Flexioacuten en cuatro puntos ++ Traccioacuten directa
Carburo de silicio (SiC)Los ceraacutemicos de altas prestaciones del tipo SiC tiene propiedades muy
importantes ya que su dureza es elevada son inertes quiacutemicamente tiene buena resistencia a la
abrasioacuten y a la oxidacioacuten a altas temperaturas Sin embargo el SiC es relativamente quebradizo
por su baja resistencia al impacto y es difiacutecil producir piezas ceraacutemicas densas de grano fino Para
hacer carburo de silicio sinterizado por reaccioacuten se infiltra un polvo compacto de SiC y carbono
(grafito) con silicio fundido que reacciona con el carbono para formar SiC uniendo los granos
originales de SiC El proceso no puede continuarse hasta que todos los poros que se encuentran
entre los granos originales se llenen ya que el silicio debe ser capaz de infiltrarse Asiacute el produc-
to final contiene entre un 8 y un 20 de Si libre El SiC se puede sinterizar usando polvo de SiC
alfa de calidad adecuada sin aplicacioacuten de presioacuten externa si se antildeaden ayudas al sinterizado
Para el sinterizado sin presioacuten del SiC se utilizan comuacutenmente compuestos de boro y aluminio
Zirconio (ZrO2)La zirconita pura es polimorfa y experimenta transformaciones desde una es-
tructura tetragonal a otra monocliacutenica sobre los 1170degC acompantildeada de una expansioacuten de vo-
lumen y posible ruptura Sin embargo combinando ZrO2 con otros oacutexidos refractarios tales co-
mo CaO MgO e Y2O3 la estructura cuacutebica se puede estabilizar a temperatura ambiente y se han
encontrado algunas aplicaciones donde se requiere alta resistencia a impactos
LOS VIDRIOS DE LOS CERAMICOS
Un vidrio es un material ceraacutemico que se fabrica a partir de materiales inorgaacutenicos a altas tem-
peraturas Sin embargo se distingue de otros ceraacutemicos en que sus constituyentes se calientan
hasta la fusioacuten y despueacutes se enfriacutean hasta un estado riacutegido sin cristalizacioacuten Una de sus caracte-
riacutesticas es que tiene una estructura cristalina o amorfa Las moleacuteculas de vidrio no estaacuten coloca-
das en un orden repetitivo de largo alcance como en el caso de un soacutelido cristalino
Composicioacuten de los vidrios El vidrio de siacutelice fundido presenta una alta transmisioacuten espectral y
no estaacute sujeto a dantildeos de radiacioacuten que origina coloracioacuten en otros vidrios Es por tanto el vidrio
ideal para la luna de los vehiacuteculos espaciales y de tuacuteneles aerodinaacutemicos y para sistemas oacutepticos
en dispositivos espectrofotomeacutetricos Sin embargo los vidrios de siacutelice son caros y difiacuteciles de
procesar
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
21
CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS Y QUIacuteMICAS DE LAS MATERIAS PRIMAS
Las importantes aplicaciones industriales de este grupo de minerales radican en sus propiedades
fiacutesico-quiacutemicas Dichas propiedades derivan principalmente de
Su extremadamente pequentildeo tamantildeo de partiacutecula (inferior a 2 mm)
Su morfologiacutea laminar (filosilicatos)
Las sustituciones isomoacuterficas que dan lugar a la aparicioacuten de carga en las laacuteminas
Por otra parte la existencia de carga en las laacuteminas se compensa como ya se ha citado con la
entrada en el espacio interlaminar de cationes deacutebilmente ligados y con estado variable de hi-
dratacioacuten que pueden ser intercambiados faacutecilmente mediante la puesta en contacto de la arci-
lla con una solucioacuten saturada en otros cationes a esta propiedad se la conoce como capacidad
de intercambio catioacutenico y es tambieacuten la base de multitud de aplicaciones industriales
Superficie especiacutefica La superficie especiacutefica o aacuterea superficial de una arcilla se define como el
aacuterea de la superficie externa maacutes el aacuterea de la superficie interna (en el caso de que esta exista)
de las partiacuteculas constituyentes por unidad de masa expresada en m2g Las arcillas poseen una
elevada superficie especiacutefica muy importante para ciertos usos industriales en los que la inter-
accioacuten soacutelido-fluido depende directamente de esta propiedad
A continuacioacuten se muestran algunos ejemplos de superficies especiacuteficas de arcillas
Caolinita de elevada cristalinidad hasta 15 m2g
Caolinita de baja cristalinidad hasta 50 m2g
Halloisita hasta 60 m2g
Illita hasta 50 m2g
Montmorillonita 80-300 m2g
Sepiolita 100-240 m2g
Paligorskita 100-200 m2g
Capacidad de Intercambio catioacutenico Es una propiedad fundamental de las esmectitas Son ca-
paces de cambiar faacutecilmente los iones fijados en la superficie exterior de sus cristales en los
espacios interlaminares o en otros espacios interiores de las estructuras por otros existentes en
las soluciones acuosas envolventes
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Sustituciones isomoacuterficas dentro de la estructura
Enlaces insaturados en los bordes y superficies externas
Disociacioacuten de los grupos hidroxilos accesibles
A continuacioacuten se muestran algunos ejemplos de capacidad de intercambio catioacutenico (en
meq100g)
Caolinita 3-5
Halloisita 10-40
Illita 10-50
Clorita 10-50
Vermiculita 100-200
Montmorillonita 80-200
Sepiolita-paligorskita 20-35
Los materiales primas de los ceraacutemicos son Minerales compuestos y elementos quiacutemicos forma-
dos mediante procesos inorgaacutenicos
Las propiedades de los minerales se estudian bajo las correspondientes divisiones mineralogiacutea
quiacutemica mineralogiacutea y fiacutesica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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PROCESO DE PRODUCCION
PROCESADO DE MATERIALES CERAacuteMICOS
Las ceraacutemicas no cristalinas (vidriosas) suelen ser formadas de fundiciones El vidrio es formado
por cualquiera de los siguientes meacutetodos soplado prensado laminado estirado colado o flota-
do y galvanizado
Los materiales ceraacutemicos cristalinos no son susceptibles de un variado rango de procesado Los
meacutetodos empleados para su manejo tienden a fallar en una de dos categoriacuteas -hacer ceraacutemica
en la forma deseada pro reaccioacuten in situ o por formacioacuten de polvos en la forma deseada y lue-
go sinterizados para formar un cuerpo soacutelido Algunos meacutetodos usados son un hiacutebrido de los dos
meacutetodos mencionados
Manufactura in situ
El uso maacutes comuacuten de este meacutetodo es en la produccioacuten de cemento y concreto Aquiacute los abrasi-
vos deshidratados son mezclados con agua Esto da comienzo a las reacciones de la hidratacioacuten
las cuales resultan en cristales grandes interconectados formaacutendose alrededor de los agregados
Pasado un tiempo esto resulta en una ceraacutemica soacutelida
El mayor problema con este meacutetodo es que la mayoriacutea de las reacciones son tan raacutepidas que no
es posible hacer una buena mezcla lo que tiende a impedir la construccioacuten en gran escala Sin
embargo los sistemas a pequentildea escala pueden ser realizados mediante teacutecnicas de depoacutesito
en donde los diferentes materiales son introducidos sobre un sustrato donde se produce la
reaccioacuten y la ceraacutemica se forma sobre este sustrato
Conformado de los polvos
El objetivo principal del conformado es dar forma y consistencia a la masa de polvos que deacute lugar
a un aumento de la densidad y por lo tanto a una mejora de las propiedades mecaacutenicas Existen
dos formas de realizar el conformado mediante la aplicacioacuten de presioacuten y temperaturas eleva-
das Con la aplicacioacuten de presioacuten y temperatura el proceso es similar a si no aplicaacutesemos altas
temperaturas pero obtenemos productos maacutes densos y homogeacuteneos a la vez que ahorramos
materias primas
Prensado uniaxial (en caliente o en friacuteo) Consiste en la aplicacioacuten de presioacuten en una uacutenica
direccioacuten hasta conseguir la compactacioacuten de los polvos ceraacutemicos La pieza asiacute conformada
tendraacute la forma de la matriz y las superficies con las que se aplica la presioacuten
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Prensado isostaacutetico en caliente o en friacuteo Consiste en compactar los polvos encerraacutendolos
hermeacuteticamente en moldes elaacutesticos tiacutepicamente de goma laacutetex o PVC aplicaacutendoles pre-
sioacuten hidrostaacutetica mediante un fluido que puede ser agua o aceite El fundamento de este
proceso es el Principio de Pascal de este modo conseguimos compactar uniformemente y
en todas las direcciones el material
Slip Casting Se fundamenta en el moldeo por barbotina de la ceraacutemica tradicional median-
te el cual obtenemos piezas de espesores pequentildeos utilizando moldes porosos
Meacutetodos basados en la sinterizacioacuten
Los principios de los meacutetodos basados en la sinterizacioacuten son sencillos Una vez que la materia
prima es acondicionada para su procesamiento (hornada) es introducida en el horno con lo que
el proceso de difusioacuten compacta a la materia prima
Los poros se achican resultando un producto maacutes denso y fuerte El quemado se hace a una
temperatura por debajo del punto de derretimiento de la ceraacutemica Siempre queda alguna poro-
sidad pero la verdadera ventaja de este meacutetodo es que la hornada puede ser producida de cual-
quier modo imaginable e incluso puede ser sinterizado Esto lo hace una ruta muy versaacutetil
Existen miles de posibles refinamientos de este proceso Algunos de los maacutes comunes involucran
presionar la hornada para darle la densidad la quema reduce el tiempo de sinterizacioacuten necesa-
rio A veces se antildeaden elementos orgaacutenicos junto a la hornada que son disueltos durante la
quema
Algunas veces se agregan lubricantes orgaacutenicos durante el proceso para incrementar la densi-
dad No es raro combinarlos agregando materia orgaacutenica y lubricantes a una hornada y luego
presionar (La formulacioacuten de estos aditivos quiacutemico orgaacutenicos es un arte en siacute mismo) Esto es
particularmente importante en la manufactura de ceraacutemica de alto rendimiento tales como las
usadas para la electroacutenica en condensadores inductores sensores etc
Puede realizarse una mezcla de componentes en vez de usar un solo polvo y luego verterlo en el
molde deseado dejaacutendolo secar y luego sinterizarlo De hecho en la alfareriacutea tradicional es he-
cho de esta forma usando una mezcla plaacutestica que es trabajada con las manos
Si una mezcla de materiales diferentes componentes es utilizada en una ceraacutemica algunas veces
la temperatura de sinterizacioacuten es mayor a la temperatura de fundicioacuten de alguno de sus com-
ponentes (fase liacutequida de sinterizacioacuten) Esto genera un periacuteodo maacutes corto de sinterizacioacuten com-
parado con el estado soacutelido sinterizado
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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DESCRIPCIOacuteN DEL PROCESO DE PRODUCCIOacuteN
LA FABRICACIOacuteN
PROCESO Una vez que las materias primas que se procesan una serie de medidas llevaraacute a cabo
para obtener el producto terminado Estos pasos incluyen la dosificacioacuten mezcla y molienda
secado por aspersioacuten formando secado esmaltado y coccioacuten Muchos de estos pasos se reali-
zan ahora con equipos automatizados
De procesamiento por lotes Un caso de muchos productos de ceraacutemica incluyendo mosaico de
la composicioacuten corporal se determina por la cantidad y el tipo de materias primas Las materias
primas tambieacuten determinan el color del cuerpo del azulejo que puede ser rojo o blanco depen-
diendo de la cantidad de hierro que contienen materias primas empleadas Por lo tanto es im-
portante mezclar las cantidades correctas en conjunto para lograr las propiedades deseadas
Caacutelculos por lotes por tanto necesario que debe tener en cuenta tanto las propiedades fiacutesicas y
composicioacuten quiacutemica de las materias primas Una vez que el peso adecuado de cada materia
prima se determina las materias primas deben ser mezclados
Mezcla y molienda Una vez que los ingredientes se pesan que se suman en un mezclador de
shell mezclador de cinta o un mezclador intensivo Un mezclador de shell se compone de dos
cilindros unidos en forma de V que gira a caer y mezclar el material Un mezclador de cinta utili-
za aspas helicoidales y un mezclador intensivo utiliza haraacute raacutepidamente renovables Este paso
maacutes muele los ingredientes dando como resultado un tamantildeo de partiacutecula maacutes fina que mejora
el proceso de formacioacuten posterior (ver paso 4 a continuacioacuten)
A veces es necesario agregar agua para aumentar la mezcla de un lote con varios ingredientes
asiacute como para lograr la molienda fina Este proceso se denomina molienda huacutemeda y con fre-
cuencia se realiza mediante un molino de bolas El resultado lleno de agua mezcla que se llama
una papilla o deslizamiento El agua se extrae de la suspensioacuten pulsando filtro (que elimina el
40-50 por ciento de la humedad) seguida de molienda en seco
De secado por aspersioacuten Si la molienda huacutemeda es utilizada por primera vez el exceso de agua
suele ser removido a traveacutes de secado por aspersioacuten Esto implica el bombeo de la lechada con
un atomizador que consiste en un disco que gira raacutepidamente o la boquilla Las gotas de la hoja
se secan a medida que se calientan con una columna de aire ascendente caliente formando pe-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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quentildeos graacutenulos de libre movimiento que dan como resultado un polvo susceptible de confor-
macioacuten
Cuerpos de baldosas tambieacuten se puede preparar por molienda en seco seguido de granulacioacuten
Granulacioacuten se utiliza una maacutequina en la cual se mezcla la mezcla de material previamente seco
molido con agua para formar las partiacuteculas en graacutenulos que a su vez formar un polvo listo para
su formacioacuten
La formacioacuten La mayoriacutea de baldosas estaacute formada por prensado en seco En este meacutetodo el
polvo de flujo libre que contiene aglutinante orgaacutenico o un bajo porcentaje de humedad se deri-
va de una tolva en la matriz de la formacioacuten El material se comprime en una cavidad de acero
por eacutembolos de acero y luego es expulsado por el eacutembolo de la parte inferior Prensas automati-
zadas se utilizan para presiones de trabajo de hasta 2500 toneladas
Varios otros meacutetodos tambieacuten se utilizan en el cuerpo del azulejo estaacute en huacutemedo la forma maacutes
moldeable Extrusioacuten ademaacutes de perforacioacuten se utiliza para producir baldosas de forma irregu-
lar y maacutes delgada de baldosas maacutes raacutepida y econoacutemica Esto implica la compactacioacuten de una
masa de plaacutestico en el cilindro de presioacuten alta y obligando a que el material fluya hacia fuera de
la botella en las babosas cortoacute Estas balas son entonces un puntildeetazo en una o maacutes fichas con
troquelado hidraacuteulico o neumaacutetico
RAM presionando a menudo se utiliza para la baldosa muy perfilada Con este meacutetodo las bal-
dosas excluidas por el cuerpo del azulejo se presionan entre dos mitades de un molde duro o
porosa montada en una prensa hidraacuteulica El formoacute parte se elimina por la primera aplicacioacuten de
vaciacuteo a la mitad superior del molde para liberar la parte de la mitad inferior seguido forzando el
aire a traveacutes de la parte de arriba para liberar la parte superior El exceso de material debe ser
removido de la pieza y acabado adicional puede ser necesario
Otro proceso conocido como cristal de presioacuten se ha desarrollado recientemente Este proceso
combina el cristal y dar forma a la vez pulsando el esmalte (en forma de polvo atomizado) direc-
tamente en la matriz llena con el polvo del cuerpo de baldosas Las ventajas incluyen la elimina-
cioacuten de liacuteneas de esmaltado asiacute como el material de desecho cristales (llamados lodos) que se
produce con el meacutetodo convencional
El secado baldosas de ceraacutemica por lo general debe ser secado (con una humedad relativa alta)
despueacutes de la formacioacuten sobre todo si un meacutetodo huacutemedo se utiliza Secado lo que puede lle-
var varios diacuteas se quita el agua a una velocidad lo suficientemente lenta como para evitar las
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grietas por contraccioacuten Los secadores continuos o tuacuteneles que se utilizan son calentados con
gas o aceite laacutemparas de infrarrojos o energiacutea de microondas Secado por infrarrojos es maacutes
adecuado para baldosas finas mientras secado por microondas que funciona mejor para maacutes
gruesa de baldosas Otro meacutetodo el secado impulso utiliza pulsos de aire caliente que fluye en
la direccioacuten transversal en vez de manera continua en la direccioacuten del flujo de materiales
Acristalamiento Para preparar el glaseado los mismos meacutetodos que para el cuerpo del azulejo
Despueacutes de una formulacioacuten de lotes se calcula las materias primas se pesan se mezclan y seco
o huacutemedo molido Los esmaltes molidos se aplican mediante uno de los meacutetodos disponibles
En el acristalamiento de centriacutefuga o arado de discos el esmalte se alimenta a traveacutes de un disco
giratorio que arroja o lanza el esmalte en el azulejo En el meacutetodo de la campana cascada una
corriente de barniz se cae en el azulejo al pasar sobre una cinta transportadora por debajo A
veces el esmalte es simplemente rociado en Para aplicaciones de esmalte muacuteltiples impresioacuten
en pantalla por debajo o entre las baldosas que se han mojado cristal se utiliza En este proce-
so esmalte es forzada a traveacutes de una pantalla por una rasqueta de goma u otro dispositivo
Acristalamiento en seco tambieacuten se estaacute utilizando Esto implica la aplicacioacuten de polvos fritas
trituradas (materiales de vidrio) y esmaltes granulada en una superficie de baldosas mojadas
acristalamiento Despueacutes de la coccioacuten las partiacuteculas de esmalte se funden entre siacute para produ-
cir una superficie como el granito
Disparo Despueacutes de cristal el azulejo se debe calentar intensamente para fortalecerlo y darle la
porosidad deseada Hay dos tipos de hornos o Despueacutes de la formacioacuten el archivo se seca poco
a poco (durante varios diacuteas) y con una humedad alta para evitar el agrietamiento y la contrac-
cioacuten A continuacioacuten el barniz se aplica a continuacioacuten el azulejo se cuece en un horno o estu-
fa Aunque algunos tipos de baldosas requiere un proceso de coccioacuten en dos etapas huacutemedo
molido baldosas se dispara una sola vez a una temperatura de 2000 grados Fahrenheit o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten el azulejo es empacado y enviado
Los hornos se utilizan para la coccioacuten de baldosas Azulejo de la pared o azulejo que es prepa-
rado por molienda en seco en lugar de molienda huacutemeda requiere generalmente un proceso de
dos pasos En este proceso el azulejo pasa a traveacutes de un disparo de baja temperatura llamada
sopa de fuego antes de acristalamiento Este paso elimina los volaacutetiles de la materia y la mayor
parte o la totalidad de la contraccioacuten El cuerpo y el esmalte luego se disparoacute en un proceso lla-
mado despido glost Tanto los procesos de coccioacuten tienen lugar en un tuacutenel o un horno conti-
nuo que consta de una caacutemara a traveacutes del cual poco a poco el software se trasladoacute en un
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transportador de rollos de refractarios estantes construidos con materiales que son resistentes a
temperaturas altas o en contenedores denominados gacetas Coccioacuten en un horno tuacutenel puede
tomar de dos a tres diacuteas con temperaturas alrededor de disparar 2372 grados Fahrenheit
(1300 grados Celsius)
Para el azulejo que soacutelo requiere un uacutenico disparo por lo general de baldosas que se prepara por
viacutea huacutemeda de rodillos para moler los hornos se utilizan generalmente Estos hornos se mueven
las mercanciacuteas de un transportador de rodillos y no necesitan muebles horno tales como blo-
ques o gacetas Los tiempos de encender en los hornos de rodillos pueden ser tan bajos como
60 minutos con temperaturas de coccioacuten alrededor de 2102 grados Fahrenheit (1150 grados
Celsius) o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten y las pruebas el azulejo estaacute listo para ser empaquetados y enviados
Subproductos Una variedad de contaminantes se generan durante las etapas de fabricacioacuten
diferentes estas emisiones deben ser controladas para cumplir con las normas de control de
aire Entre los contaminantes que produce en la fabricacioacuten de baldosas estaacuten compuestos de
fluacuteor y el plomo que se producen durante la coccioacuten y vidriado Los compuestos de plomo se
han reducido significativamente con el reciente desarrollo de esmaltes sin plomo o de bajo plo-
mo Las emisiones de fluacuteor pueden ser controladas con los depuradores los dispositivos de ae-
rosol que baacutesicamente los gases con agua para eliminar los contaminantes dantildeinos Tambieacuten
se puede controlar con procesos en seco como los filtros de tela recubierta con cal Esta cal
puede ser reciclada como materia prima para el azulejo en el futuro
La industria del azulejo es tambieacuten el desarrollo de procesos para reciclar las aguas residuales y
lodos generados durante el mecanizado automaacutetico vidrios y el secado por atomizacioacuten Ya
que algunas plantas de reciclaje el exceso de polvo generado durante el prensado en seco asiacute
como el rociacuteo producido durante el acristalamiento Residuos de barniz y teja rechazoacute tambieacuten
se devuelven al proceso de preparacioacuten del cuerpo para su reutilizacioacuten
Control de calidad La mayoriacutea de fabricantes de baldosas utilizan ahora el control estadiacutestico de
procesos (SPC) para cada paso del proceso de fabricacioacuten Muchos de ellos tambieacuten trabajan
estrechamente con sus proveedores de materia prima para asegurar que se cumplan las especi-
ficaciones antes de que el material se utilice Control estadiacutestico del proceso consiste en las car-
tas que se utilizan para controlar diversos paraacutemetros de procesamiento tales como el tamantildeo
de las partiacuteculas el tiempo de molienda la temperatura de secado y el tiempo presioacuten de com-
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pactacioacuten dimensiones despueacutes del prensado la densidad la temperatura de coccioacuten y el tiem-
po y similares Estas cartas identificar problemas con el equipo fuera de las condiciones de
especificacioacuten y ayudar a mejorar el rendimiento antes de que el producto final esteacute terminado
El producto final debe cumplir con ciertas especificaciones en relacioacuten con propiedades fiacutesicas y
quiacutemicas Estas propiedades estaacuten determinados por las pruebas estaacutendar establecido por la
Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM) Propiedades medidas incluyen resistencia
mecaacutenica resistencia de abrasioacuten resistencia quiacutemica absorcioacuten de agua su estabilidad dimen-
sional resistencia al hielo y el coeficiente de expansioacuten teacutermica lineal Maacutes recientemente el
antideslizante que se puede determinar midiendo el coeficiente de friccioacuten se ha convertido en
una preocupacioacuten Sin embargo no existe una norma se ha establecido todaviacutea porque otros
factores (tales como el disentildeo del suelo y el cuidado apropiados) puede hacer que los resultados
sin sentido
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APLICACIOacuteN EN LA ETAPA DE CONSTRUCCION YO POST-CONSTRUCCION
Su uso inicial fue fundamentalmente la elaboracioacuten de recipientes empleados para contener
alimentos o bebidas Maacutes adelante se utilizoacute para modelar figurillas de posible caraacutecter simboacuteli-
co maacutegico religioso o funerario Tambieacuten se empleoacute como material de construccioacuten en forma
de ladrillo teja baldosa o azulejo conformando muros o revistiendo paramentos La teacutecnica del
vidriado le proporcionoacute gran atractivo se utilizoacute tambieacuten en escultura Actualmente tambieacuten se
emplea como aislante eleacutectrico y teacutermico en hornos motores y en blindaje
Ceraacutemicas se utilizan en la fabricacioacuten de cuchillos La hoja del cuchillo de ceraacutemica perma-
neceraacute fuerte por mucho maacutes tiempo que el de un cuchillo de acero a pesar de que es maacutes
fraacutegil que se abrocha por la caiacuteda sobre una superficie dura
Ceraacutemicas como aluacutemina y carburo de boro se han utilizado en baliacutestica chalecos blindados
para repeler gran calibre rifle de fuego Dichas placas se conocen comuacutenmente como de
armas pequentildeas inserciones de proteccioacuten (SAPI) Material similar se utiliza para proteger
las cabinas de algunos aviones militares debido a su bajo peso del material
Las bolas de ceraacutemica se puede utilizar para sustituir el acero en rodamientos de bolas Su
mayor dureza que significa que son mucho menos susceptibles al desgaste y puede ofrecer
maacutes de vida triple Tambieacuten se deforman menos en el sentido de carga que tienen menos
contacto con las paredes de retencioacuten del rodamiento y puede rodar maacutes raacutepido En las
aplicaciones de muy alta velocidad el calor de la friccioacuten durante la rodadura puede causar
problemas para los rodamientos de metal los problemas que se reducen por el uso de la ce-
raacutemica La ceraacutemica es tambieacuten maacutes resistente a los quiacutemicos y puede utilizarse en ambien-
tes huacutemedos donde los rodamientos de acero se oxidaban El mayor inconveniente de uti-
lizar la ceraacutemica es un costo mucho maacutes elevado En muchos casos sus propiedades de ais-
lamiento eleacutectrico tambieacuten puede ser valiosa para los rodamientos
En la deacutecada de 1980 Toyota investigoacute la produccioacuten de una adiabaacutetica motor de ceraacutemica
que pueden funcionar a una temperatura de maacutes de 6000 deg F (3300 deg C) Motores ceraacutemicos
no necesitan un sistema de enfriamiento y por lo tanto permiten una importante reduccioacuten
de peso y la eficiencia de combustible por lo tanto mayor La eficiencia del combustible del
motor es tambieacuten maacutes alta a alta temperatura como se muestra por Carnot teorema En un
motor metaacutelico convencional mucha de la energiacutea liberada por el combustible debe ser di-
sipada como calor residual con el fin de evitar un colapso de las partes metaacutelicas A pesar
de todas estas propiedades deseables tales motores no estaacuten en produccioacuten ya que la fa-
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bricacioacuten de piezas de ceraacutemica de la precisioacuten necesaria y la durabilidad es difiacutecil Imper-
fecciones en la ceraacutemica lleva a las grietas que puede conducir a fallas en los equipos po-
tencialmente peligrosos Estos motores son posibles en el laboratorio pero la produccioacuten
en masa no es factible con la tecnologiacutea actual
Se estaacute trabajando en el desarrollo de piezas ceraacutemicas para turbinas de gas motores En
la actualidad incluso las hojas hechas de avanzadas aleaciones de metales utilizados en la
seccioacuten de los motores calientes requieren temperaturas de refrigeracioacuten y cuidadosos que
limitan la de Motores turbina hizo con ceraacutemicas podiacutea operar maacutes eficientemente dando
aviones mayor alcance y payload por un importe conjunto de combustible
Recientemente se han producido avances en la ceraacutemica que incluyen bio-ceraacutemica tales
como los implantes dentales y huesos sinteacuteticos hidroxiapatita el componente mineral na-
tural del hueso se ha hecho de forma sinteacutetica a partir de una serie de fuentes bioloacutegicas y
quiacutemicas y se pueden transformar en materiales ceraacutemicos Implantes ortopeacutedicos a partir
de estos bonos de materiales faacutecilmente a los tejidos oacuteseos y otras partes del cuerpo sin re-
chazo o reacciones inflamatorias Debido a esto son de gran intereacutes para la entrega de ge-
nes y la ingenieriacutea de tejidos andamios La mayoriacutea de la ceraacutemica de hidroxiapatita son
muy porosas y la falta de resistencia mecaacutenica y se utilizan para dispositivos ortopeacutedicos ca-
pa de metal para ayudar en la formacioacuten de un enlace con el hueso o como relleno oacuteseo
Tambieacuten se utilizan como relleno de tornillos ortopeacutedicos de plaacutestico para ayudar a reducir
la inflamacioacuten y aumentar la absorcioacuten de estos materiales de plaacutestico Se estaacute trabajando
para hacer fuerte y bien densa nano cristalina de materiales ceraacutemicos de hidroxiapatita pa-
ra dispositivos ortopeacutedicos que soportan peso en sustitucioacuten de metales y materiales plaacutes-
ticos extranjeros ortopeacutedico con un material sinteacutetico pero de origen natural mineral de los
huesos En uacuteltima instancia estos materiales ceraacutemicos se pueden utilizar como sustitutos
de hueso o con la incorporacioacuten de la proteiacutena colaacutegeno huesos sinteacuteticos
Ceraacutemica de alta tecnologiacutea se utiliza en relojeriacutea para la produccioacuten de cajas de relojes El
material se valora por los relojeros por su ligereza resistencia al rayado resistencia y tacto
suave CBI es una de las marcas que ha iniciado el uso de la ceraacutemica en la relojeriacutea El caso
de la CBI edicioacuten 2007 de Top Gun de la Vigilancia de la Pilot cronoacutegrafo doble se hace a
mano en ceraacutemica de alta tecnologiacutea negro
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Revestimiento con ceraacutemico Las ceraacutemicas se
comercializan clasificadas con un nuacutemero de
tono cuando compre las cajas verifique una por
una para evitar contratiempos a la hora de su
colocacioacuten
Para lograr el equilibrio de coloracioacuten es aconse-
jable mezclar las piezas antes de su colocacioacuten
En este sentido vaya sacando una ceraacutemica de cada caja y coloacutequelas en este orden ya que
siempre existe una pequentildea variacioacuten de matiz de una caja a otra pero que no se notaraacute cuando
se hallen instaladas En cuanto a los sistemas de colocacioacuten existen dos alternativas el sistema
mortero tradicional (praacutecticamente en desuso) y el sistema de capa fina El primero requiere
sumergir la ceraacutemica en agua limpia durante unos minutos como paso previo a su colocacioacuten Si
opta por este meacutetodo recuerde que la ceraacutemica no debe introducirse en el agua con su envase
de cartoacuten ya que podriacutea mancharse como consecuencia de la accioacuten de la tinta del envoltorio o
de la oxidacioacuten de los ganchos de cierre En este sistema es imprescindible tambieacuten mojar los
revoques de los muros y las carpetas de los pisos
Si emplea el segundo sistema que se trabaja sobre la base de un adhesivo cementicio no seraacute
necesario mojar la ceraacutemica ni los revoques No obstante independientemente del meacutetodo de
colocacioacuten utilizado usted deberaacute verificar que las ceraacutemicas esteacuten libres de polvo antes de su
instalacioacuten
En el piso no soacutelo deberaacute tener en cuenta la junta entre una ceraacutemica y otra sino tambieacuten una
separacioacuten perimetral que para superficies pequentildeas debe llegar a los 15 miliacutemetros
Las juntas entre ceraacutemicas deben sellarse con cemento Portland mezclado con arena marmolina
o cuarzo molido Si quiere dar color a la junta recuerde que no es conveniente utilizar colorantes
hidrosolubles como oacutexido de hierro o negro de humo porque pueden manchar la ceraacutemica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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EMPRESAS NACIONALES QUE PRODUCEN DICHOS PRODUCTOS
Las Compantildeiacutea Ceraacutemica o empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y pisos ceraacutemicos han tenido
como objetivo de mejorar la calidad de informacioacuten minimizar esfuerzos y recursos reducir costos y
brindar un mejor servicio al cliente que quiere adquirir estos productos para ello tenemos algunas
empresas nacionales descritos en esta investigacioacuten
COMPANtildeIacuteA DE CERAacuteMICA SA CELIMA
Es empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y
pisos ceraacutemicos desde 1982Ceraacutemica Lima SA
ldquoCelimardquo es una empresa cimentada en la tradicioacuten
milenaria de las culturas Nazca Moche y Chaviacuten para
el dominio de la ceraacutemica cuenta con personal alta-
mente calificado y tecnologiacutea de punta que le ha permitido ingresar a los mercados maacutes exigentes
del mundo tales como la Comunidad Econoacutemica Europea Estados Unidos Canadaacute Australia Centro
Ameacuterica y Sud-Ameacuterica Actualmente CELIMA tiene una capacidad de produccioacuten mensual de
1rsquo100000 m2 entre azulejos y pisos ceraacutemicos
CERAacuteMICA SAN LORENZO ndash PERUacute inicia la
construccioacuten de su planta en mayo de 1999
con los maacutes altos estaacutendares de seguridad
ambiental y tecnologiacutea italiana de vanguardia
Con una inversioacuten inicial de 17 millones de
doacutelares iniciaacutendose con una produccioacuten mensual de 200000 m2 de revestimiento ceraacutemico
para pisos
Antildeo y medio despueacutes amplia su capacidad productiva eacutesta se incrementa a 440000 m2 al
mes innovando en la produccioacuten del Revestimiento Ceraacutemico de Pared permitiendo asiacute
abastecer la demanda insatisfecha de los revestimientos de Pared que no disponiacutea ante-
riormente con una inversioacuten aproximada de 10 millones de doacutelares
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Luego con el objetivo de desarrollar un mercado de exportacioacuten a Estados Unidos donde el gru-
po ha iniciado operaciones a traveacutes de Ceraacutemica San Lorenzo INC (USA) se invierte en una
nueva liacutenea de esmaltado otorgaacutendole asiacute flexibilidad a la produccioacuten siendo eacutesta una alternativa
de disminucioacuten de tiempo en el cambio de producto y se suma a ella la reduccioacuten de ciclos de
proceso de coccioacuten aumentando asiacute la velocidad de la produccioacuten llegando a producir 620000
m2 mensuales
Tambieacuten dentro de los proyectos importantes tenemos el montaje y puesta en marcha de la
planta de productos de tercer fuego los cuales complementan nuestra liacutenea actual de revesti-
mientos Liacutenea de alto perfil desarrollar una serie de piezas especiales como son zoacutecalos liacutestelos
en sus distintas medidas insertos tacos etc
Debido al sostenido aumento de las ventas y con el fin de obtener el liderazgo en el mercado del
ceraacutemico actualmente Ceraacutemica San Lorenzo a incrementado su capacidad de produccioacuten con
una inversioacuten de 12 millones de doacutelares en una ampliacioacuten de planta de 420000 m2 de ceraacutemi-
cos mensuales bajo el concepto de ldquoalta productividadrdquo considerando en el proceso de produc-
cioacuten la molienda de arcillas por viacutea seca ahorrando asiacute gas natural y energiacutea eleacutectrica
Hoy Ceraacutemica San Lorenzo logra ofrecer una amplia gama de productos ceraacutemicos de alta cali-
dad con una produccioacuten superior al milloacuten de metros cuadrados
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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CONCLUSIONES
Se logro obtener la mayor y suficiente informacioacuten acerca del tema pisos ceraacutemicos y mayoacute-
licas
Se logro obtener conocimiento del tema a presentar en este trabajo ldquopisos ceraacutemicos y ma-
yoacutelicasrdquo ya que este tema en discusioacuten es de mucha importancia para nuestra carrera profe-
sional
Se logro obtener la informacioacuten suficiente del tema en investigacioacuten estructurado en los
siguientes apartados descripcioacuten del producto descripcioacuten de las materias primas proceso
de produccioacuten aplicacioacuten en la etapa de construccioacuten yo post-construccioacuten empresas na-
cionales que producen
Los ceraacutemicos son muy importante y aportan al desarrollo y a la comodidad de la humani-
dad asiacute como para la ingenieriacutea es muy importante ya que aporta a los acabados en cons-
trucciones
Por el presente trabajo de investigacioacuten se adquirioacute nuevos conocimientos en cuanto al ma-
terial llamado pisos ceraacutemicos y mayoacutelicas
Aprendimos cuales son los materias primas para la fabricacioacuten de las ceraacutemicas
Aprendimos las aplicaciones en la construccioacuten y en la post construccioacuten
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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RECOMENDACIONES
Se recomienda el uso adecuado y mesurado de la informacioacuten en investigacioacuten
Es maacutes factible hacer trabajos de investigacioacuten de materiales ya conocidos y comunes que
se usan en el proceso de construccioacuten y post construccioacuten
Los integrantes del grupo deben trabajar adecuadamente y con seriedad para que no se
produzca mayor y aprender a trabajar en equipo
Este trabajo fue realizado con mucho esmero y dedicacioacuten ya que el tema en investigacioacuten
es muy importante para nuestra carrera profesional
Observar y realizar un resumen de la informacioacuten recabada de acuerdo al tema en investi-
gacioacuten asiacute como recabar nueva y reciente informacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten tomar maacutes implicancia y verificar los avances de los
trabajos de investigacioacuten y detallar las dificultades de cada grupo asiacute como los errores y asiacute
realizar un mejor u buen trabajo de investigacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten organizar de mejor manera a los alumnos para una
buena y mejor elaboracioacuten de los trabajos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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BIBLIOGRAFIA
Castaldo Paris Lluis- Necesidad e importancia de la ceraacutemica como manifestacioacuten humana
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Introduccioacuten a la ciencia e ingenieriacutea de los materiales WD Callister
Materiales Estructura propiedades y aplicaciones Saja Saez ndash Rodriacuteguez Perez ndash Rodriacuteguez
Mendez
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ANEXOS
Pisos ceraacutemicos en viviendas
Pisos ceraacutemicos en sshh
Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
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Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
Pisos ceraacutemicos en Inst Puacuteblicos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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ros y un elevado moacutedulo de Young (fragilidad elevada) y al tener un enlace ioacutenico covalente es
imposible de realizar
Existen materiales ceraacutemicos cuya tensioacuten mecaacutenica en un ensayo de compresioacuten puede llegar a
ser superior a la tensioacuten soportada por el acero La razoacuten viene dada por la compresioacuten de los
porosagujeros que se han creado en el material Al comprimir estos poros la fuerza por unidad
de seccioacuten es mayor que antes del colapso de los poros
Las propiedades de un material ceraacutemico dependen de la naturaleza de la arcilla empleada de la
temperatura y de las teacutecnicas de coccioacuten a las que ha sido sometido Asiacute tenemos
MATERIALES CERAacuteMICOS POROSOS
No han sufrido vitrificacioacuten es decir no se llega a fundir el cuarzo con la arena Su fractura (al
romperse) es terrosa siendo totalmente permeables a los gases liacutequidos y grasas Los maacutes im-
portantes
- Arcillas cocidas- De color rojizo debido al oacutexido de hierro de las arcillas que la componen La
temperatura de coccioacuten es de entre 700 a 1000 degC Si una vez cocida se recubre con oacutexido de
estantildeo (similar a esmalte blanco) se denomina loza estanniacutefera Se fabrican baldosas ladrillos
tejas jarrones cazuelas etc
- Loza italiana- Se fabrica con arcilla entre amarillenta y rojiza mezclada con arena pudiendo
recubrirse de barniz transparente La temperatura de coccioacuten variacutea entre 1050 a 1070 degC
- Loza inglesa- Fabricada de arcilla arenosa de la que se elimina mediante lavado el oacutexido de
hierro y se le antildeade silex (25-35) yeso feldespato (bajando el punto de fusioacuten de la mezcla) y
caoliacuten para mejorar la blancura de la pasta La coccioacuten se realiza en dos fases
1) Cocido entre 1200 y 1300 degC
2) Se extrae del horno y se cubre de esmalte El resultado es anaacutelogo a las porcelanas pero no es
impermeable
- Refractarios- Se trata de arcillas cocidas porosas en cuyo interior hay unas proporciones gran-
des de oacutexido de aluminio torio berilio y circonio La coccioacuten se efectuacutea entre los 1300 y los
1600 degC El enfriamiento se debe realizar lenta y progresivamente para no producir agrietamien-
tos ni tensiones internas Se obtienen productos que pueden resistir temperaturas de hasta
3000 degC Las aplicaciones maacutes usuales son
a) Ladrillos refractarios que deben soportar altas temperaturas en el interior de hornos
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b) Electro ceraacutemicas Con las que en la actualidad se estaacuten llevando a cabo investigaciones en
motores de automoacuteviles aviones generadores eleacutectricos etc con vistas a sustituir elementos
metaacutelicos por refractarios con los que se pueden obtener mayores temperaturas y mejor ren-
dimiento Una aplicacioacuten no muy lejana fue su uso por parte de la NASA para proteger la parte
delantera y lateral del Challenger en el aterrizaje
MATERIALES CERAacuteMICOS IMPERMEABLES Y SEMI IMPERMEABLES
Se los ha sometido a temperaturas bastante altas en las que se vitrifica completamente la arena
de cuarzo De esta manera se obtienen productos impermeables y maacutes duros Los maacutes destaca-
dos
- Gres ceraacutemico comuacuten-Se obtiene a partir de arcillas ordinarias sometidas a temperaturas de
unos 1300 degC Es muy empleado en pavimentos
- Gres ceraacutemico fino- Obtenido a partir de arcillas refractarias (conteniendo oacutexidos metaacutelicos) a
las que se le antildeade un fundente (feldespato) con objeto de rebajar el punto de fusioacuten Maacutes tarde
se introducen en un horno a unos 1300 degC Cuando estaacute a punto de finalizar la coccioacuten se im-
pregnan los objetos de sal marina La sal reacciona con la arcilla y forma una fina capa de sili-
coalunminato alcalino vitrificado que confiere al gres su vidriado caracteriacutestico
- Porcelana- Se obtiene a partir de una arcilla muy pura denominada caoliacuten a la que se le antildeade
fundente (feldespato) y un desengrasante (cuarzo o siacutelex) Son elementos muy duros soliendo
tener un espesor pequentildeo (de 2 a 4 mm) su color natural es blanco o translucido Para que el
producto se considere porcelana es necesario que sufra dos cocciones una a una temperatura
de entre 1000 y 1300 degC y otra a maacutes alta temperatura pudiendo llegar a los 1800 degC Teniendo
multitud de aplicaciones en el hogar (pilas de cocina vajillas etc) y en la industria (toberas de
reactores aislantes en transformadores etc) Seguacuten la temperatura se distinguen dos tipos
Porcelanas blandas Cocidas a unos 1000 degC se sacan se les aplica esmalte y se vuelven a intro-
ducir en el horno a una temperatura de 1250 degC o maacutes
Porcelanas duras Se cuecen a 1000ordm C a continuacioacuten se sacan se esmaltan y se reintroducen
en el horno a unos 1400 degC o maacutes Si se decoran se realiza esta operacioacuten y luego se vuelven a
introducir en el horno a unos 800 ordmC
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
10
TIPOS DE MATERIALES CERAacuteMICOS
Una ceraacutemica material puede ser definida como cualquier material de oacutexido cristalino inorgaacuteni-
co Es soacutelido e inerte Los materiales ceraacutemicos son fraacutegiles duro resistente a la compresioacuten la
debilidad en la esquila y la tensioacuten Sean capaces de soportar la erosioacuten quiacutemica que se produce
en un ambiente aacutecido o sosa caacuteustica En muchos casos resistir la erosioacuten causada por el aacutecido y
la base se le aplica Ceraacutemica en general pueden soportar temperaturas muy altas tales como
temperaturas que oscilan entre los 1000 deg C y 1600 ordm C (1800 deg F a 3000 deg F) Las excepciones
son los materiales inorgaacutenicos que no tienen el oxiacutegeno como el carburo de silicio De vidrio por
definicioacuten no es una ceraacutemica ya que es un soacutelido amorfo (no cristalino) Sin embargo el vidrio
consta de varios pasos del proceso de la ceraacutemica y sus propiedades mecaacutenicas se comportan de
manera similar a los materiales ceraacutemicos Materias primas tradicionales de ceraacutemica incluyen
minerales de la arcilla como la caolinita los materiales maacutes recientes incluyen el oacutexido de alumi-
nio maacutes comuacutenmente conocido como aluacutemina Los modernos materiales de ceraacutemica que se
clasifican como ceraacutemicas avanzadas son de carburo de silicio y carburo de tungsteno Ambos
son valorados por su resistencia a la abrasioacuten y por lo tanto son uacutetiles en aplicaciones tales co-
mo las placas de desgaste de equipos de trituracioacuten en las operaciones mineras Ceraacutemicas
avanzadas tambieacuten se utilizan en la medicina la industria eleacutectrica y electroacutenica
CERAacuteMICA CRISTALINA- Materiales ceraacutemicos cristalinos no son susceptibles de una amplia
gama de procesamiento Meacutetodos para tratar con ellos tienden a caer en una de las dos catego-
riacuteas - supeditar la ceraacutemica en la forma deseada por la reaccioacuten in situ o por formar los polvos
en la forma deseada y luego de sinterizacioacuten para formar un cuerpo soacutelido de ceraacutemica que
forman las teacutecnicas incluyen la configuracioacuten de forma manual (a veces incluso un proceso de
rotacioacuten llamado lanzar) barbotina colaje en cinta (usado para hacer condensadores de ce-
raacutemica fina etc) de moldeo por inyeccioacuten prensado en seco y otras variaciones (Veacutease tam-
bieacuten Ceraacutemica teacutecnicas de formacioacuten Los detalles de estos procesos se describen en los dos li-
bros mencionados a continuacioacuten) Algunos meacutetodos utilizan un hiacutebrido entre los dos enfoques
NO CRISTALINA CERAacuteMICA- No cristalinas de ceraacutemica siendo las gafas tienden a formarse a
partir de fundidos El vidrio se forma cuando sea completamente fundido con una feacuterula o
cuando en un estado de caramelo-como la viscosidad por meacutetodos como la voladura de un
molde Si maacutes tarde el calor tratamientos causa este vaso para convertirse en parte cristalino el
material resultante se conoce como la ceraacutemica de vidrio
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
11
PROPIEDADES DE LA CERAMICA
Propiedades mecaacutenicas-Los materiales ceraacutemicos son generalmente fraacutegiles o vidriosos
Casi siempre se fracturan ante esfuerzos de tensioacuten y presentan poca elasticidad
Propiedades teacutermicas- Esta propiedad se fundamenta en tres caracteriacutesticas de los mate-
riales ceraacutemicos elevado punto de fusioacuten bajo coeficiente de dilatacioacuten y baja conductivi-
dad teacutermica
Propiedades oacutepticas
Propiedades eleacutectricas-Los materiales ceraacutemicos tienen una propiedad de aislamiento eleacutec-
trico
Propiedades magneacuteticas
Propiedades quiacutemicas
PROPIEDADES MECAacuteNICAS
Los materiales ceraacutemicos son generalmente ioacutenicos o covalentes materiales en condiciones de
servidumbre y puede ser cristalina o amorfa Un material se mantienen unidos por uno u otro
tipo de bonos tienden a la fractura antes de que la deformacioacuten plaacutestica se lleva a cabo lo que se
traduce en pobres dureza de estos materiales Ademaacutes debido a que estos materiales tienden a
ser porosas los poros y otras imperfecciones microscoacutepicas actuacutean como concentradores de
esfuerzos la disminucioacuten de la resistencia maacutes allaacute y la reduccioacuten de la resistencia a la traccioacuten
Estos se combinan para dar fallos catastroacuteficos a diferencia de la que normalmente mucho maacutes
suaves modos de falla de los metales
Estos materiales se muestran deformacioacuten plaacutestica Sin embargo debido a la estructura riacutegida
de los materiales cristalinos no se dispone de muy pocos sistemas de deslizamiento de las dislo-
caciones para moverse por lo que se deforman muy lentamente Con el no-cristalinos (vidrio-
sos) los materiales viscoso flujo es la principal fuente de deformacioacuten plaacutestica y tambieacuten es
muy lento Por tanto es descuidado en muchas aplicaciones de los materiales ceraacutemicos
PROPIEDADES ELEacuteCTRICAS
Semiconductores- Hay una serie de ceraacutemicas que son semiconductores La mayoriacutea de estos
son los oacutexidos de metales de transicioacuten que son semiconductores II-VI como el oacutexido de zinc
Mientras se habla de hacer azul LED de oacutexido de zinc ceramistas estaacuten maacutes interesados en las
propiedades eleacutectricas que muestran los efectos del liacutemite de grano Ceraacutemica semiconductores
tambieacuten se emplean como sensores de gas Cuando varios gases son pasados por una ceraacutemica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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poli cristalina su resistencia eleacutectrica cambia Con ajuste a las mezclas de gas que sea posible
los dispositivos de muy bajo costo se pueden producir
Superconductividad- Bajo ciertas condiciones tales como temperaturas extremadamente bajas
algunas ceraacutemicas muestran superconductividad de alta temperatura La razoacuten exacta de esto
no se conoce pero hay dos grandes familias de la ceraacutemica superconductora
Ferro electricidad y Suacuteper series- Piezoelectricidad un viacutenculo entre la actividad eleacutectrica y
mecaacutenica es exhibida por un gran nuacutemero de materiales ceraacutemicos incluyendo el cuarzo utiliza-
do para medir el tiempo en los relojes y otros aparatos electroacutenicos
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LOS CERAacuteMICOS
Los materiales ceraacutemicos son compuestos quiacutemicos o soluciones complejas que contienen elemen-
tos metaacutelicos y no metaacutelicos Tienen amplias propiedades mecaacutenicas y fiacutesicas Debido a sus enlaces
ioacutenicos o covalentes los ceraacutemicos son duros fraacutegiles con un alto punto de fusioacuten baja conductivi-
dad eleacutectrica y teacutermica buena estabilidad quiacutemica resistencia a la compresioacuten
La composicioacuten quiacutemica de los ceraacutemicos generalmente es
Nitruro de silicio (Si3N4) utilizado como polvo abrasivo
Carburo de boro (B4C) usado en algunos helicoacutepteros y cubiertas de tanques
Carburo de silicio (SiC) empleado en hornos microondas en abrasivos y como material refrac-
tario
Diboruro de magnesio (MgB2) es un superconductor no convencional
Oacutexido de zinc (ZnO) un semiconductor
Ferrita (Fe3O4) es utilizado en nuacutecleos de transformadores magneacuteticos y en nuacutecleos de memo-
rias magneacuteticas
Oacutexido de uranio (UO2) empleado como combustible en reactores nucleares
Oacutexido de itrio bario y cobre (YBa2Cu3O7-x) superconductor de alta temperatura
talio-bario-calcio
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DEL ELECTRO PORCELANA
El electro porcelano es el maacutes importante de los materiales ceraacutemicos empleados en electrotecnia
Esta sustancia se obtiene mediante la mezcla de
1) El caoliacuten o tierra de porcelana que es un silicato de aluminio hidratado cuya composicioacuten co-
rresponde aproximadamente a la foacutermula
Al2O3 - 2SiO2 - 2H2O
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
13
2) El cuarzo u oacutexido de silicio de foacutermula SiO2
3) El feldespato nombre geneacuterico de un grupo de minerales petrogeneacuteticos o formadores de ro-
cas Todos los feldespatos son silicatos anhidros de aluminio con potasio sodio y calcio El fel-
despato potaacutesico es el m s empleado en la fabricacioacuten de la porcelana y su foacutermula quiacutemica
aproximada es
K2O - Al2O3 - 6SiO2
Las proporciones de estas sustancias en la mezcla determinan las propiedades eleacutectricas mecaacutenicas y
teacutermicas de los productos obtenidos despueacutes de la coccioacuten
La mezcla de estos productos se realiza en proporciones que se establecen por diferentes meacutetodos
el maacutes comuacuten es el de diagrama de composicioacuten
COMPOSICIOacuteN QUIMICA DE ESTRUCTURA DE LOS CERAacuteMICOS CRISTALINOS
La composicioacuten de Estructura Perovskite
Se encuentra en varios ceraacutemicos eleacutectricos En este tipo de celdas estaacuten 3 tipos de iones que
son iones de bario iones de oxiacutegeno y iones de titanio La distorsioacuten de la celda unitaria produce
una sentildeal eleacutectrica lo que permite que ciertos titanitos sirvan como transductores Entonces
estaraacute compuesto por iones de
Bario (Ba)
Oxigeno (O)
Titanio (Ti)
La composicioacuten de Estructura del corindoacuten
Es similar a una estructura hexagonal compacta Algunos ceraacutemicos tienen esta estructura como
son
Cr2O3 y Fe2O3
La composicioacuten de Estructura de espinel
Tiene una celda unitaria cuacutebica en cada uno de sus cubos menores hay iones de oxiacutegeno hay 4
intersticiales octaeacutedricos y 8 sitios intersticiales tetraeacutedricos de los cuales los cationes ocupan 3
En los espineles inversos el ioacuten bivalente y la mitad de los iones trivalentes se localizan en los
sitios octaeacutedricos
La composicioacuten de estructura de los silicatos cristalinos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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En el siacutelice el enlace covalente requiere que los aacutetomos de silicio tengan junto 4 aacutetomos de oxiacute-
geno creando asiacute una estructura tetraeacutedrica esta es la unidad estructural fundamental del siacutelice
de las arcillas y de silicatos viacutetreos
Los compuestos de silicatos forman una serie de soluciones soacutelidas conocidas como olivinos y
orto silicatos
La composicioacuten de Estructuras laminares
Cuando la relacioacuten O resulta en la foacutermula
Si2O3
Los tetraedros se combinan para formar estructuras laminares en una formacioacuten ideal 3 aacuteto-
mos de oxiacutegeno formando un patroacuten hexagonal La caolinita que es una arcilla comuacuten estaacute com-
puesta por laacuteminas de silicato enlazadas ioacutenicamente a una hoja compuesta por ciertos grupos
las arcillas son componentes importantes de muchos ceraacutemicos
La composicioacuten de Siacutelice
Conforme incrementa la temperatura el siacutelice cambia de cuarzo alfa a cuarzo beta a tridimita
beta a cristobalita beta y a liacutequido la transformacioacuten de cuarzo alfa a beta crea un cambio de
dimensioacuten en el siacutelice acompantildeado por esfuerzos altos e incluso por agrietamiento
CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS Y QUIacuteMICAS DE LOS CERAacuteMICOS
Es necesario conocer las caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas de los materiales riacutegidos modulares
tanto para discriminar la calidad de unos productos respecto de otros como para poder deducir
su adecuacioacuten al uso en funcioacuten de las exigencias previstas o previsibles en el lugar de destino
Para todos los materiales riacutegidos modulares destinados a un recubrimiento debemos tomar en
consideracioacuten caracteriacutesticas relacionadas con
Las caracteriacutesticas asociadas a cada grupo deben disponer de meacutetodos de ensayo normalizados o
al menos reconocidos en reglamentos nacionales y ello no siempre es posible pues las normas
de producto soacutelo contemplan aquellas caracteriacutesticas seleccionadas por los fabricantes como
fundamentales para sus fines empresariales
Podemos citar como caracteriacutesticas especiales
La resistencia a la corrosioacuten en niebla salina (seguacuten ISO 9227)
El comportamiento en atmoacutesfera de SO2 (seguacuten UNE-EN ISO 6988)
La permeabilidad frente a la lluvia (medida seguacuten BS431 Apeacutendice A)
La conductividad eleacutectrica
La resistencia al crecimiento de moho
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Las tres primeras suelen considerarse en materiales destinados a revestimientos exteriores la
cuarta en solados y alicatados que precisen equipotencial dad eleacutectrica o un nivel de conducti-
vdad eleacutectrica que permita evacuar a tierra cargas electrostaacuteticas que pueden generar explosio-
nes o incendio
Normales teacutecnicas
Las normas Teacutecnicas establecen los niveles de calidad y seguridad y son un medio oacuteptimo para
facilitar la transparencia en el mercado y en elemento fundamental para competir
Por este motivo el CID del INDECOPI contribuye a la mejora de la Competitividad - Paiacutes ponien-
do a disposicioacuten de las empresas Pymes consultores estudiantes y ciudadaniacutea en general el
ldquoCATAacuteLOGO DE NORMAS TEacuteCNICAS PERUANAS SOBRE PRODUCTOS CERAacuteMICOS PARA EDIFICA-
CIOacuteNrdquo aprobadas por el Indecopi a traveacutes de la Comisioacuten de Normalizacioacuten y de Fiscalizacioacuten de
Barreras Comerciales No Arancelarias La presentacioacuten del cataacutelogo es amigable y de faacutecil ubica-
cioacuten estaacute clasificada por aacutereas temaacuteticas de acuerdo a la Clasificacioacuten Internacional de Normas y
dentro de estas en orden correlativo por coacutedigo de NTP con un resumen del contenido de la
misma
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
16
DESCRIPCION DE LAS MATERIAS PRIMAS
MATERIAS PRIMAS PARA LA CONSTRUCCIOacuteN DE CERAacuteMICAS En las ceraacutemicas tradicionales se utilizan materias primas de depoacutesitos naturales Arcillas feldespatos cuarzo estos son poco purificadas
La materia prima es
La arcilla
El agua
La siacutelice
El plomo
El estantildeo
Se forman muacuteltiples fases en la coccioacuten Para cada composicioacuten se dan muchas aplicaciones En las ceraacutemicas teacutecnicas materias primas son de pureza alta y presentan fase uacutenica cada composi-cioacuten tiene una aplicacioacuten especificada Una pasta ceraacutemica baacutesicamente contiene
La arcilla estaacute constituida por agregados de silicatos de aluminio hidratados siendo blanca cuando es pura Surge de la descomposicioacuten de rocas que contienen feldespato originada en un proceso natural que dura decenas de miles de antildeos La foacutermula quiacutemica es Al2O3 middot 2SiO2 middot H2O
Feldespato Carbonato de calcio (caliza)La caliza es una roca sedimentaria porosa de origen quiacutemico formada mineraloacutegicamente por carbonatos La foacutermula de la caliza es CaMg(CO3)2
Chamota (residuo obtenido en el horno)
Chamota de ladrillo
Rotura cruda
Clasificacioacuten de la Arcilla
Las arcillas pueden clasificarse de acuerdo al proceso
geoloacutegico que las originoacute y a la ubicacioacuten del yacimiento en el que se encuentran Se puede re-
conocer
Arcilla primaria Se utiliza esta denominacioacuten cuando el yacimiento donde se encuentra es el
mismo lugar en donde se originoacute El caoliacuten es la uacutenica arcilla primaria conocida
Granulometriacutea Dentro de la clasificacioacuten granulomeacutetrica de las partiacuteculas del suelo las arcillas
ocupan el siguiente lugar
Feldespato
El feldespato es el mineral maacutes comuacuten sobre la
corteza terrestre iexclde manera que es muy posible
que lo encuentres entre las rocas que coleccionas
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
17
Se encuentra en cada uno de los tres tipos de rocas pero es maacutes comuacuten encontrarlo en las
rocas iacutegneas intrusivas como el granito en donde los cristales son blancos o rosados Hay
diferentes tipos de feldespato
Las caracteriacutesticas de los dos tipos maacutes comunes se dan a continuacioacuten Excepto por su color
estos dos tipos comunes de feldespato son difiacuteciles de diferenciar El color puede ser de gran
ayuda pero hay que tener en cuenta que el mismo mineral puede tener colores diferentes
La mejor manera de diferenciar estos dos es mediante la observacioacuten de la superficie de los
cristales y ver si tienen estriaciones delgadas paralelas El feldespato de plagioclasa tiene
estriaciones y el feldespato ortoclase no tiene
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LAS MATERIAS PRIMAS
Algunos ceraacutemicos como la porcelana productos arcillosos estructurales y algunos componentes
electroacutenicos contienen una fase cristalina Durante el tratamiento a elevadas Temperaturas de este
tipo de materiales soacutelidos ceraacutemicos tiene lugar un proceso llamado Vitrificacioacuten por medio del cual
la fase cristalina se licuacutea y rellena los poros del material Esta Fase cristalina liacutequida puede reaccionar
con alguno de los soacutelidos restantes del material refractario Bajo enfriamiento la fase liquida solidifi-
ca para formar una matriz viacutetrea que une las partiacuteculas que no han fundido
CERAacuteMICOS TRADICIONALES
Los ceraacutemicos tradicionales estaacuten constituidos por tres
tipos baacutesicos
Arcilla siacutelice (siacutelex) y feldespato La arcilla estaacute com-
puesta principalmente por silicatos de Al hidratados
(Al2O3 Si O2 H20) con pequentildeas cantidades de otros
oacutexidos como TiO2 Fe2O3 MgO CaO Na2O K2O
En esta imagen podemos percibir la forma-
cioacuten de un cuello durante la sinterizacioacuten de
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
18
dos partiacuteculas pequentildeas La difusioacuten atoacutemica tiene lugar en la superficie de contacto y alarga el aacuterea
de contacto para formar un cuello
En al siguiente imagen observamos como al porosidad da frente al tiempo de compactos de MgO
dopados con un 02 en peso del CaO y sinterizado en aire estatico a 1330 y 1430 oC noacutetese que
una mayor temperatura de sinterizado produce una disminucioacuten maacutes raacutepida de la porosidad y un
nivel de porosidad maacutes bajo
La siacutelice (Si O2) Tambieacuten llamada Siacutelex o Cuarzo El feldespato potaacutesico que tiene la composicioacuten
baacutesica K2O Al2O3 6SiO2 se funde a bajas temperaturas y se transforma en vidrio cuando la mezcla
ceraacutemica se somete a alta temperatura y une los componentes refractarios
TABLA 1
CERAacuteMICOS DE INGENIERIacuteA
En contraste con los ceraacutemicos tradicionales que se basan principalmente en la arcilla los ceraacutemicos
teacutecnicos o de ingenieriacutea estaacuten constituidos por compuestos puros o casi puros principalmente oacutexidos
carburos o nitruros
TABLA 2
Tipo de pasta Caoliacuten Arcilla Plaacutestica
Feldespato Siacutelex Otros
Porcelana Dura 40 10 25 25
Art Aislantes Eleacutectricos 27 14 26 33
Art Sanitarios Viacutetreos 30 20 34 18
Aislantes Eleacutectricos 23 25 34 18
Tejas Viacutetreas 26 30 32 12
Porcelana Fina Semiviacutetrea 23 30 25 21
Porcelana inglesa 25 hellip 15 22
2CaC O3
Loza para hoteles 31 10 22 35
Porcelana dental
5 hellip 95
Alguno de los ceraacutemicos de ingenieriacutea maacutes importantes contienen compuestos como
Porcentaje en pesos de los oacutexidos principales
Tipo Al2O2 Si O2 Fe2O3 TiO2 CaO MgO Na2O K2O H20 Peacuterd por ignicioacuten
Caoliacuten 374 455 168 13 0004 003 0011 0005 139
Arc Plaacutestica de ten
309 54 074 15 014 02 045 072 hellip 114
Arc Plaacutestica de Ky
32 517 09 152 021 019 038 089 hellip 123
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Aluacutemina (Al2O3)
Nitruro de Silicio (Si3N4)
Carburo de silicio (SiC)
Zirconita (ZrO2) A continuacioacuten se ofrece una breve descripcioacuten de algunos compuestos procesos y aplica-
ciones de varios materiales ceraacutemicos importantes en ingenieriacutea
Aluacutemina (Al2O3)La aluacutemina se desarrolloacute originalmente para tubos refractarios y crisoles dealta
pureza de utilizacioacuten a elevadas temperaturas pero ahora tiene aplicaciones mucho maacutes variadas
Un ejemplo claacutesico de la utilizacioacuten de la aluacutemina es en materiales aislantes de las bujiacuteas El oacutexido de
aluminio se dopa con oacutexido de Mg se prensa en friacuteo y se sinteriza La aluacutemina se emplea frecuente-
mente para aplicaciones eleacutectricas de buena calidad donde se precisan bajas peacuterdidas dieleacutectricas y
alta resistividad
Nitruro de silicio (Si3N4)Los materiales ceraacutemicos con base de nitruro tienen una combinacioacuten
muy uacutetil de propiedades mecaacutenicas ingenieriles como resistencia razonable resistencia al impacto y
propiedades refractarias El Si3N4se disocia significativamente a temperaturas por encima de los
800degC y por consiguiente no se puede sinterizar directamente Sin embargo a lo largo de los uacuteltimos
antildeos se han desarrollado otros meacutetodos de fabricacioacuten delSi3N4Se han desarrollado cuatro procesos
principales para el nitruro de silicio procesos por reaccioacuten de unioacuten (RBSN) procesos de compacta-
cioacuten en caliente de nitruro de silicio (HPSN) proceso de nitruro de silicio sinterizado (SSN) proceso
de nitruro de silicio de compactacioacuten isostaacutetica en caliente (HIP-SN) En el proceso por reaccioacuten de
unioacuten un polvo compacto de silicio se nitrura en una corriente de gas nitroacutegeno Este proceso produ-
ce un Si3N4 microporoso y con moderadaresistencia
Propiedades de algunos ceraacutemicos de nitruro de silicio (TABLA 3)
RSBN SSN SIALON HIP-SN
Densidad Mgm3
27 33 33 33
Moacutedulo de Yung GPa
200 300 300 300
Resistencia en RT MPa
300+ 900+ 800+ 900++
Kic Mpam12
2 6 65 55-65
Desgaste por fatiga de contacto
NA Bajo Moderado Extremadamente bajo
Constante Dieleacutectrica a 1010Hz
6-7 65 hellip 65-75
$pieza de forma neta
El menor Medio Medio El mayor
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
20
RSBN= Nitruro de Silicio con enlace por reaccioacuten
SSN= Nitruro de silicio sinterizado
HIP-SN= Nitruro de silicio Comprimido en caliente isostaacuteticamente + Flexioacuten en cuatro puntos ++ Traccioacuten directa
Carburo de silicio (SiC)Los ceraacutemicos de altas prestaciones del tipo SiC tiene propiedades muy
importantes ya que su dureza es elevada son inertes quiacutemicamente tiene buena resistencia a la
abrasioacuten y a la oxidacioacuten a altas temperaturas Sin embargo el SiC es relativamente quebradizo
por su baja resistencia al impacto y es difiacutecil producir piezas ceraacutemicas densas de grano fino Para
hacer carburo de silicio sinterizado por reaccioacuten se infiltra un polvo compacto de SiC y carbono
(grafito) con silicio fundido que reacciona con el carbono para formar SiC uniendo los granos
originales de SiC El proceso no puede continuarse hasta que todos los poros que se encuentran
entre los granos originales se llenen ya que el silicio debe ser capaz de infiltrarse Asiacute el produc-
to final contiene entre un 8 y un 20 de Si libre El SiC se puede sinterizar usando polvo de SiC
alfa de calidad adecuada sin aplicacioacuten de presioacuten externa si se antildeaden ayudas al sinterizado
Para el sinterizado sin presioacuten del SiC se utilizan comuacutenmente compuestos de boro y aluminio
Zirconio (ZrO2)La zirconita pura es polimorfa y experimenta transformaciones desde una es-
tructura tetragonal a otra monocliacutenica sobre los 1170degC acompantildeada de una expansioacuten de vo-
lumen y posible ruptura Sin embargo combinando ZrO2 con otros oacutexidos refractarios tales co-
mo CaO MgO e Y2O3 la estructura cuacutebica se puede estabilizar a temperatura ambiente y se han
encontrado algunas aplicaciones donde se requiere alta resistencia a impactos
LOS VIDRIOS DE LOS CERAMICOS
Un vidrio es un material ceraacutemico que se fabrica a partir de materiales inorgaacutenicos a altas tem-
peraturas Sin embargo se distingue de otros ceraacutemicos en que sus constituyentes se calientan
hasta la fusioacuten y despueacutes se enfriacutean hasta un estado riacutegido sin cristalizacioacuten Una de sus caracte-
riacutesticas es que tiene una estructura cristalina o amorfa Las moleacuteculas de vidrio no estaacuten coloca-
das en un orden repetitivo de largo alcance como en el caso de un soacutelido cristalino
Composicioacuten de los vidrios El vidrio de siacutelice fundido presenta una alta transmisioacuten espectral y
no estaacute sujeto a dantildeos de radiacioacuten que origina coloracioacuten en otros vidrios Es por tanto el vidrio
ideal para la luna de los vehiacuteculos espaciales y de tuacuteneles aerodinaacutemicos y para sistemas oacutepticos
en dispositivos espectrofotomeacutetricos Sin embargo los vidrios de siacutelice son caros y difiacuteciles de
procesar
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
21
CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS Y QUIacuteMICAS DE LAS MATERIAS PRIMAS
Las importantes aplicaciones industriales de este grupo de minerales radican en sus propiedades
fiacutesico-quiacutemicas Dichas propiedades derivan principalmente de
Su extremadamente pequentildeo tamantildeo de partiacutecula (inferior a 2 mm)
Su morfologiacutea laminar (filosilicatos)
Las sustituciones isomoacuterficas que dan lugar a la aparicioacuten de carga en las laacuteminas
Por otra parte la existencia de carga en las laacuteminas se compensa como ya se ha citado con la
entrada en el espacio interlaminar de cationes deacutebilmente ligados y con estado variable de hi-
dratacioacuten que pueden ser intercambiados faacutecilmente mediante la puesta en contacto de la arci-
lla con una solucioacuten saturada en otros cationes a esta propiedad se la conoce como capacidad
de intercambio catioacutenico y es tambieacuten la base de multitud de aplicaciones industriales
Superficie especiacutefica La superficie especiacutefica o aacuterea superficial de una arcilla se define como el
aacuterea de la superficie externa maacutes el aacuterea de la superficie interna (en el caso de que esta exista)
de las partiacuteculas constituyentes por unidad de masa expresada en m2g Las arcillas poseen una
elevada superficie especiacutefica muy importante para ciertos usos industriales en los que la inter-
accioacuten soacutelido-fluido depende directamente de esta propiedad
A continuacioacuten se muestran algunos ejemplos de superficies especiacuteficas de arcillas
Caolinita de elevada cristalinidad hasta 15 m2g
Caolinita de baja cristalinidad hasta 50 m2g
Halloisita hasta 60 m2g
Illita hasta 50 m2g
Montmorillonita 80-300 m2g
Sepiolita 100-240 m2g
Paligorskita 100-200 m2g
Capacidad de Intercambio catioacutenico Es una propiedad fundamental de las esmectitas Son ca-
paces de cambiar faacutecilmente los iones fijados en la superficie exterior de sus cristales en los
espacios interlaminares o en otros espacios interiores de las estructuras por otros existentes en
las soluciones acuosas envolventes
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
22
Sustituciones isomoacuterficas dentro de la estructura
Enlaces insaturados en los bordes y superficies externas
Disociacioacuten de los grupos hidroxilos accesibles
A continuacioacuten se muestran algunos ejemplos de capacidad de intercambio catioacutenico (en
meq100g)
Caolinita 3-5
Halloisita 10-40
Illita 10-50
Clorita 10-50
Vermiculita 100-200
Montmorillonita 80-200
Sepiolita-paligorskita 20-35
Los materiales primas de los ceraacutemicos son Minerales compuestos y elementos quiacutemicos forma-
dos mediante procesos inorgaacutenicos
Las propiedades de los minerales se estudian bajo las correspondientes divisiones mineralogiacutea
quiacutemica mineralogiacutea y fiacutesica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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PROCESO DE PRODUCCION
PROCESADO DE MATERIALES CERAacuteMICOS
Las ceraacutemicas no cristalinas (vidriosas) suelen ser formadas de fundiciones El vidrio es formado
por cualquiera de los siguientes meacutetodos soplado prensado laminado estirado colado o flota-
do y galvanizado
Los materiales ceraacutemicos cristalinos no son susceptibles de un variado rango de procesado Los
meacutetodos empleados para su manejo tienden a fallar en una de dos categoriacuteas -hacer ceraacutemica
en la forma deseada pro reaccioacuten in situ o por formacioacuten de polvos en la forma deseada y lue-
go sinterizados para formar un cuerpo soacutelido Algunos meacutetodos usados son un hiacutebrido de los dos
meacutetodos mencionados
Manufactura in situ
El uso maacutes comuacuten de este meacutetodo es en la produccioacuten de cemento y concreto Aquiacute los abrasi-
vos deshidratados son mezclados con agua Esto da comienzo a las reacciones de la hidratacioacuten
las cuales resultan en cristales grandes interconectados formaacutendose alrededor de los agregados
Pasado un tiempo esto resulta en una ceraacutemica soacutelida
El mayor problema con este meacutetodo es que la mayoriacutea de las reacciones son tan raacutepidas que no
es posible hacer una buena mezcla lo que tiende a impedir la construccioacuten en gran escala Sin
embargo los sistemas a pequentildea escala pueden ser realizados mediante teacutecnicas de depoacutesito
en donde los diferentes materiales son introducidos sobre un sustrato donde se produce la
reaccioacuten y la ceraacutemica se forma sobre este sustrato
Conformado de los polvos
El objetivo principal del conformado es dar forma y consistencia a la masa de polvos que deacute lugar
a un aumento de la densidad y por lo tanto a una mejora de las propiedades mecaacutenicas Existen
dos formas de realizar el conformado mediante la aplicacioacuten de presioacuten y temperaturas eleva-
das Con la aplicacioacuten de presioacuten y temperatura el proceso es similar a si no aplicaacutesemos altas
temperaturas pero obtenemos productos maacutes densos y homogeacuteneos a la vez que ahorramos
materias primas
Prensado uniaxial (en caliente o en friacuteo) Consiste en la aplicacioacuten de presioacuten en una uacutenica
direccioacuten hasta conseguir la compactacioacuten de los polvos ceraacutemicos La pieza asiacute conformada
tendraacute la forma de la matriz y las superficies con las que se aplica la presioacuten
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Prensado isostaacutetico en caliente o en friacuteo Consiste en compactar los polvos encerraacutendolos
hermeacuteticamente en moldes elaacutesticos tiacutepicamente de goma laacutetex o PVC aplicaacutendoles pre-
sioacuten hidrostaacutetica mediante un fluido que puede ser agua o aceite El fundamento de este
proceso es el Principio de Pascal de este modo conseguimos compactar uniformemente y
en todas las direcciones el material
Slip Casting Se fundamenta en el moldeo por barbotina de la ceraacutemica tradicional median-
te el cual obtenemos piezas de espesores pequentildeos utilizando moldes porosos
Meacutetodos basados en la sinterizacioacuten
Los principios de los meacutetodos basados en la sinterizacioacuten son sencillos Una vez que la materia
prima es acondicionada para su procesamiento (hornada) es introducida en el horno con lo que
el proceso de difusioacuten compacta a la materia prima
Los poros se achican resultando un producto maacutes denso y fuerte El quemado se hace a una
temperatura por debajo del punto de derretimiento de la ceraacutemica Siempre queda alguna poro-
sidad pero la verdadera ventaja de este meacutetodo es que la hornada puede ser producida de cual-
quier modo imaginable e incluso puede ser sinterizado Esto lo hace una ruta muy versaacutetil
Existen miles de posibles refinamientos de este proceso Algunos de los maacutes comunes involucran
presionar la hornada para darle la densidad la quema reduce el tiempo de sinterizacioacuten necesa-
rio A veces se antildeaden elementos orgaacutenicos junto a la hornada que son disueltos durante la
quema
Algunas veces se agregan lubricantes orgaacutenicos durante el proceso para incrementar la densi-
dad No es raro combinarlos agregando materia orgaacutenica y lubricantes a una hornada y luego
presionar (La formulacioacuten de estos aditivos quiacutemico orgaacutenicos es un arte en siacute mismo) Esto es
particularmente importante en la manufactura de ceraacutemica de alto rendimiento tales como las
usadas para la electroacutenica en condensadores inductores sensores etc
Puede realizarse una mezcla de componentes en vez de usar un solo polvo y luego verterlo en el
molde deseado dejaacutendolo secar y luego sinterizarlo De hecho en la alfareriacutea tradicional es he-
cho de esta forma usando una mezcla plaacutestica que es trabajada con las manos
Si una mezcla de materiales diferentes componentes es utilizada en una ceraacutemica algunas veces
la temperatura de sinterizacioacuten es mayor a la temperatura de fundicioacuten de alguno de sus com-
ponentes (fase liacutequida de sinterizacioacuten) Esto genera un periacuteodo maacutes corto de sinterizacioacuten com-
parado con el estado soacutelido sinterizado
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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DESCRIPCIOacuteN DEL PROCESO DE PRODUCCIOacuteN
LA FABRICACIOacuteN
PROCESO Una vez que las materias primas que se procesan una serie de medidas llevaraacute a cabo
para obtener el producto terminado Estos pasos incluyen la dosificacioacuten mezcla y molienda
secado por aspersioacuten formando secado esmaltado y coccioacuten Muchos de estos pasos se reali-
zan ahora con equipos automatizados
De procesamiento por lotes Un caso de muchos productos de ceraacutemica incluyendo mosaico de
la composicioacuten corporal se determina por la cantidad y el tipo de materias primas Las materias
primas tambieacuten determinan el color del cuerpo del azulejo que puede ser rojo o blanco depen-
diendo de la cantidad de hierro que contienen materias primas empleadas Por lo tanto es im-
portante mezclar las cantidades correctas en conjunto para lograr las propiedades deseadas
Caacutelculos por lotes por tanto necesario que debe tener en cuenta tanto las propiedades fiacutesicas y
composicioacuten quiacutemica de las materias primas Una vez que el peso adecuado de cada materia
prima se determina las materias primas deben ser mezclados
Mezcla y molienda Una vez que los ingredientes se pesan que se suman en un mezclador de
shell mezclador de cinta o un mezclador intensivo Un mezclador de shell se compone de dos
cilindros unidos en forma de V que gira a caer y mezclar el material Un mezclador de cinta utili-
za aspas helicoidales y un mezclador intensivo utiliza haraacute raacutepidamente renovables Este paso
maacutes muele los ingredientes dando como resultado un tamantildeo de partiacutecula maacutes fina que mejora
el proceso de formacioacuten posterior (ver paso 4 a continuacioacuten)
A veces es necesario agregar agua para aumentar la mezcla de un lote con varios ingredientes
asiacute como para lograr la molienda fina Este proceso se denomina molienda huacutemeda y con fre-
cuencia se realiza mediante un molino de bolas El resultado lleno de agua mezcla que se llama
una papilla o deslizamiento El agua se extrae de la suspensioacuten pulsando filtro (que elimina el
40-50 por ciento de la humedad) seguida de molienda en seco
De secado por aspersioacuten Si la molienda huacutemeda es utilizada por primera vez el exceso de agua
suele ser removido a traveacutes de secado por aspersioacuten Esto implica el bombeo de la lechada con
un atomizador que consiste en un disco que gira raacutepidamente o la boquilla Las gotas de la hoja
se secan a medida que se calientan con una columna de aire ascendente caliente formando pe-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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quentildeos graacutenulos de libre movimiento que dan como resultado un polvo susceptible de confor-
macioacuten
Cuerpos de baldosas tambieacuten se puede preparar por molienda en seco seguido de granulacioacuten
Granulacioacuten se utiliza una maacutequina en la cual se mezcla la mezcla de material previamente seco
molido con agua para formar las partiacuteculas en graacutenulos que a su vez formar un polvo listo para
su formacioacuten
La formacioacuten La mayoriacutea de baldosas estaacute formada por prensado en seco En este meacutetodo el
polvo de flujo libre que contiene aglutinante orgaacutenico o un bajo porcentaje de humedad se deri-
va de una tolva en la matriz de la formacioacuten El material se comprime en una cavidad de acero
por eacutembolos de acero y luego es expulsado por el eacutembolo de la parte inferior Prensas automati-
zadas se utilizan para presiones de trabajo de hasta 2500 toneladas
Varios otros meacutetodos tambieacuten se utilizan en el cuerpo del azulejo estaacute en huacutemedo la forma maacutes
moldeable Extrusioacuten ademaacutes de perforacioacuten se utiliza para producir baldosas de forma irregu-
lar y maacutes delgada de baldosas maacutes raacutepida y econoacutemica Esto implica la compactacioacuten de una
masa de plaacutestico en el cilindro de presioacuten alta y obligando a que el material fluya hacia fuera de
la botella en las babosas cortoacute Estas balas son entonces un puntildeetazo en una o maacutes fichas con
troquelado hidraacuteulico o neumaacutetico
RAM presionando a menudo se utiliza para la baldosa muy perfilada Con este meacutetodo las bal-
dosas excluidas por el cuerpo del azulejo se presionan entre dos mitades de un molde duro o
porosa montada en una prensa hidraacuteulica El formoacute parte se elimina por la primera aplicacioacuten de
vaciacuteo a la mitad superior del molde para liberar la parte de la mitad inferior seguido forzando el
aire a traveacutes de la parte de arriba para liberar la parte superior El exceso de material debe ser
removido de la pieza y acabado adicional puede ser necesario
Otro proceso conocido como cristal de presioacuten se ha desarrollado recientemente Este proceso
combina el cristal y dar forma a la vez pulsando el esmalte (en forma de polvo atomizado) direc-
tamente en la matriz llena con el polvo del cuerpo de baldosas Las ventajas incluyen la elimina-
cioacuten de liacuteneas de esmaltado asiacute como el material de desecho cristales (llamados lodos) que se
produce con el meacutetodo convencional
El secado baldosas de ceraacutemica por lo general debe ser secado (con una humedad relativa alta)
despueacutes de la formacioacuten sobre todo si un meacutetodo huacutemedo se utiliza Secado lo que puede lle-
var varios diacuteas se quita el agua a una velocidad lo suficientemente lenta como para evitar las
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grietas por contraccioacuten Los secadores continuos o tuacuteneles que se utilizan son calentados con
gas o aceite laacutemparas de infrarrojos o energiacutea de microondas Secado por infrarrojos es maacutes
adecuado para baldosas finas mientras secado por microondas que funciona mejor para maacutes
gruesa de baldosas Otro meacutetodo el secado impulso utiliza pulsos de aire caliente que fluye en
la direccioacuten transversal en vez de manera continua en la direccioacuten del flujo de materiales
Acristalamiento Para preparar el glaseado los mismos meacutetodos que para el cuerpo del azulejo
Despueacutes de una formulacioacuten de lotes se calcula las materias primas se pesan se mezclan y seco
o huacutemedo molido Los esmaltes molidos se aplican mediante uno de los meacutetodos disponibles
En el acristalamiento de centriacutefuga o arado de discos el esmalte se alimenta a traveacutes de un disco
giratorio que arroja o lanza el esmalte en el azulejo En el meacutetodo de la campana cascada una
corriente de barniz se cae en el azulejo al pasar sobre una cinta transportadora por debajo A
veces el esmalte es simplemente rociado en Para aplicaciones de esmalte muacuteltiples impresioacuten
en pantalla por debajo o entre las baldosas que se han mojado cristal se utiliza En este proce-
so esmalte es forzada a traveacutes de una pantalla por una rasqueta de goma u otro dispositivo
Acristalamiento en seco tambieacuten se estaacute utilizando Esto implica la aplicacioacuten de polvos fritas
trituradas (materiales de vidrio) y esmaltes granulada en una superficie de baldosas mojadas
acristalamiento Despueacutes de la coccioacuten las partiacuteculas de esmalte se funden entre siacute para produ-
cir una superficie como el granito
Disparo Despueacutes de cristal el azulejo se debe calentar intensamente para fortalecerlo y darle la
porosidad deseada Hay dos tipos de hornos o Despueacutes de la formacioacuten el archivo se seca poco
a poco (durante varios diacuteas) y con una humedad alta para evitar el agrietamiento y la contrac-
cioacuten A continuacioacuten el barniz se aplica a continuacioacuten el azulejo se cuece en un horno o estu-
fa Aunque algunos tipos de baldosas requiere un proceso de coccioacuten en dos etapas huacutemedo
molido baldosas se dispara una sola vez a una temperatura de 2000 grados Fahrenheit o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten el azulejo es empacado y enviado
Los hornos se utilizan para la coccioacuten de baldosas Azulejo de la pared o azulejo que es prepa-
rado por molienda en seco en lugar de molienda huacutemeda requiere generalmente un proceso de
dos pasos En este proceso el azulejo pasa a traveacutes de un disparo de baja temperatura llamada
sopa de fuego antes de acristalamiento Este paso elimina los volaacutetiles de la materia y la mayor
parte o la totalidad de la contraccioacuten El cuerpo y el esmalte luego se disparoacute en un proceso lla-
mado despido glost Tanto los procesos de coccioacuten tienen lugar en un tuacutenel o un horno conti-
nuo que consta de una caacutemara a traveacutes del cual poco a poco el software se trasladoacute en un
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transportador de rollos de refractarios estantes construidos con materiales que son resistentes a
temperaturas altas o en contenedores denominados gacetas Coccioacuten en un horno tuacutenel puede
tomar de dos a tres diacuteas con temperaturas alrededor de disparar 2372 grados Fahrenheit
(1300 grados Celsius)
Para el azulejo que soacutelo requiere un uacutenico disparo por lo general de baldosas que se prepara por
viacutea huacutemeda de rodillos para moler los hornos se utilizan generalmente Estos hornos se mueven
las mercanciacuteas de un transportador de rodillos y no necesitan muebles horno tales como blo-
ques o gacetas Los tiempos de encender en los hornos de rodillos pueden ser tan bajos como
60 minutos con temperaturas de coccioacuten alrededor de 2102 grados Fahrenheit (1150 grados
Celsius) o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten y las pruebas el azulejo estaacute listo para ser empaquetados y enviados
Subproductos Una variedad de contaminantes se generan durante las etapas de fabricacioacuten
diferentes estas emisiones deben ser controladas para cumplir con las normas de control de
aire Entre los contaminantes que produce en la fabricacioacuten de baldosas estaacuten compuestos de
fluacuteor y el plomo que se producen durante la coccioacuten y vidriado Los compuestos de plomo se
han reducido significativamente con el reciente desarrollo de esmaltes sin plomo o de bajo plo-
mo Las emisiones de fluacuteor pueden ser controladas con los depuradores los dispositivos de ae-
rosol que baacutesicamente los gases con agua para eliminar los contaminantes dantildeinos Tambieacuten
se puede controlar con procesos en seco como los filtros de tela recubierta con cal Esta cal
puede ser reciclada como materia prima para el azulejo en el futuro
La industria del azulejo es tambieacuten el desarrollo de procesos para reciclar las aguas residuales y
lodos generados durante el mecanizado automaacutetico vidrios y el secado por atomizacioacuten Ya
que algunas plantas de reciclaje el exceso de polvo generado durante el prensado en seco asiacute
como el rociacuteo producido durante el acristalamiento Residuos de barniz y teja rechazoacute tambieacuten
se devuelven al proceso de preparacioacuten del cuerpo para su reutilizacioacuten
Control de calidad La mayoriacutea de fabricantes de baldosas utilizan ahora el control estadiacutestico de
procesos (SPC) para cada paso del proceso de fabricacioacuten Muchos de ellos tambieacuten trabajan
estrechamente con sus proveedores de materia prima para asegurar que se cumplan las especi-
ficaciones antes de que el material se utilice Control estadiacutestico del proceso consiste en las car-
tas que se utilizan para controlar diversos paraacutemetros de procesamiento tales como el tamantildeo
de las partiacuteculas el tiempo de molienda la temperatura de secado y el tiempo presioacuten de com-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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pactacioacuten dimensiones despueacutes del prensado la densidad la temperatura de coccioacuten y el tiem-
po y similares Estas cartas identificar problemas con el equipo fuera de las condiciones de
especificacioacuten y ayudar a mejorar el rendimiento antes de que el producto final esteacute terminado
El producto final debe cumplir con ciertas especificaciones en relacioacuten con propiedades fiacutesicas y
quiacutemicas Estas propiedades estaacuten determinados por las pruebas estaacutendar establecido por la
Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM) Propiedades medidas incluyen resistencia
mecaacutenica resistencia de abrasioacuten resistencia quiacutemica absorcioacuten de agua su estabilidad dimen-
sional resistencia al hielo y el coeficiente de expansioacuten teacutermica lineal Maacutes recientemente el
antideslizante que se puede determinar midiendo el coeficiente de friccioacuten se ha convertido en
una preocupacioacuten Sin embargo no existe una norma se ha establecido todaviacutea porque otros
factores (tales como el disentildeo del suelo y el cuidado apropiados) puede hacer que los resultados
sin sentido
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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APLICACIOacuteN EN LA ETAPA DE CONSTRUCCION YO POST-CONSTRUCCION
Su uso inicial fue fundamentalmente la elaboracioacuten de recipientes empleados para contener
alimentos o bebidas Maacutes adelante se utilizoacute para modelar figurillas de posible caraacutecter simboacuteli-
co maacutegico religioso o funerario Tambieacuten se empleoacute como material de construccioacuten en forma
de ladrillo teja baldosa o azulejo conformando muros o revistiendo paramentos La teacutecnica del
vidriado le proporcionoacute gran atractivo se utilizoacute tambieacuten en escultura Actualmente tambieacuten se
emplea como aislante eleacutectrico y teacutermico en hornos motores y en blindaje
Ceraacutemicas se utilizan en la fabricacioacuten de cuchillos La hoja del cuchillo de ceraacutemica perma-
neceraacute fuerte por mucho maacutes tiempo que el de un cuchillo de acero a pesar de que es maacutes
fraacutegil que se abrocha por la caiacuteda sobre una superficie dura
Ceraacutemicas como aluacutemina y carburo de boro se han utilizado en baliacutestica chalecos blindados
para repeler gran calibre rifle de fuego Dichas placas se conocen comuacutenmente como de
armas pequentildeas inserciones de proteccioacuten (SAPI) Material similar se utiliza para proteger
las cabinas de algunos aviones militares debido a su bajo peso del material
Las bolas de ceraacutemica se puede utilizar para sustituir el acero en rodamientos de bolas Su
mayor dureza que significa que son mucho menos susceptibles al desgaste y puede ofrecer
maacutes de vida triple Tambieacuten se deforman menos en el sentido de carga que tienen menos
contacto con las paredes de retencioacuten del rodamiento y puede rodar maacutes raacutepido En las
aplicaciones de muy alta velocidad el calor de la friccioacuten durante la rodadura puede causar
problemas para los rodamientos de metal los problemas que se reducen por el uso de la ce-
raacutemica La ceraacutemica es tambieacuten maacutes resistente a los quiacutemicos y puede utilizarse en ambien-
tes huacutemedos donde los rodamientos de acero se oxidaban El mayor inconveniente de uti-
lizar la ceraacutemica es un costo mucho maacutes elevado En muchos casos sus propiedades de ais-
lamiento eleacutectrico tambieacuten puede ser valiosa para los rodamientos
En la deacutecada de 1980 Toyota investigoacute la produccioacuten de una adiabaacutetica motor de ceraacutemica
que pueden funcionar a una temperatura de maacutes de 6000 deg F (3300 deg C) Motores ceraacutemicos
no necesitan un sistema de enfriamiento y por lo tanto permiten una importante reduccioacuten
de peso y la eficiencia de combustible por lo tanto mayor La eficiencia del combustible del
motor es tambieacuten maacutes alta a alta temperatura como se muestra por Carnot teorema En un
motor metaacutelico convencional mucha de la energiacutea liberada por el combustible debe ser di-
sipada como calor residual con el fin de evitar un colapso de las partes metaacutelicas A pesar
de todas estas propiedades deseables tales motores no estaacuten en produccioacuten ya que la fa-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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bricacioacuten de piezas de ceraacutemica de la precisioacuten necesaria y la durabilidad es difiacutecil Imper-
fecciones en la ceraacutemica lleva a las grietas que puede conducir a fallas en los equipos po-
tencialmente peligrosos Estos motores son posibles en el laboratorio pero la produccioacuten
en masa no es factible con la tecnologiacutea actual
Se estaacute trabajando en el desarrollo de piezas ceraacutemicas para turbinas de gas motores En
la actualidad incluso las hojas hechas de avanzadas aleaciones de metales utilizados en la
seccioacuten de los motores calientes requieren temperaturas de refrigeracioacuten y cuidadosos que
limitan la de Motores turbina hizo con ceraacutemicas podiacutea operar maacutes eficientemente dando
aviones mayor alcance y payload por un importe conjunto de combustible
Recientemente se han producido avances en la ceraacutemica que incluyen bio-ceraacutemica tales
como los implantes dentales y huesos sinteacuteticos hidroxiapatita el componente mineral na-
tural del hueso se ha hecho de forma sinteacutetica a partir de una serie de fuentes bioloacutegicas y
quiacutemicas y se pueden transformar en materiales ceraacutemicos Implantes ortopeacutedicos a partir
de estos bonos de materiales faacutecilmente a los tejidos oacuteseos y otras partes del cuerpo sin re-
chazo o reacciones inflamatorias Debido a esto son de gran intereacutes para la entrega de ge-
nes y la ingenieriacutea de tejidos andamios La mayoriacutea de la ceraacutemica de hidroxiapatita son
muy porosas y la falta de resistencia mecaacutenica y se utilizan para dispositivos ortopeacutedicos ca-
pa de metal para ayudar en la formacioacuten de un enlace con el hueso o como relleno oacuteseo
Tambieacuten se utilizan como relleno de tornillos ortopeacutedicos de plaacutestico para ayudar a reducir
la inflamacioacuten y aumentar la absorcioacuten de estos materiales de plaacutestico Se estaacute trabajando
para hacer fuerte y bien densa nano cristalina de materiales ceraacutemicos de hidroxiapatita pa-
ra dispositivos ortopeacutedicos que soportan peso en sustitucioacuten de metales y materiales plaacutes-
ticos extranjeros ortopeacutedico con un material sinteacutetico pero de origen natural mineral de los
huesos En uacuteltima instancia estos materiales ceraacutemicos se pueden utilizar como sustitutos
de hueso o con la incorporacioacuten de la proteiacutena colaacutegeno huesos sinteacuteticos
Ceraacutemica de alta tecnologiacutea se utiliza en relojeriacutea para la produccioacuten de cajas de relojes El
material se valora por los relojeros por su ligereza resistencia al rayado resistencia y tacto
suave CBI es una de las marcas que ha iniciado el uso de la ceraacutemica en la relojeriacutea El caso
de la CBI edicioacuten 2007 de Top Gun de la Vigilancia de la Pilot cronoacutegrafo doble se hace a
mano en ceraacutemica de alta tecnologiacutea negro
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Revestimiento con ceraacutemico Las ceraacutemicas se
comercializan clasificadas con un nuacutemero de
tono cuando compre las cajas verifique una por
una para evitar contratiempos a la hora de su
colocacioacuten
Para lograr el equilibrio de coloracioacuten es aconse-
jable mezclar las piezas antes de su colocacioacuten
En este sentido vaya sacando una ceraacutemica de cada caja y coloacutequelas en este orden ya que
siempre existe una pequentildea variacioacuten de matiz de una caja a otra pero que no se notaraacute cuando
se hallen instaladas En cuanto a los sistemas de colocacioacuten existen dos alternativas el sistema
mortero tradicional (praacutecticamente en desuso) y el sistema de capa fina El primero requiere
sumergir la ceraacutemica en agua limpia durante unos minutos como paso previo a su colocacioacuten Si
opta por este meacutetodo recuerde que la ceraacutemica no debe introducirse en el agua con su envase
de cartoacuten ya que podriacutea mancharse como consecuencia de la accioacuten de la tinta del envoltorio o
de la oxidacioacuten de los ganchos de cierre En este sistema es imprescindible tambieacuten mojar los
revoques de los muros y las carpetas de los pisos
Si emplea el segundo sistema que se trabaja sobre la base de un adhesivo cementicio no seraacute
necesario mojar la ceraacutemica ni los revoques No obstante independientemente del meacutetodo de
colocacioacuten utilizado usted deberaacute verificar que las ceraacutemicas esteacuten libres de polvo antes de su
instalacioacuten
En el piso no soacutelo deberaacute tener en cuenta la junta entre una ceraacutemica y otra sino tambieacuten una
separacioacuten perimetral que para superficies pequentildeas debe llegar a los 15 miliacutemetros
Las juntas entre ceraacutemicas deben sellarse con cemento Portland mezclado con arena marmolina
o cuarzo molido Si quiere dar color a la junta recuerde que no es conveniente utilizar colorantes
hidrosolubles como oacutexido de hierro o negro de humo porque pueden manchar la ceraacutemica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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EMPRESAS NACIONALES QUE PRODUCEN DICHOS PRODUCTOS
Las Compantildeiacutea Ceraacutemica o empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y pisos ceraacutemicos han tenido
como objetivo de mejorar la calidad de informacioacuten minimizar esfuerzos y recursos reducir costos y
brindar un mejor servicio al cliente que quiere adquirir estos productos para ello tenemos algunas
empresas nacionales descritos en esta investigacioacuten
COMPANtildeIacuteA DE CERAacuteMICA SA CELIMA
Es empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y
pisos ceraacutemicos desde 1982Ceraacutemica Lima SA
ldquoCelimardquo es una empresa cimentada en la tradicioacuten
milenaria de las culturas Nazca Moche y Chaviacuten para
el dominio de la ceraacutemica cuenta con personal alta-
mente calificado y tecnologiacutea de punta que le ha permitido ingresar a los mercados maacutes exigentes
del mundo tales como la Comunidad Econoacutemica Europea Estados Unidos Canadaacute Australia Centro
Ameacuterica y Sud-Ameacuterica Actualmente CELIMA tiene una capacidad de produccioacuten mensual de
1rsquo100000 m2 entre azulejos y pisos ceraacutemicos
CERAacuteMICA SAN LORENZO ndash PERUacute inicia la
construccioacuten de su planta en mayo de 1999
con los maacutes altos estaacutendares de seguridad
ambiental y tecnologiacutea italiana de vanguardia
Con una inversioacuten inicial de 17 millones de
doacutelares iniciaacutendose con una produccioacuten mensual de 200000 m2 de revestimiento ceraacutemico
para pisos
Antildeo y medio despueacutes amplia su capacidad productiva eacutesta se incrementa a 440000 m2 al
mes innovando en la produccioacuten del Revestimiento Ceraacutemico de Pared permitiendo asiacute
abastecer la demanda insatisfecha de los revestimientos de Pared que no disponiacutea ante-
riormente con una inversioacuten aproximada de 10 millones de doacutelares
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Luego con el objetivo de desarrollar un mercado de exportacioacuten a Estados Unidos donde el gru-
po ha iniciado operaciones a traveacutes de Ceraacutemica San Lorenzo INC (USA) se invierte en una
nueva liacutenea de esmaltado otorgaacutendole asiacute flexibilidad a la produccioacuten siendo eacutesta una alternativa
de disminucioacuten de tiempo en el cambio de producto y se suma a ella la reduccioacuten de ciclos de
proceso de coccioacuten aumentando asiacute la velocidad de la produccioacuten llegando a producir 620000
m2 mensuales
Tambieacuten dentro de los proyectos importantes tenemos el montaje y puesta en marcha de la
planta de productos de tercer fuego los cuales complementan nuestra liacutenea actual de revesti-
mientos Liacutenea de alto perfil desarrollar una serie de piezas especiales como son zoacutecalos liacutestelos
en sus distintas medidas insertos tacos etc
Debido al sostenido aumento de las ventas y con el fin de obtener el liderazgo en el mercado del
ceraacutemico actualmente Ceraacutemica San Lorenzo a incrementado su capacidad de produccioacuten con
una inversioacuten de 12 millones de doacutelares en una ampliacioacuten de planta de 420000 m2 de ceraacutemi-
cos mensuales bajo el concepto de ldquoalta productividadrdquo considerando en el proceso de produc-
cioacuten la molienda de arcillas por viacutea seca ahorrando asiacute gas natural y energiacutea eleacutectrica
Hoy Ceraacutemica San Lorenzo logra ofrecer una amplia gama de productos ceraacutemicos de alta cali-
dad con una produccioacuten superior al milloacuten de metros cuadrados
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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CONCLUSIONES
Se logro obtener la mayor y suficiente informacioacuten acerca del tema pisos ceraacutemicos y mayoacute-
licas
Se logro obtener conocimiento del tema a presentar en este trabajo ldquopisos ceraacutemicos y ma-
yoacutelicasrdquo ya que este tema en discusioacuten es de mucha importancia para nuestra carrera profe-
sional
Se logro obtener la informacioacuten suficiente del tema en investigacioacuten estructurado en los
siguientes apartados descripcioacuten del producto descripcioacuten de las materias primas proceso
de produccioacuten aplicacioacuten en la etapa de construccioacuten yo post-construccioacuten empresas na-
cionales que producen
Los ceraacutemicos son muy importante y aportan al desarrollo y a la comodidad de la humani-
dad asiacute como para la ingenieriacutea es muy importante ya que aporta a los acabados en cons-
trucciones
Por el presente trabajo de investigacioacuten se adquirioacute nuevos conocimientos en cuanto al ma-
terial llamado pisos ceraacutemicos y mayoacutelicas
Aprendimos cuales son los materias primas para la fabricacioacuten de las ceraacutemicas
Aprendimos las aplicaciones en la construccioacuten y en la post construccioacuten
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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RECOMENDACIONES
Se recomienda el uso adecuado y mesurado de la informacioacuten en investigacioacuten
Es maacutes factible hacer trabajos de investigacioacuten de materiales ya conocidos y comunes que
se usan en el proceso de construccioacuten y post construccioacuten
Los integrantes del grupo deben trabajar adecuadamente y con seriedad para que no se
produzca mayor y aprender a trabajar en equipo
Este trabajo fue realizado con mucho esmero y dedicacioacuten ya que el tema en investigacioacuten
es muy importante para nuestra carrera profesional
Observar y realizar un resumen de la informacioacuten recabada de acuerdo al tema en investi-
gacioacuten asiacute como recabar nueva y reciente informacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten tomar maacutes implicancia y verificar los avances de los
trabajos de investigacioacuten y detallar las dificultades de cada grupo asiacute como los errores y asiacute
realizar un mejor u buen trabajo de investigacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten organizar de mejor manera a los alumnos para una
buena y mejor elaboracioacuten de los trabajos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
37
BIBLIOGRAFIA
Castaldo Paris Lluis- Necesidad e importancia de la ceraacutemica como manifestacioacuten humana
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wwwtaringanetpostsebookslibro-de-Quimicahtml
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Introduccioacuten a la ciencia e ingenieriacutea de los materiales WD Callister
Materiales Estructura propiedades y aplicaciones Saja Saez ndash Rodriacuteguez Perez ndash Rodriacuteguez
Mendez
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ANEXOS
Pisos ceraacutemicos en viviendas
Pisos ceraacutemicos en sshh
Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
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Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
Pisos ceraacutemicos en Inst Puacuteblicos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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b) Electro ceraacutemicas Con las que en la actualidad se estaacuten llevando a cabo investigaciones en
motores de automoacuteviles aviones generadores eleacutectricos etc con vistas a sustituir elementos
metaacutelicos por refractarios con los que se pueden obtener mayores temperaturas y mejor ren-
dimiento Una aplicacioacuten no muy lejana fue su uso por parte de la NASA para proteger la parte
delantera y lateral del Challenger en el aterrizaje
MATERIALES CERAacuteMICOS IMPERMEABLES Y SEMI IMPERMEABLES
Se los ha sometido a temperaturas bastante altas en las que se vitrifica completamente la arena
de cuarzo De esta manera se obtienen productos impermeables y maacutes duros Los maacutes destaca-
dos
- Gres ceraacutemico comuacuten-Se obtiene a partir de arcillas ordinarias sometidas a temperaturas de
unos 1300 degC Es muy empleado en pavimentos
- Gres ceraacutemico fino- Obtenido a partir de arcillas refractarias (conteniendo oacutexidos metaacutelicos) a
las que se le antildeade un fundente (feldespato) con objeto de rebajar el punto de fusioacuten Maacutes tarde
se introducen en un horno a unos 1300 degC Cuando estaacute a punto de finalizar la coccioacuten se im-
pregnan los objetos de sal marina La sal reacciona con la arcilla y forma una fina capa de sili-
coalunminato alcalino vitrificado que confiere al gres su vidriado caracteriacutestico
- Porcelana- Se obtiene a partir de una arcilla muy pura denominada caoliacuten a la que se le antildeade
fundente (feldespato) y un desengrasante (cuarzo o siacutelex) Son elementos muy duros soliendo
tener un espesor pequentildeo (de 2 a 4 mm) su color natural es blanco o translucido Para que el
producto se considere porcelana es necesario que sufra dos cocciones una a una temperatura
de entre 1000 y 1300 degC y otra a maacutes alta temperatura pudiendo llegar a los 1800 degC Teniendo
multitud de aplicaciones en el hogar (pilas de cocina vajillas etc) y en la industria (toberas de
reactores aislantes en transformadores etc) Seguacuten la temperatura se distinguen dos tipos
Porcelanas blandas Cocidas a unos 1000 degC se sacan se les aplica esmalte y se vuelven a intro-
ducir en el horno a una temperatura de 1250 degC o maacutes
Porcelanas duras Se cuecen a 1000ordm C a continuacioacuten se sacan se esmaltan y se reintroducen
en el horno a unos 1400 degC o maacutes Si se decoran se realiza esta operacioacuten y luego se vuelven a
introducir en el horno a unos 800 ordmC
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
10
TIPOS DE MATERIALES CERAacuteMICOS
Una ceraacutemica material puede ser definida como cualquier material de oacutexido cristalino inorgaacuteni-
co Es soacutelido e inerte Los materiales ceraacutemicos son fraacutegiles duro resistente a la compresioacuten la
debilidad en la esquila y la tensioacuten Sean capaces de soportar la erosioacuten quiacutemica que se produce
en un ambiente aacutecido o sosa caacuteustica En muchos casos resistir la erosioacuten causada por el aacutecido y
la base se le aplica Ceraacutemica en general pueden soportar temperaturas muy altas tales como
temperaturas que oscilan entre los 1000 deg C y 1600 ordm C (1800 deg F a 3000 deg F) Las excepciones
son los materiales inorgaacutenicos que no tienen el oxiacutegeno como el carburo de silicio De vidrio por
definicioacuten no es una ceraacutemica ya que es un soacutelido amorfo (no cristalino) Sin embargo el vidrio
consta de varios pasos del proceso de la ceraacutemica y sus propiedades mecaacutenicas se comportan de
manera similar a los materiales ceraacutemicos Materias primas tradicionales de ceraacutemica incluyen
minerales de la arcilla como la caolinita los materiales maacutes recientes incluyen el oacutexido de alumi-
nio maacutes comuacutenmente conocido como aluacutemina Los modernos materiales de ceraacutemica que se
clasifican como ceraacutemicas avanzadas son de carburo de silicio y carburo de tungsteno Ambos
son valorados por su resistencia a la abrasioacuten y por lo tanto son uacutetiles en aplicaciones tales co-
mo las placas de desgaste de equipos de trituracioacuten en las operaciones mineras Ceraacutemicas
avanzadas tambieacuten se utilizan en la medicina la industria eleacutectrica y electroacutenica
CERAacuteMICA CRISTALINA- Materiales ceraacutemicos cristalinos no son susceptibles de una amplia
gama de procesamiento Meacutetodos para tratar con ellos tienden a caer en una de las dos catego-
riacuteas - supeditar la ceraacutemica en la forma deseada por la reaccioacuten in situ o por formar los polvos
en la forma deseada y luego de sinterizacioacuten para formar un cuerpo soacutelido de ceraacutemica que
forman las teacutecnicas incluyen la configuracioacuten de forma manual (a veces incluso un proceso de
rotacioacuten llamado lanzar) barbotina colaje en cinta (usado para hacer condensadores de ce-
raacutemica fina etc) de moldeo por inyeccioacuten prensado en seco y otras variaciones (Veacutease tam-
bieacuten Ceraacutemica teacutecnicas de formacioacuten Los detalles de estos procesos se describen en los dos li-
bros mencionados a continuacioacuten) Algunos meacutetodos utilizan un hiacutebrido entre los dos enfoques
NO CRISTALINA CERAacuteMICA- No cristalinas de ceraacutemica siendo las gafas tienden a formarse a
partir de fundidos El vidrio se forma cuando sea completamente fundido con una feacuterula o
cuando en un estado de caramelo-como la viscosidad por meacutetodos como la voladura de un
molde Si maacutes tarde el calor tratamientos causa este vaso para convertirse en parte cristalino el
material resultante se conoce como la ceraacutemica de vidrio
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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PROPIEDADES DE LA CERAMICA
Propiedades mecaacutenicas-Los materiales ceraacutemicos son generalmente fraacutegiles o vidriosos
Casi siempre se fracturan ante esfuerzos de tensioacuten y presentan poca elasticidad
Propiedades teacutermicas- Esta propiedad se fundamenta en tres caracteriacutesticas de los mate-
riales ceraacutemicos elevado punto de fusioacuten bajo coeficiente de dilatacioacuten y baja conductivi-
dad teacutermica
Propiedades oacutepticas
Propiedades eleacutectricas-Los materiales ceraacutemicos tienen una propiedad de aislamiento eleacutec-
trico
Propiedades magneacuteticas
Propiedades quiacutemicas
PROPIEDADES MECAacuteNICAS
Los materiales ceraacutemicos son generalmente ioacutenicos o covalentes materiales en condiciones de
servidumbre y puede ser cristalina o amorfa Un material se mantienen unidos por uno u otro
tipo de bonos tienden a la fractura antes de que la deformacioacuten plaacutestica se lleva a cabo lo que se
traduce en pobres dureza de estos materiales Ademaacutes debido a que estos materiales tienden a
ser porosas los poros y otras imperfecciones microscoacutepicas actuacutean como concentradores de
esfuerzos la disminucioacuten de la resistencia maacutes allaacute y la reduccioacuten de la resistencia a la traccioacuten
Estos se combinan para dar fallos catastroacuteficos a diferencia de la que normalmente mucho maacutes
suaves modos de falla de los metales
Estos materiales se muestran deformacioacuten plaacutestica Sin embargo debido a la estructura riacutegida
de los materiales cristalinos no se dispone de muy pocos sistemas de deslizamiento de las dislo-
caciones para moverse por lo que se deforman muy lentamente Con el no-cristalinos (vidrio-
sos) los materiales viscoso flujo es la principal fuente de deformacioacuten plaacutestica y tambieacuten es
muy lento Por tanto es descuidado en muchas aplicaciones de los materiales ceraacutemicos
PROPIEDADES ELEacuteCTRICAS
Semiconductores- Hay una serie de ceraacutemicas que son semiconductores La mayoriacutea de estos
son los oacutexidos de metales de transicioacuten que son semiconductores II-VI como el oacutexido de zinc
Mientras se habla de hacer azul LED de oacutexido de zinc ceramistas estaacuten maacutes interesados en las
propiedades eleacutectricas que muestran los efectos del liacutemite de grano Ceraacutemica semiconductores
tambieacuten se emplean como sensores de gas Cuando varios gases son pasados por una ceraacutemica
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poli cristalina su resistencia eleacutectrica cambia Con ajuste a las mezclas de gas que sea posible
los dispositivos de muy bajo costo se pueden producir
Superconductividad- Bajo ciertas condiciones tales como temperaturas extremadamente bajas
algunas ceraacutemicas muestran superconductividad de alta temperatura La razoacuten exacta de esto
no se conoce pero hay dos grandes familias de la ceraacutemica superconductora
Ferro electricidad y Suacuteper series- Piezoelectricidad un viacutenculo entre la actividad eleacutectrica y
mecaacutenica es exhibida por un gran nuacutemero de materiales ceraacutemicos incluyendo el cuarzo utiliza-
do para medir el tiempo en los relojes y otros aparatos electroacutenicos
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LOS CERAacuteMICOS
Los materiales ceraacutemicos son compuestos quiacutemicos o soluciones complejas que contienen elemen-
tos metaacutelicos y no metaacutelicos Tienen amplias propiedades mecaacutenicas y fiacutesicas Debido a sus enlaces
ioacutenicos o covalentes los ceraacutemicos son duros fraacutegiles con un alto punto de fusioacuten baja conductivi-
dad eleacutectrica y teacutermica buena estabilidad quiacutemica resistencia a la compresioacuten
La composicioacuten quiacutemica de los ceraacutemicos generalmente es
Nitruro de silicio (Si3N4) utilizado como polvo abrasivo
Carburo de boro (B4C) usado en algunos helicoacutepteros y cubiertas de tanques
Carburo de silicio (SiC) empleado en hornos microondas en abrasivos y como material refrac-
tario
Diboruro de magnesio (MgB2) es un superconductor no convencional
Oacutexido de zinc (ZnO) un semiconductor
Ferrita (Fe3O4) es utilizado en nuacutecleos de transformadores magneacuteticos y en nuacutecleos de memo-
rias magneacuteticas
Oacutexido de uranio (UO2) empleado como combustible en reactores nucleares
Oacutexido de itrio bario y cobre (YBa2Cu3O7-x) superconductor de alta temperatura
talio-bario-calcio
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DEL ELECTRO PORCELANA
El electro porcelano es el maacutes importante de los materiales ceraacutemicos empleados en electrotecnia
Esta sustancia se obtiene mediante la mezcla de
1) El caoliacuten o tierra de porcelana que es un silicato de aluminio hidratado cuya composicioacuten co-
rresponde aproximadamente a la foacutermula
Al2O3 - 2SiO2 - 2H2O
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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2) El cuarzo u oacutexido de silicio de foacutermula SiO2
3) El feldespato nombre geneacuterico de un grupo de minerales petrogeneacuteticos o formadores de ro-
cas Todos los feldespatos son silicatos anhidros de aluminio con potasio sodio y calcio El fel-
despato potaacutesico es el m s empleado en la fabricacioacuten de la porcelana y su foacutermula quiacutemica
aproximada es
K2O - Al2O3 - 6SiO2
Las proporciones de estas sustancias en la mezcla determinan las propiedades eleacutectricas mecaacutenicas y
teacutermicas de los productos obtenidos despueacutes de la coccioacuten
La mezcla de estos productos se realiza en proporciones que se establecen por diferentes meacutetodos
el maacutes comuacuten es el de diagrama de composicioacuten
COMPOSICIOacuteN QUIMICA DE ESTRUCTURA DE LOS CERAacuteMICOS CRISTALINOS
La composicioacuten de Estructura Perovskite
Se encuentra en varios ceraacutemicos eleacutectricos En este tipo de celdas estaacuten 3 tipos de iones que
son iones de bario iones de oxiacutegeno y iones de titanio La distorsioacuten de la celda unitaria produce
una sentildeal eleacutectrica lo que permite que ciertos titanitos sirvan como transductores Entonces
estaraacute compuesto por iones de
Bario (Ba)
Oxigeno (O)
Titanio (Ti)
La composicioacuten de Estructura del corindoacuten
Es similar a una estructura hexagonal compacta Algunos ceraacutemicos tienen esta estructura como
son
Cr2O3 y Fe2O3
La composicioacuten de Estructura de espinel
Tiene una celda unitaria cuacutebica en cada uno de sus cubos menores hay iones de oxiacutegeno hay 4
intersticiales octaeacutedricos y 8 sitios intersticiales tetraeacutedricos de los cuales los cationes ocupan 3
En los espineles inversos el ioacuten bivalente y la mitad de los iones trivalentes se localizan en los
sitios octaeacutedricos
La composicioacuten de estructura de los silicatos cristalinos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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En el siacutelice el enlace covalente requiere que los aacutetomos de silicio tengan junto 4 aacutetomos de oxiacute-
geno creando asiacute una estructura tetraeacutedrica esta es la unidad estructural fundamental del siacutelice
de las arcillas y de silicatos viacutetreos
Los compuestos de silicatos forman una serie de soluciones soacutelidas conocidas como olivinos y
orto silicatos
La composicioacuten de Estructuras laminares
Cuando la relacioacuten O resulta en la foacutermula
Si2O3
Los tetraedros se combinan para formar estructuras laminares en una formacioacuten ideal 3 aacuteto-
mos de oxiacutegeno formando un patroacuten hexagonal La caolinita que es una arcilla comuacuten estaacute com-
puesta por laacuteminas de silicato enlazadas ioacutenicamente a una hoja compuesta por ciertos grupos
las arcillas son componentes importantes de muchos ceraacutemicos
La composicioacuten de Siacutelice
Conforme incrementa la temperatura el siacutelice cambia de cuarzo alfa a cuarzo beta a tridimita
beta a cristobalita beta y a liacutequido la transformacioacuten de cuarzo alfa a beta crea un cambio de
dimensioacuten en el siacutelice acompantildeado por esfuerzos altos e incluso por agrietamiento
CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS Y QUIacuteMICAS DE LOS CERAacuteMICOS
Es necesario conocer las caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas de los materiales riacutegidos modulares
tanto para discriminar la calidad de unos productos respecto de otros como para poder deducir
su adecuacioacuten al uso en funcioacuten de las exigencias previstas o previsibles en el lugar de destino
Para todos los materiales riacutegidos modulares destinados a un recubrimiento debemos tomar en
consideracioacuten caracteriacutesticas relacionadas con
Las caracteriacutesticas asociadas a cada grupo deben disponer de meacutetodos de ensayo normalizados o
al menos reconocidos en reglamentos nacionales y ello no siempre es posible pues las normas
de producto soacutelo contemplan aquellas caracteriacutesticas seleccionadas por los fabricantes como
fundamentales para sus fines empresariales
Podemos citar como caracteriacutesticas especiales
La resistencia a la corrosioacuten en niebla salina (seguacuten ISO 9227)
El comportamiento en atmoacutesfera de SO2 (seguacuten UNE-EN ISO 6988)
La permeabilidad frente a la lluvia (medida seguacuten BS431 Apeacutendice A)
La conductividad eleacutectrica
La resistencia al crecimiento de moho
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Las tres primeras suelen considerarse en materiales destinados a revestimientos exteriores la
cuarta en solados y alicatados que precisen equipotencial dad eleacutectrica o un nivel de conducti-
vdad eleacutectrica que permita evacuar a tierra cargas electrostaacuteticas que pueden generar explosio-
nes o incendio
Normales teacutecnicas
Las normas Teacutecnicas establecen los niveles de calidad y seguridad y son un medio oacuteptimo para
facilitar la transparencia en el mercado y en elemento fundamental para competir
Por este motivo el CID del INDECOPI contribuye a la mejora de la Competitividad - Paiacutes ponien-
do a disposicioacuten de las empresas Pymes consultores estudiantes y ciudadaniacutea en general el
ldquoCATAacuteLOGO DE NORMAS TEacuteCNICAS PERUANAS SOBRE PRODUCTOS CERAacuteMICOS PARA EDIFICA-
CIOacuteNrdquo aprobadas por el Indecopi a traveacutes de la Comisioacuten de Normalizacioacuten y de Fiscalizacioacuten de
Barreras Comerciales No Arancelarias La presentacioacuten del cataacutelogo es amigable y de faacutecil ubica-
cioacuten estaacute clasificada por aacutereas temaacuteticas de acuerdo a la Clasificacioacuten Internacional de Normas y
dentro de estas en orden correlativo por coacutedigo de NTP con un resumen del contenido de la
misma
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DESCRIPCION DE LAS MATERIAS PRIMAS
MATERIAS PRIMAS PARA LA CONSTRUCCIOacuteN DE CERAacuteMICAS En las ceraacutemicas tradicionales se utilizan materias primas de depoacutesitos naturales Arcillas feldespatos cuarzo estos son poco purificadas
La materia prima es
La arcilla
El agua
La siacutelice
El plomo
El estantildeo
Se forman muacuteltiples fases en la coccioacuten Para cada composicioacuten se dan muchas aplicaciones En las ceraacutemicas teacutecnicas materias primas son de pureza alta y presentan fase uacutenica cada composi-cioacuten tiene una aplicacioacuten especificada Una pasta ceraacutemica baacutesicamente contiene
La arcilla estaacute constituida por agregados de silicatos de aluminio hidratados siendo blanca cuando es pura Surge de la descomposicioacuten de rocas que contienen feldespato originada en un proceso natural que dura decenas de miles de antildeos La foacutermula quiacutemica es Al2O3 middot 2SiO2 middot H2O
Feldespato Carbonato de calcio (caliza)La caliza es una roca sedimentaria porosa de origen quiacutemico formada mineraloacutegicamente por carbonatos La foacutermula de la caliza es CaMg(CO3)2
Chamota (residuo obtenido en el horno)
Chamota de ladrillo
Rotura cruda
Clasificacioacuten de la Arcilla
Las arcillas pueden clasificarse de acuerdo al proceso
geoloacutegico que las originoacute y a la ubicacioacuten del yacimiento en el que se encuentran Se puede re-
conocer
Arcilla primaria Se utiliza esta denominacioacuten cuando el yacimiento donde se encuentra es el
mismo lugar en donde se originoacute El caoliacuten es la uacutenica arcilla primaria conocida
Granulometriacutea Dentro de la clasificacioacuten granulomeacutetrica de las partiacuteculas del suelo las arcillas
ocupan el siguiente lugar
Feldespato
El feldespato es el mineral maacutes comuacuten sobre la
corteza terrestre iexclde manera que es muy posible
que lo encuentres entre las rocas que coleccionas
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Se encuentra en cada uno de los tres tipos de rocas pero es maacutes comuacuten encontrarlo en las
rocas iacutegneas intrusivas como el granito en donde los cristales son blancos o rosados Hay
diferentes tipos de feldespato
Las caracteriacutesticas de los dos tipos maacutes comunes se dan a continuacioacuten Excepto por su color
estos dos tipos comunes de feldespato son difiacuteciles de diferenciar El color puede ser de gran
ayuda pero hay que tener en cuenta que el mismo mineral puede tener colores diferentes
La mejor manera de diferenciar estos dos es mediante la observacioacuten de la superficie de los
cristales y ver si tienen estriaciones delgadas paralelas El feldespato de plagioclasa tiene
estriaciones y el feldespato ortoclase no tiene
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LAS MATERIAS PRIMAS
Algunos ceraacutemicos como la porcelana productos arcillosos estructurales y algunos componentes
electroacutenicos contienen una fase cristalina Durante el tratamiento a elevadas Temperaturas de este
tipo de materiales soacutelidos ceraacutemicos tiene lugar un proceso llamado Vitrificacioacuten por medio del cual
la fase cristalina se licuacutea y rellena los poros del material Esta Fase cristalina liacutequida puede reaccionar
con alguno de los soacutelidos restantes del material refractario Bajo enfriamiento la fase liquida solidifi-
ca para formar una matriz viacutetrea que une las partiacuteculas que no han fundido
CERAacuteMICOS TRADICIONALES
Los ceraacutemicos tradicionales estaacuten constituidos por tres
tipos baacutesicos
Arcilla siacutelice (siacutelex) y feldespato La arcilla estaacute com-
puesta principalmente por silicatos de Al hidratados
(Al2O3 Si O2 H20) con pequentildeas cantidades de otros
oacutexidos como TiO2 Fe2O3 MgO CaO Na2O K2O
En esta imagen podemos percibir la forma-
cioacuten de un cuello durante la sinterizacioacuten de
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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dos partiacuteculas pequentildeas La difusioacuten atoacutemica tiene lugar en la superficie de contacto y alarga el aacuterea
de contacto para formar un cuello
En al siguiente imagen observamos como al porosidad da frente al tiempo de compactos de MgO
dopados con un 02 en peso del CaO y sinterizado en aire estatico a 1330 y 1430 oC noacutetese que
una mayor temperatura de sinterizado produce una disminucioacuten maacutes raacutepida de la porosidad y un
nivel de porosidad maacutes bajo
La siacutelice (Si O2) Tambieacuten llamada Siacutelex o Cuarzo El feldespato potaacutesico que tiene la composicioacuten
baacutesica K2O Al2O3 6SiO2 se funde a bajas temperaturas y se transforma en vidrio cuando la mezcla
ceraacutemica se somete a alta temperatura y une los componentes refractarios
TABLA 1
CERAacuteMICOS DE INGENIERIacuteA
En contraste con los ceraacutemicos tradicionales que se basan principalmente en la arcilla los ceraacutemicos
teacutecnicos o de ingenieriacutea estaacuten constituidos por compuestos puros o casi puros principalmente oacutexidos
carburos o nitruros
TABLA 2
Tipo de pasta Caoliacuten Arcilla Plaacutestica
Feldespato Siacutelex Otros
Porcelana Dura 40 10 25 25
Art Aislantes Eleacutectricos 27 14 26 33
Art Sanitarios Viacutetreos 30 20 34 18
Aislantes Eleacutectricos 23 25 34 18
Tejas Viacutetreas 26 30 32 12
Porcelana Fina Semiviacutetrea 23 30 25 21
Porcelana inglesa 25 hellip 15 22
2CaC O3
Loza para hoteles 31 10 22 35
Porcelana dental
5 hellip 95
Alguno de los ceraacutemicos de ingenieriacutea maacutes importantes contienen compuestos como
Porcentaje en pesos de los oacutexidos principales
Tipo Al2O2 Si O2 Fe2O3 TiO2 CaO MgO Na2O K2O H20 Peacuterd por ignicioacuten
Caoliacuten 374 455 168 13 0004 003 0011 0005 139
Arc Plaacutestica de ten
309 54 074 15 014 02 045 072 hellip 114
Arc Plaacutestica de Ky
32 517 09 152 021 019 038 089 hellip 123
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Aluacutemina (Al2O3)
Nitruro de Silicio (Si3N4)
Carburo de silicio (SiC)
Zirconita (ZrO2) A continuacioacuten se ofrece una breve descripcioacuten de algunos compuestos procesos y aplica-
ciones de varios materiales ceraacutemicos importantes en ingenieriacutea
Aluacutemina (Al2O3)La aluacutemina se desarrolloacute originalmente para tubos refractarios y crisoles dealta
pureza de utilizacioacuten a elevadas temperaturas pero ahora tiene aplicaciones mucho maacutes variadas
Un ejemplo claacutesico de la utilizacioacuten de la aluacutemina es en materiales aislantes de las bujiacuteas El oacutexido de
aluminio se dopa con oacutexido de Mg se prensa en friacuteo y se sinteriza La aluacutemina se emplea frecuente-
mente para aplicaciones eleacutectricas de buena calidad donde se precisan bajas peacuterdidas dieleacutectricas y
alta resistividad
Nitruro de silicio (Si3N4)Los materiales ceraacutemicos con base de nitruro tienen una combinacioacuten
muy uacutetil de propiedades mecaacutenicas ingenieriles como resistencia razonable resistencia al impacto y
propiedades refractarias El Si3N4se disocia significativamente a temperaturas por encima de los
800degC y por consiguiente no se puede sinterizar directamente Sin embargo a lo largo de los uacuteltimos
antildeos se han desarrollado otros meacutetodos de fabricacioacuten delSi3N4Se han desarrollado cuatro procesos
principales para el nitruro de silicio procesos por reaccioacuten de unioacuten (RBSN) procesos de compacta-
cioacuten en caliente de nitruro de silicio (HPSN) proceso de nitruro de silicio sinterizado (SSN) proceso
de nitruro de silicio de compactacioacuten isostaacutetica en caliente (HIP-SN) En el proceso por reaccioacuten de
unioacuten un polvo compacto de silicio se nitrura en una corriente de gas nitroacutegeno Este proceso produ-
ce un Si3N4 microporoso y con moderadaresistencia
Propiedades de algunos ceraacutemicos de nitruro de silicio (TABLA 3)
RSBN SSN SIALON HIP-SN
Densidad Mgm3
27 33 33 33
Moacutedulo de Yung GPa
200 300 300 300
Resistencia en RT MPa
300+ 900+ 800+ 900++
Kic Mpam12
2 6 65 55-65
Desgaste por fatiga de contacto
NA Bajo Moderado Extremadamente bajo
Constante Dieleacutectrica a 1010Hz
6-7 65 hellip 65-75
$pieza de forma neta
El menor Medio Medio El mayor
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RSBN= Nitruro de Silicio con enlace por reaccioacuten
SSN= Nitruro de silicio sinterizado
HIP-SN= Nitruro de silicio Comprimido en caliente isostaacuteticamente + Flexioacuten en cuatro puntos ++ Traccioacuten directa
Carburo de silicio (SiC)Los ceraacutemicos de altas prestaciones del tipo SiC tiene propiedades muy
importantes ya que su dureza es elevada son inertes quiacutemicamente tiene buena resistencia a la
abrasioacuten y a la oxidacioacuten a altas temperaturas Sin embargo el SiC es relativamente quebradizo
por su baja resistencia al impacto y es difiacutecil producir piezas ceraacutemicas densas de grano fino Para
hacer carburo de silicio sinterizado por reaccioacuten se infiltra un polvo compacto de SiC y carbono
(grafito) con silicio fundido que reacciona con el carbono para formar SiC uniendo los granos
originales de SiC El proceso no puede continuarse hasta que todos los poros que se encuentran
entre los granos originales se llenen ya que el silicio debe ser capaz de infiltrarse Asiacute el produc-
to final contiene entre un 8 y un 20 de Si libre El SiC se puede sinterizar usando polvo de SiC
alfa de calidad adecuada sin aplicacioacuten de presioacuten externa si se antildeaden ayudas al sinterizado
Para el sinterizado sin presioacuten del SiC se utilizan comuacutenmente compuestos de boro y aluminio
Zirconio (ZrO2)La zirconita pura es polimorfa y experimenta transformaciones desde una es-
tructura tetragonal a otra monocliacutenica sobre los 1170degC acompantildeada de una expansioacuten de vo-
lumen y posible ruptura Sin embargo combinando ZrO2 con otros oacutexidos refractarios tales co-
mo CaO MgO e Y2O3 la estructura cuacutebica se puede estabilizar a temperatura ambiente y se han
encontrado algunas aplicaciones donde se requiere alta resistencia a impactos
LOS VIDRIOS DE LOS CERAMICOS
Un vidrio es un material ceraacutemico que se fabrica a partir de materiales inorgaacutenicos a altas tem-
peraturas Sin embargo se distingue de otros ceraacutemicos en que sus constituyentes se calientan
hasta la fusioacuten y despueacutes se enfriacutean hasta un estado riacutegido sin cristalizacioacuten Una de sus caracte-
riacutesticas es que tiene una estructura cristalina o amorfa Las moleacuteculas de vidrio no estaacuten coloca-
das en un orden repetitivo de largo alcance como en el caso de un soacutelido cristalino
Composicioacuten de los vidrios El vidrio de siacutelice fundido presenta una alta transmisioacuten espectral y
no estaacute sujeto a dantildeos de radiacioacuten que origina coloracioacuten en otros vidrios Es por tanto el vidrio
ideal para la luna de los vehiacuteculos espaciales y de tuacuteneles aerodinaacutemicos y para sistemas oacutepticos
en dispositivos espectrofotomeacutetricos Sin embargo los vidrios de siacutelice son caros y difiacuteciles de
procesar
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS Y QUIacuteMICAS DE LAS MATERIAS PRIMAS
Las importantes aplicaciones industriales de este grupo de minerales radican en sus propiedades
fiacutesico-quiacutemicas Dichas propiedades derivan principalmente de
Su extremadamente pequentildeo tamantildeo de partiacutecula (inferior a 2 mm)
Su morfologiacutea laminar (filosilicatos)
Las sustituciones isomoacuterficas que dan lugar a la aparicioacuten de carga en las laacuteminas
Por otra parte la existencia de carga en las laacuteminas se compensa como ya se ha citado con la
entrada en el espacio interlaminar de cationes deacutebilmente ligados y con estado variable de hi-
dratacioacuten que pueden ser intercambiados faacutecilmente mediante la puesta en contacto de la arci-
lla con una solucioacuten saturada en otros cationes a esta propiedad se la conoce como capacidad
de intercambio catioacutenico y es tambieacuten la base de multitud de aplicaciones industriales
Superficie especiacutefica La superficie especiacutefica o aacuterea superficial de una arcilla se define como el
aacuterea de la superficie externa maacutes el aacuterea de la superficie interna (en el caso de que esta exista)
de las partiacuteculas constituyentes por unidad de masa expresada en m2g Las arcillas poseen una
elevada superficie especiacutefica muy importante para ciertos usos industriales en los que la inter-
accioacuten soacutelido-fluido depende directamente de esta propiedad
A continuacioacuten se muestran algunos ejemplos de superficies especiacuteficas de arcillas
Caolinita de elevada cristalinidad hasta 15 m2g
Caolinita de baja cristalinidad hasta 50 m2g
Halloisita hasta 60 m2g
Illita hasta 50 m2g
Montmorillonita 80-300 m2g
Sepiolita 100-240 m2g
Paligorskita 100-200 m2g
Capacidad de Intercambio catioacutenico Es una propiedad fundamental de las esmectitas Son ca-
paces de cambiar faacutecilmente los iones fijados en la superficie exterior de sus cristales en los
espacios interlaminares o en otros espacios interiores de las estructuras por otros existentes en
las soluciones acuosas envolventes
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Sustituciones isomoacuterficas dentro de la estructura
Enlaces insaturados en los bordes y superficies externas
Disociacioacuten de los grupos hidroxilos accesibles
A continuacioacuten se muestran algunos ejemplos de capacidad de intercambio catioacutenico (en
meq100g)
Caolinita 3-5
Halloisita 10-40
Illita 10-50
Clorita 10-50
Vermiculita 100-200
Montmorillonita 80-200
Sepiolita-paligorskita 20-35
Los materiales primas de los ceraacutemicos son Minerales compuestos y elementos quiacutemicos forma-
dos mediante procesos inorgaacutenicos
Las propiedades de los minerales se estudian bajo las correspondientes divisiones mineralogiacutea
quiacutemica mineralogiacutea y fiacutesica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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PROCESO DE PRODUCCION
PROCESADO DE MATERIALES CERAacuteMICOS
Las ceraacutemicas no cristalinas (vidriosas) suelen ser formadas de fundiciones El vidrio es formado
por cualquiera de los siguientes meacutetodos soplado prensado laminado estirado colado o flota-
do y galvanizado
Los materiales ceraacutemicos cristalinos no son susceptibles de un variado rango de procesado Los
meacutetodos empleados para su manejo tienden a fallar en una de dos categoriacuteas -hacer ceraacutemica
en la forma deseada pro reaccioacuten in situ o por formacioacuten de polvos en la forma deseada y lue-
go sinterizados para formar un cuerpo soacutelido Algunos meacutetodos usados son un hiacutebrido de los dos
meacutetodos mencionados
Manufactura in situ
El uso maacutes comuacuten de este meacutetodo es en la produccioacuten de cemento y concreto Aquiacute los abrasi-
vos deshidratados son mezclados con agua Esto da comienzo a las reacciones de la hidratacioacuten
las cuales resultan en cristales grandes interconectados formaacutendose alrededor de los agregados
Pasado un tiempo esto resulta en una ceraacutemica soacutelida
El mayor problema con este meacutetodo es que la mayoriacutea de las reacciones son tan raacutepidas que no
es posible hacer una buena mezcla lo que tiende a impedir la construccioacuten en gran escala Sin
embargo los sistemas a pequentildea escala pueden ser realizados mediante teacutecnicas de depoacutesito
en donde los diferentes materiales son introducidos sobre un sustrato donde se produce la
reaccioacuten y la ceraacutemica se forma sobre este sustrato
Conformado de los polvos
El objetivo principal del conformado es dar forma y consistencia a la masa de polvos que deacute lugar
a un aumento de la densidad y por lo tanto a una mejora de las propiedades mecaacutenicas Existen
dos formas de realizar el conformado mediante la aplicacioacuten de presioacuten y temperaturas eleva-
das Con la aplicacioacuten de presioacuten y temperatura el proceso es similar a si no aplicaacutesemos altas
temperaturas pero obtenemos productos maacutes densos y homogeacuteneos a la vez que ahorramos
materias primas
Prensado uniaxial (en caliente o en friacuteo) Consiste en la aplicacioacuten de presioacuten en una uacutenica
direccioacuten hasta conseguir la compactacioacuten de los polvos ceraacutemicos La pieza asiacute conformada
tendraacute la forma de la matriz y las superficies con las que se aplica la presioacuten
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Prensado isostaacutetico en caliente o en friacuteo Consiste en compactar los polvos encerraacutendolos
hermeacuteticamente en moldes elaacutesticos tiacutepicamente de goma laacutetex o PVC aplicaacutendoles pre-
sioacuten hidrostaacutetica mediante un fluido que puede ser agua o aceite El fundamento de este
proceso es el Principio de Pascal de este modo conseguimos compactar uniformemente y
en todas las direcciones el material
Slip Casting Se fundamenta en el moldeo por barbotina de la ceraacutemica tradicional median-
te el cual obtenemos piezas de espesores pequentildeos utilizando moldes porosos
Meacutetodos basados en la sinterizacioacuten
Los principios de los meacutetodos basados en la sinterizacioacuten son sencillos Una vez que la materia
prima es acondicionada para su procesamiento (hornada) es introducida en el horno con lo que
el proceso de difusioacuten compacta a la materia prima
Los poros se achican resultando un producto maacutes denso y fuerte El quemado se hace a una
temperatura por debajo del punto de derretimiento de la ceraacutemica Siempre queda alguna poro-
sidad pero la verdadera ventaja de este meacutetodo es que la hornada puede ser producida de cual-
quier modo imaginable e incluso puede ser sinterizado Esto lo hace una ruta muy versaacutetil
Existen miles de posibles refinamientos de este proceso Algunos de los maacutes comunes involucran
presionar la hornada para darle la densidad la quema reduce el tiempo de sinterizacioacuten necesa-
rio A veces se antildeaden elementos orgaacutenicos junto a la hornada que son disueltos durante la
quema
Algunas veces se agregan lubricantes orgaacutenicos durante el proceso para incrementar la densi-
dad No es raro combinarlos agregando materia orgaacutenica y lubricantes a una hornada y luego
presionar (La formulacioacuten de estos aditivos quiacutemico orgaacutenicos es un arte en siacute mismo) Esto es
particularmente importante en la manufactura de ceraacutemica de alto rendimiento tales como las
usadas para la electroacutenica en condensadores inductores sensores etc
Puede realizarse una mezcla de componentes en vez de usar un solo polvo y luego verterlo en el
molde deseado dejaacutendolo secar y luego sinterizarlo De hecho en la alfareriacutea tradicional es he-
cho de esta forma usando una mezcla plaacutestica que es trabajada con las manos
Si una mezcla de materiales diferentes componentes es utilizada en una ceraacutemica algunas veces
la temperatura de sinterizacioacuten es mayor a la temperatura de fundicioacuten de alguno de sus com-
ponentes (fase liacutequida de sinterizacioacuten) Esto genera un periacuteodo maacutes corto de sinterizacioacuten com-
parado con el estado soacutelido sinterizado
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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DESCRIPCIOacuteN DEL PROCESO DE PRODUCCIOacuteN
LA FABRICACIOacuteN
PROCESO Una vez que las materias primas que se procesan una serie de medidas llevaraacute a cabo
para obtener el producto terminado Estos pasos incluyen la dosificacioacuten mezcla y molienda
secado por aspersioacuten formando secado esmaltado y coccioacuten Muchos de estos pasos se reali-
zan ahora con equipos automatizados
De procesamiento por lotes Un caso de muchos productos de ceraacutemica incluyendo mosaico de
la composicioacuten corporal se determina por la cantidad y el tipo de materias primas Las materias
primas tambieacuten determinan el color del cuerpo del azulejo que puede ser rojo o blanco depen-
diendo de la cantidad de hierro que contienen materias primas empleadas Por lo tanto es im-
portante mezclar las cantidades correctas en conjunto para lograr las propiedades deseadas
Caacutelculos por lotes por tanto necesario que debe tener en cuenta tanto las propiedades fiacutesicas y
composicioacuten quiacutemica de las materias primas Una vez que el peso adecuado de cada materia
prima se determina las materias primas deben ser mezclados
Mezcla y molienda Una vez que los ingredientes se pesan que se suman en un mezclador de
shell mezclador de cinta o un mezclador intensivo Un mezclador de shell se compone de dos
cilindros unidos en forma de V que gira a caer y mezclar el material Un mezclador de cinta utili-
za aspas helicoidales y un mezclador intensivo utiliza haraacute raacutepidamente renovables Este paso
maacutes muele los ingredientes dando como resultado un tamantildeo de partiacutecula maacutes fina que mejora
el proceso de formacioacuten posterior (ver paso 4 a continuacioacuten)
A veces es necesario agregar agua para aumentar la mezcla de un lote con varios ingredientes
asiacute como para lograr la molienda fina Este proceso se denomina molienda huacutemeda y con fre-
cuencia se realiza mediante un molino de bolas El resultado lleno de agua mezcla que se llama
una papilla o deslizamiento El agua se extrae de la suspensioacuten pulsando filtro (que elimina el
40-50 por ciento de la humedad) seguida de molienda en seco
De secado por aspersioacuten Si la molienda huacutemeda es utilizada por primera vez el exceso de agua
suele ser removido a traveacutes de secado por aspersioacuten Esto implica el bombeo de la lechada con
un atomizador que consiste en un disco que gira raacutepidamente o la boquilla Las gotas de la hoja
se secan a medida que se calientan con una columna de aire ascendente caliente formando pe-
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quentildeos graacutenulos de libre movimiento que dan como resultado un polvo susceptible de confor-
macioacuten
Cuerpos de baldosas tambieacuten se puede preparar por molienda en seco seguido de granulacioacuten
Granulacioacuten se utiliza una maacutequina en la cual se mezcla la mezcla de material previamente seco
molido con agua para formar las partiacuteculas en graacutenulos que a su vez formar un polvo listo para
su formacioacuten
La formacioacuten La mayoriacutea de baldosas estaacute formada por prensado en seco En este meacutetodo el
polvo de flujo libre que contiene aglutinante orgaacutenico o un bajo porcentaje de humedad se deri-
va de una tolva en la matriz de la formacioacuten El material se comprime en una cavidad de acero
por eacutembolos de acero y luego es expulsado por el eacutembolo de la parte inferior Prensas automati-
zadas se utilizan para presiones de trabajo de hasta 2500 toneladas
Varios otros meacutetodos tambieacuten se utilizan en el cuerpo del azulejo estaacute en huacutemedo la forma maacutes
moldeable Extrusioacuten ademaacutes de perforacioacuten se utiliza para producir baldosas de forma irregu-
lar y maacutes delgada de baldosas maacutes raacutepida y econoacutemica Esto implica la compactacioacuten de una
masa de plaacutestico en el cilindro de presioacuten alta y obligando a que el material fluya hacia fuera de
la botella en las babosas cortoacute Estas balas son entonces un puntildeetazo en una o maacutes fichas con
troquelado hidraacuteulico o neumaacutetico
RAM presionando a menudo se utiliza para la baldosa muy perfilada Con este meacutetodo las bal-
dosas excluidas por el cuerpo del azulejo se presionan entre dos mitades de un molde duro o
porosa montada en una prensa hidraacuteulica El formoacute parte se elimina por la primera aplicacioacuten de
vaciacuteo a la mitad superior del molde para liberar la parte de la mitad inferior seguido forzando el
aire a traveacutes de la parte de arriba para liberar la parte superior El exceso de material debe ser
removido de la pieza y acabado adicional puede ser necesario
Otro proceso conocido como cristal de presioacuten se ha desarrollado recientemente Este proceso
combina el cristal y dar forma a la vez pulsando el esmalte (en forma de polvo atomizado) direc-
tamente en la matriz llena con el polvo del cuerpo de baldosas Las ventajas incluyen la elimina-
cioacuten de liacuteneas de esmaltado asiacute como el material de desecho cristales (llamados lodos) que se
produce con el meacutetodo convencional
El secado baldosas de ceraacutemica por lo general debe ser secado (con una humedad relativa alta)
despueacutes de la formacioacuten sobre todo si un meacutetodo huacutemedo se utiliza Secado lo que puede lle-
var varios diacuteas se quita el agua a una velocidad lo suficientemente lenta como para evitar las
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grietas por contraccioacuten Los secadores continuos o tuacuteneles que se utilizan son calentados con
gas o aceite laacutemparas de infrarrojos o energiacutea de microondas Secado por infrarrojos es maacutes
adecuado para baldosas finas mientras secado por microondas que funciona mejor para maacutes
gruesa de baldosas Otro meacutetodo el secado impulso utiliza pulsos de aire caliente que fluye en
la direccioacuten transversal en vez de manera continua en la direccioacuten del flujo de materiales
Acristalamiento Para preparar el glaseado los mismos meacutetodos que para el cuerpo del azulejo
Despueacutes de una formulacioacuten de lotes se calcula las materias primas se pesan se mezclan y seco
o huacutemedo molido Los esmaltes molidos se aplican mediante uno de los meacutetodos disponibles
En el acristalamiento de centriacutefuga o arado de discos el esmalte se alimenta a traveacutes de un disco
giratorio que arroja o lanza el esmalte en el azulejo En el meacutetodo de la campana cascada una
corriente de barniz se cae en el azulejo al pasar sobre una cinta transportadora por debajo A
veces el esmalte es simplemente rociado en Para aplicaciones de esmalte muacuteltiples impresioacuten
en pantalla por debajo o entre las baldosas que se han mojado cristal se utiliza En este proce-
so esmalte es forzada a traveacutes de una pantalla por una rasqueta de goma u otro dispositivo
Acristalamiento en seco tambieacuten se estaacute utilizando Esto implica la aplicacioacuten de polvos fritas
trituradas (materiales de vidrio) y esmaltes granulada en una superficie de baldosas mojadas
acristalamiento Despueacutes de la coccioacuten las partiacuteculas de esmalte se funden entre siacute para produ-
cir una superficie como el granito
Disparo Despueacutes de cristal el azulejo se debe calentar intensamente para fortalecerlo y darle la
porosidad deseada Hay dos tipos de hornos o Despueacutes de la formacioacuten el archivo se seca poco
a poco (durante varios diacuteas) y con una humedad alta para evitar el agrietamiento y la contrac-
cioacuten A continuacioacuten el barniz se aplica a continuacioacuten el azulejo se cuece en un horno o estu-
fa Aunque algunos tipos de baldosas requiere un proceso de coccioacuten en dos etapas huacutemedo
molido baldosas se dispara una sola vez a una temperatura de 2000 grados Fahrenheit o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten el azulejo es empacado y enviado
Los hornos se utilizan para la coccioacuten de baldosas Azulejo de la pared o azulejo que es prepa-
rado por molienda en seco en lugar de molienda huacutemeda requiere generalmente un proceso de
dos pasos En este proceso el azulejo pasa a traveacutes de un disparo de baja temperatura llamada
sopa de fuego antes de acristalamiento Este paso elimina los volaacutetiles de la materia y la mayor
parte o la totalidad de la contraccioacuten El cuerpo y el esmalte luego se disparoacute en un proceso lla-
mado despido glost Tanto los procesos de coccioacuten tienen lugar en un tuacutenel o un horno conti-
nuo que consta de una caacutemara a traveacutes del cual poco a poco el software se trasladoacute en un
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transportador de rollos de refractarios estantes construidos con materiales que son resistentes a
temperaturas altas o en contenedores denominados gacetas Coccioacuten en un horno tuacutenel puede
tomar de dos a tres diacuteas con temperaturas alrededor de disparar 2372 grados Fahrenheit
(1300 grados Celsius)
Para el azulejo que soacutelo requiere un uacutenico disparo por lo general de baldosas que se prepara por
viacutea huacutemeda de rodillos para moler los hornos se utilizan generalmente Estos hornos se mueven
las mercanciacuteas de un transportador de rodillos y no necesitan muebles horno tales como blo-
ques o gacetas Los tiempos de encender en los hornos de rodillos pueden ser tan bajos como
60 minutos con temperaturas de coccioacuten alrededor de 2102 grados Fahrenheit (1150 grados
Celsius) o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten y las pruebas el azulejo estaacute listo para ser empaquetados y enviados
Subproductos Una variedad de contaminantes se generan durante las etapas de fabricacioacuten
diferentes estas emisiones deben ser controladas para cumplir con las normas de control de
aire Entre los contaminantes que produce en la fabricacioacuten de baldosas estaacuten compuestos de
fluacuteor y el plomo que se producen durante la coccioacuten y vidriado Los compuestos de plomo se
han reducido significativamente con el reciente desarrollo de esmaltes sin plomo o de bajo plo-
mo Las emisiones de fluacuteor pueden ser controladas con los depuradores los dispositivos de ae-
rosol que baacutesicamente los gases con agua para eliminar los contaminantes dantildeinos Tambieacuten
se puede controlar con procesos en seco como los filtros de tela recubierta con cal Esta cal
puede ser reciclada como materia prima para el azulejo en el futuro
La industria del azulejo es tambieacuten el desarrollo de procesos para reciclar las aguas residuales y
lodos generados durante el mecanizado automaacutetico vidrios y el secado por atomizacioacuten Ya
que algunas plantas de reciclaje el exceso de polvo generado durante el prensado en seco asiacute
como el rociacuteo producido durante el acristalamiento Residuos de barniz y teja rechazoacute tambieacuten
se devuelven al proceso de preparacioacuten del cuerpo para su reutilizacioacuten
Control de calidad La mayoriacutea de fabricantes de baldosas utilizan ahora el control estadiacutestico de
procesos (SPC) para cada paso del proceso de fabricacioacuten Muchos de ellos tambieacuten trabajan
estrechamente con sus proveedores de materia prima para asegurar que se cumplan las especi-
ficaciones antes de que el material se utilice Control estadiacutestico del proceso consiste en las car-
tas que se utilizan para controlar diversos paraacutemetros de procesamiento tales como el tamantildeo
de las partiacuteculas el tiempo de molienda la temperatura de secado y el tiempo presioacuten de com-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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pactacioacuten dimensiones despueacutes del prensado la densidad la temperatura de coccioacuten y el tiem-
po y similares Estas cartas identificar problemas con el equipo fuera de las condiciones de
especificacioacuten y ayudar a mejorar el rendimiento antes de que el producto final esteacute terminado
El producto final debe cumplir con ciertas especificaciones en relacioacuten con propiedades fiacutesicas y
quiacutemicas Estas propiedades estaacuten determinados por las pruebas estaacutendar establecido por la
Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM) Propiedades medidas incluyen resistencia
mecaacutenica resistencia de abrasioacuten resistencia quiacutemica absorcioacuten de agua su estabilidad dimen-
sional resistencia al hielo y el coeficiente de expansioacuten teacutermica lineal Maacutes recientemente el
antideslizante que se puede determinar midiendo el coeficiente de friccioacuten se ha convertido en
una preocupacioacuten Sin embargo no existe una norma se ha establecido todaviacutea porque otros
factores (tales como el disentildeo del suelo y el cuidado apropiados) puede hacer que los resultados
sin sentido
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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APLICACIOacuteN EN LA ETAPA DE CONSTRUCCION YO POST-CONSTRUCCION
Su uso inicial fue fundamentalmente la elaboracioacuten de recipientes empleados para contener
alimentos o bebidas Maacutes adelante se utilizoacute para modelar figurillas de posible caraacutecter simboacuteli-
co maacutegico religioso o funerario Tambieacuten se empleoacute como material de construccioacuten en forma
de ladrillo teja baldosa o azulejo conformando muros o revistiendo paramentos La teacutecnica del
vidriado le proporcionoacute gran atractivo se utilizoacute tambieacuten en escultura Actualmente tambieacuten se
emplea como aislante eleacutectrico y teacutermico en hornos motores y en blindaje
Ceraacutemicas se utilizan en la fabricacioacuten de cuchillos La hoja del cuchillo de ceraacutemica perma-
neceraacute fuerte por mucho maacutes tiempo que el de un cuchillo de acero a pesar de que es maacutes
fraacutegil que se abrocha por la caiacuteda sobre una superficie dura
Ceraacutemicas como aluacutemina y carburo de boro se han utilizado en baliacutestica chalecos blindados
para repeler gran calibre rifle de fuego Dichas placas se conocen comuacutenmente como de
armas pequentildeas inserciones de proteccioacuten (SAPI) Material similar se utiliza para proteger
las cabinas de algunos aviones militares debido a su bajo peso del material
Las bolas de ceraacutemica se puede utilizar para sustituir el acero en rodamientos de bolas Su
mayor dureza que significa que son mucho menos susceptibles al desgaste y puede ofrecer
maacutes de vida triple Tambieacuten se deforman menos en el sentido de carga que tienen menos
contacto con las paredes de retencioacuten del rodamiento y puede rodar maacutes raacutepido En las
aplicaciones de muy alta velocidad el calor de la friccioacuten durante la rodadura puede causar
problemas para los rodamientos de metal los problemas que se reducen por el uso de la ce-
raacutemica La ceraacutemica es tambieacuten maacutes resistente a los quiacutemicos y puede utilizarse en ambien-
tes huacutemedos donde los rodamientos de acero se oxidaban El mayor inconveniente de uti-
lizar la ceraacutemica es un costo mucho maacutes elevado En muchos casos sus propiedades de ais-
lamiento eleacutectrico tambieacuten puede ser valiosa para los rodamientos
En la deacutecada de 1980 Toyota investigoacute la produccioacuten de una adiabaacutetica motor de ceraacutemica
que pueden funcionar a una temperatura de maacutes de 6000 deg F (3300 deg C) Motores ceraacutemicos
no necesitan un sistema de enfriamiento y por lo tanto permiten una importante reduccioacuten
de peso y la eficiencia de combustible por lo tanto mayor La eficiencia del combustible del
motor es tambieacuten maacutes alta a alta temperatura como se muestra por Carnot teorema En un
motor metaacutelico convencional mucha de la energiacutea liberada por el combustible debe ser di-
sipada como calor residual con el fin de evitar un colapso de las partes metaacutelicas A pesar
de todas estas propiedades deseables tales motores no estaacuten en produccioacuten ya que la fa-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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bricacioacuten de piezas de ceraacutemica de la precisioacuten necesaria y la durabilidad es difiacutecil Imper-
fecciones en la ceraacutemica lleva a las grietas que puede conducir a fallas en los equipos po-
tencialmente peligrosos Estos motores son posibles en el laboratorio pero la produccioacuten
en masa no es factible con la tecnologiacutea actual
Se estaacute trabajando en el desarrollo de piezas ceraacutemicas para turbinas de gas motores En
la actualidad incluso las hojas hechas de avanzadas aleaciones de metales utilizados en la
seccioacuten de los motores calientes requieren temperaturas de refrigeracioacuten y cuidadosos que
limitan la de Motores turbina hizo con ceraacutemicas podiacutea operar maacutes eficientemente dando
aviones mayor alcance y payload por un importe conjunto de combustible
Recientemente se han producido avances en la ceraacutemica que incluyen bio-ceraacutemica tales
como los implantes dentales y huesos sinteacuteticos hidroxiapatita el componente mineral na-
tural del hueso se ha hecho de forma sinteacutetica a partir de una serie de fuentes bioloacutegicas y
quiacutemicas y se pueden transformar en materiales ceraacutemicos Implantes ortopeacutedicos a partir
de estos bonos de materiales faacutecilmente a los tejidos oacuteseos y otras partes del cuerpo sin re-
chazo o reacciones inflamatorias Debido a esto son de gran intereacutes para la entrega de ge-
nes y la ingenieriacutea de tejidos andamios La mayoriacutea de la ceraacutemica de hidroxiapatita son
muy porosas y la falta de resistencia mecaacutenica y se utilizan para dispositivos ortopeacutedicos ca-
pa de metal para ayudar en la formacioacuten de un enlace con el hueso o como relleno oacuteseo
Tambieacuten se utilizan como relleno de tornillos ortopeacutedicos de plaacutestico para ayudar a reducir
la inflamacioacuten y aumentar la absorcioacuten de estos materiales de plaacutestico Se estaacute trabajando
para hacer fuerte y bien densa nano cristalina de materiales ceraacutemicos de hidroxiapatita pa-
ra dispositivos ortopeacutedicos que soportan peso en sustitucioacuten de metales y materiales plaacutes-
ticos extranjeros ortopeacutedico con un material sinteacutetico pero de origen natural mineral de los
huesos En uacuteltima instancia estos materiales ceraacutemicos se pueden utilizar como sustitutos
de hueso o con la incorporacioacuten de la proteiacutena colaacutegeno huesos sinteacuteticos
Ceraacutemica de alta tecnologiacutea se utiliza en relojeriacutea para la produccioacuten de cajas de relojes El
material se valora por los relojeros por su ligereza resistencia al rayado resistencia y tacto
suave CBI es una de las marcas que ha iniciado el uso de la ceraacutemica en la relojeriacutea El caso
de la CBI edicioacuten 2007 de Top Gun de la Vigilancia de la Pilot cronoacutegrafo doble se hace a
mano en ceraacutemica de alta tecnologiacutea negro
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Revestimiento con ceraacutemico Las ceraacutemicas se
comercializan clasificadas con un nuacutemero de
tono cuando compre las cajas verifique una por
una para evitar contratiempos a la hora de su
colocacioacuten
Para lograr el equilibrio de coloracioacuten es aconse-
jable mezclar las piezas antes de su colocacioacuten
En este sentido vaya sacando una ceraacutemica de cada caja y coloacutequelas en este orden ya que
siempre existe una pequentildea variacioacuten de matiz de una caja a otra pero que no se notaraacute cuando
se hallen instaladas En cuanto a los sistemas de colocacioacuten existen dos alternativas el sistema
mortero tradicional (praacutecticamente en desuso) y el sistema de capa fina El primero requiere
sumergir la ceraacutemica en agua limpia durante unos minutos como paso previo a su colocacioacuten Si
opta por este meacutetodo recuerde que la ceraacutemica no debe introducirse en el agua con su envase
de cartoacuten ya que podriacutea mancharse como consecuencia de la accioacuten de la tinta del envoltorio o
de la oxidacioacuten de los ganchos de cierre En este sistema es imprescindible tambieacuten mojar los
revoques de los muros y las carpetas de los pisos
Si emplea el segundo sistema que se trabaja sobre la base de un adhesivo cementicio no seraacute
necesario mojar la ceraacutemica ni los revoques No obstante independientemente del meacutetodo de
colocacioacuten utilizado usted deberaacute verificar que las ceraacutemicas esteacuten libres de polvo antes de su
instalacioacuten
En el piso no soacutelo deberaacute tener en cuenta la junta entre una ceraacutemica y otra sino tambieacuten una
separacioacuten perimetral que para superficies pequentildeas debe llegar a los 15 miliacutemetros
Las juntas entre ceraacutemicas deben sellarse con cemento Portland mezclado con arena marmolina
o cuarzo molido Si quiere dar color a la junta recuerde que no es conveniente utilizar colorantes
hidrosolubles como oacutexido de hierro o negro de humo porque pueden manchar la ceraacutemica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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EMPRESAS NACIONALES QUE PRODUCEN DICHOS PRODUCTOS
Las Compantildeiacutea Ceraacutemica o empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y pisos ceraacutemicos han tenido
como objetivo de mejorar la calidad de informacioacuten minimizar esfuerzos y recursos reducir costos y
brindar un mejor servicio al cliente que quiere adquirir estos productos para ello tenemos algunas
empresas nacionales descritos en esta investigacioacuten
COMPANtildeIacuteA DE CERAacuteMICA SA CELIMA
Es empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y
pisos ceraacutemicos desde 1982Ceraacutemica Lima SA
ldquoCelimardquo es una empresa cimentada en la tradicioacuten
milenaria de las culturas Nazca Moche y Chaviacuten para
el dominio de la ceraacutemica cuenta con personal alta-
mente calificado y tecnologiacutea de punta que le ha permitido ingresar a los mercados maacutes exigentes
del mundo tales como la Comunidad Econoacutemica Europea Estados Unidos Canadaacute Australia Centro
Ameacuterica y Sud-Ameacuterica Actualmente CELIMA tiene una capacidad de produccioacuten mensual de
1rsquo100000 m2 entre azulejos y pisos ceraacutemicos
CERAacuteMICA SAN LORENZO ndash PERUacute inicia la
construccioacuten de su planta en mayo de 1999
con los maacutes altos estaacutendares de seguridad
ambiental y tecnologiacutea italiana de vanguardia
Con una inversioacuten inicial de 17 millones de
doacutelares iniciaacutendose con una produccioacuten mensual de 200000 m2 de revestimiento ceraacutemico
para pisos
Antildeo y medio despueacutes amplia su capacidad productiva eacutesta se incrementa a 440000 m2 al
mes innovando en la produccioacuten del Revestimiento Ceraacutemico de Pared permitiendo asiacute
abastecer la demanda insatisfecha de los revestimientos de Pared que no disponiacutea ante-
riormente con una inversioacuten aproximada de 10 millones de doacutelares
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Luego con el objetivo de desarrollar un mercado de exportacioacuten a Estados Unidos donde el gru-
po ha iniciado operaciones a traveacutes de Ceraacutemica San Lorenzo INC (USA) se invierte en una
nueva liacutenea de esmaltado otorgaacutendole asiacute flexibilidad a la produccioacuten siendo eacutesta una alternativa
de disminucioacuten de tiempo en el cambio de producto y se suma a ella la reduccioacuten de ciclos de
proceso de coccioacuten aumentando asiacute la velocidad de la produccioacuten llegando a producir 620000
m2 mensuales
Tambieacuten dentro de los proyectos importantes tenemos el montaje y puesta en marcha de la
planta de productos de tercer fuego los cuales complementan nuestra liacutenea actual de revesti-
mientos Liacutenea de alto perfil desarrollar una serie de piezas especiales como son zoacutecalos liacutestelos
en sus distintas medidas insertos tacos etc
Debido al sostenido aumento de las ventas y con el fin de obtener el liderazgo en el mercado del
ceraacutemico actualmente Ceraacutemica San Lorenzo a incrementado su capacidad de produccioacuten con
una inversioacuten de 12 millones de doacutelares en una ampliacioacuten de planta de 420000 m2 de ceraacutemi-
cos mensuales bajo el concepto de ldquoalta productividadrdquo considerando en el proceso de produc-
cioacuten la molienda de arcillas por viacutea seca ahorrando asiacute gas natural y energiacutea eleacutectrica
Hoy Ceraacutemica San Lorenzo logra ofrecer una amplia gama de productos ceraacutemicos de alta cali-
dad con una produccioacuten superior al milloacuten de metros cuadrados
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CONCLUSIONES
Se logro obtener la mayor y suficiente informacioacuten acerca del tema pisos ceraacutemicos y mayoacute-
licas
Se logro obtener conocimiento del tema a presentar en este trabajo ldquopisos ceraacutemicos y ma-
yoacutelicasrdquo ya que este tema en discusioacuten es de mucha importancia para nuestra carrera profe-
sional
Se logro obtener la informacioacuten suficiente del tema en investigacioacuten estructurado en los
siguientes apartados descripcioacuten del producto descripcioacuten de las materias primas proceso
de produccioacuten aplicacioacuten en la etapa de construccioacuten yo post-construccioacuten empresas na-
cionales que producen
Los ceraacutemicos son muy importante y aportan al desarrollo y a la comodidad de la humani-
dad asiacute como para la ingenieriacutea es muy importante ya que aporta a los acabados en cons-
trucciones
Por el presente trabajo de investigacioacuten se adquirioacute nuevos conocimientos en cuanto al ma-
terial llamado pisos ceraacutemicos y mayoacutelicas
Aprendimos cuales son los materias primas para la fabricacioacuten de las ceraacutemicas
Aprendimos las aplicaciones en la construccioacuten y en la post construccioacuten
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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RECOMENDACIONES
Se recomienda el uso adecuado y mesurado de la informacioacuten en investigacioacuten
Es maacutes factible hacer trabajos de investigacioacuten de materiales ya conocidos y comunes que
se usan en el proceso de construccioacuten y post construccioacuten
Los integrantes del grupo deben trabajar adecuadamente y con seriedad para que no se
produzca mayor y aprender a trabajar en equipo
Este trabajo fue realizado con mucho esmero y dedicacioacuten ya que el tema en investigacioacuten
es muy importante para nuestra carrera profesional
Observar y realizar un resumen de la informacioacuten recabada de acuerdo al tema en investi-
gacioacuten asiacute como recabar nueva y reciente informacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten tomar maacutes implicancia y verificar los avances de los
trabajos de investigacioacuten y detallar las dificultades de cada grupo asiacute como los errores y asiacute
realizar un mejor u buen trabajo de investigacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten organizar de mejor manera a los alumnos para una
buena y mejor elaboracioacuten de los trabajos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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BIBLIOGRAFIA
Castaldo Paris Lluis- Necesidad e importancia de la ceraacutemica como manifestacioacuten humana
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Introduccioacuten a la ciencia e ingenieriacutea de los materiales WD Callister
Materiales Estructura propiedades y aplicaciones Saja Saez ndash Rodriacuteguez Perez ndash Rodriacuteguez
Mendez
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ANEXOS
Pisos ceraacutemicos en viviendas
Pisos ceraacutemicos en sshh
Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
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Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
Pisos ceraacutemicos en Inst Puacuteblicos
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TIPOS DE MATERIALES CERAacuteMICOS
Una ceraacutemica material puede ser definida como cualquier material de oacutexido cristalino inorgaacuteni-
co Es soacutelido e inerte Los materiales ceraacutemicos son fraacutegiles duro resistente a la compresioacuten la
debilidad en la esquila y la tensioacuten Sean capaces de soportar la erosioacuten quiacutemica que se produce
en un ambiente aacutecido o sosa caacuteustica En muchos casos resistir la erosioacuten causada por el aacutecido y
la base se le aplica Ceraacutemica en general pueden soportar temperaturas muy altas tales como
temperaturas que oscilan entre los 1000 deg C y 1600 ordm C (1800 deg F a 3000 deg F) Las excepciones
son los materiales inorgaacutenicos que no tienen el oxiacutegeno como el carburo de silicio De vidrio por
definicioacuten no es una ceraacutemica ya que es un soacutelido amorfo (no cristalino) Sin embargo el vidrio
consta de varios pasos del proceso de la ceraacutemica y sus propiedades mecaacutenicas se comportan de
manera similar a los materiales ceraacutemicos Materias primas tradicionales de ceraacutemica incluyen
minerales de la arcilla como la caolinita los materiales maacutes recientes incluyen el oacutexido de alumi-
nio maacutes comuacutenmente conocido como aluacutemina Los modernos materiales de ceraacutemica que se
clasifican como ceraacutemicas avanzadas son de carburo de silicio y carburo de tungsteno Ambos
son valorados por su resistencia a la abrasioacuten y por lo tanto son uacutetiles en aplicaciones tales co-
mo las placas de desgaste de equipos de trituracioacuten en las operaciones mineras Ceraacutemicas
avanzadas tambieacuten se utilizan en la medicina la industria eleacutectrica y electroacutenica
CERAacuteMICA CRISTALINA- Materiales ceraacutemicos cristalinos no son susceptibles de una amplia
gama de procesamiento Meacutetodos para tratar con ellos tienden a caer en una de las dos catego-
riacuteas - supeditar la ceraacutemica en la forma deseada por la reaccioacuten in situ o por formar los polvos
en la forma deseada y luego de sinterizacioacuten para formar un cuerpo soacutelido de ceraacutemica que
forman las teacutecnicas incluyen la configuracioacuten de forma manual (a veces incluso un proceso de
rotacioacuten llamado lanzar) barbotina colaje en cinta (usado para hacer condensadores de ce-
raacutemica fina etc) de moldeo por inyeccioacuten prensado en seco y otras variaciones (Veacutease tam-
bieacuten Ceraacutemica teacutecnicas de formacioacuten Los detalles de estos procesos se describen en los dos li-
bros mencionados a continuacioacuten) Algunos meacutetodos utilizan un hiacutebrido entre los dos enfoques
NO CRISTALINA CERAacuteMICA- No cristalinas de ceraacutemica siendo las gafas tienden a formarse a
partir de fundidos El vidrio se forma cuando sea completamente fundido con una feacuterula o
cuando en un estado de caramelo-como la viscosidad por meacutetodos como la voladura de un
molde Si maacutes tarde el calor tratamientos causa este vaso para convertirse en parte cristalino el
material resultante se conoce como la ceraacutemica de vidrio
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PROPIEDADES DE LA CERAMICA
Propiedades mecaacutenicas-Los materiales ceraacutemicos son generalmente fraacutegiles o vidriosos
Casi siempre se fracturan ante esfuerzos de tensioacuten y presentan poca elasticidad
Propiedades teacutermicas- Esta propiedad se fundamenta en tres caracteriacutesticas de los mate-
riales ceraacutemicos elevado punto de fusioacuten bajo coeficiente de dilatacioacuten y baja conductivi-
dad teacutermica
Propiedades oacutepticas
Propiedades eleacutectricas-Los materiales ceraacutemicos tienen una propiedad de aislamiento eleacutec-
trico
Propiedades magneacuteticas
Propiedades quiacutemicas
PROPIEDADES MECAacuteNICAS
Los materiales ceraacutemicos son generalmente ioacutenicos o covalentes materiales en condiciones de
servidumbre y puede ser cristalina o amorfa Un material se mantienen unidos por uno u otro
tipo de bonos tienden a la fractura antes de que la deformacioacuten plaacutestica se lleva a cabo lo que se
traduce en pobres dureza de estos materiales Ademaacutes debido a que estos materiales tienden a
ser porosas los poros y otras imperfecciones microscoacutepicas actuacutean como concentradores de
esfuerzos la disminucioacuten de la resistencia maacutes allaacute y la reduccioacuten de la resistencia a la traccioacuten
Estos se combinan para dar fallos catastroacuteficos a diferencia de la que normalmente mucho maacutes
suaves modos de falla de los metales
Estos materiales se muestran deformacioacuten plaacutestica Sin embargo debido a la estructura riacutegida
de los materiales cristalinos no se dispone de muy pocos sistemas de deslizamiento de las dislo-
caciones para moverse por lo que se deforman muy lentamente Con el no-cristalinos (vidrio-
sos) los materiales viscoso flujo es la principal fuente de deformacioacuten plaacutestica y tambieacuten es
muy lento Por tanto es descuidado en muchas aplicaciones de los materiales ceraacutemicos
PROPIEDADES ELEacuteCTRICAS
Semiconductores- Hay una serie de ceraacutemicas que son semiconductores La mayoriacutea de estos
son los oacutexidos de metales de transicioacuten que son semiconductores II-VI como el oacutexido de zinc
Mientras se habla de hacer azul LED de oacutexido de zinc ceramistas estaacuten maacutes interesados en las
propiedades eleacutectricas que muestran los efectos del liacutemite de grano Ceraacutemica semiconductores
tambieacuten se emplean como sensores de gas Cuando varios gases son pasados por una ceraacutemica
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poli cristalina su resistencia eleacutectrica cambia Con ajuste a las mezclas de gas que sea posible
los dispositivos de muy bajo costo se pueden producir
Superconductividad- Bajo ciertas condiciones tales como temperaturas extremadamente bajas
algunas ceraacutemicas muestran superconductividad de alta temperatura La razoacuten exacta de esto
no se conoce pero hay dos grandes familias de la ceraacutemica superconductora
Ferro electricidad y Suacuteper series- Piezoelectricidad un viacutenculo entre la actividad eleacutectrica y
mecaacutenica es exhibida por un gran nuacutemero de materiales ceraacutemicos incluyendo el cuarzo utiliza-
do para medir el tiempo en los relojes y otros aparatos electroacutenicos
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LOS CERAacuteMICOS
Los materiales ceraacutemicos son compuestos quiacutemicos o soluciones complejas que contienen elemen-
tos metaacutelicos y no metaacutelicos Tienen amplias propiedades mecaacutenicas y fiacutesicas Debido a sus enlaces
ioacutenicos o covalentes los ceraacutemicos son duros fraacutegiles con un alto punto de fusioacuten baja conductivi-
dad eleacutectrica y teacutermica buena estabilidad quiacutemica resistencia a la compresioacuten
La composicioacuten quiacutemica de los ceraacutemicos generalmente es
Nitruro de silicio (Si3N4) utilizado como polvo abrasivo
Carburo de boro (B4C) usado en algunos helicoacutepteros y cubiertas de tanques
Carburo de silicio (SiC) empleado en hornos microondas en abrasivos y como material refrac-
tario
Diboruro de magnesio (MgB2) es un superconductor no convencional
Oacutexido de zinc (ZnO) un semiconductor
Ferrita (Fe3O4) es utilizado en nuacutecleos de transformadores magneacuteticos y en nuacutecleos de memo-
rias magneacuteticas
Oacutexido de uranio (UO2) empleado como combustible en reactores nucleares
Oacutexido de itrio bario y cobre (YBa2Cu3O7-x) superconductor de alta temperatura
talio-bario-calcio
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DEL ELECTRO PORCELANA
El electro porcelano es el maacutes importante de los materiales ceraacutemicos empleados en electrotecnia
Esta sustancia se obtiene mediante la mezcla de
1) El caoliacuten o tierra de porcelana que es un silicato de aluminio hidratado cuya composicioacuten co-
rresponde aproximadamente a la foacutermula
Al2O3 - 2SiO2 - 2H2O
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2) El cuarzo u oacutexido de silicio de foacutermula SiO2
3) El feldespato nombre geneacuterico de un grupo de minerales petrogeneacuteticos o formadores de ro-
cas Todos los feldespatos son silicatos anhidros de aluminio con potasio sodio y calcio El fel-
despato potaacutesico es el m s empleado en la fabricacioacuten de la porcelana y su foacutermula quiacutemica
aproximada es
K2O - Al2O3 - 6SiO2
Las proporciones de estas sustancias en la mezcla determinan las propiedades eleacutectricas mecaacutenicas y
teacutermicas de los productos obtenidos despueacutes de la coccioacuten
La mezcla de estos productos se realiza en proporciones que se establecen por diferentes meacutetodos
el maacutes comuacuten es el de diagrama de composicioacuten
COMPOSICIOacuteN QUIMICA DE ESTRUCTURA DE LOS CERAacuteMICOS CRISTALINOS
La composicioacuten de Estructura Perovskite
Se encuentra en varios ceraacutemicos eleacutectricos En este tipo de celdas estaacuten 3 tipos de iones que
son iones de bario iones de oxiacutegeno y iones de titanio La distorsioacuten de la celda unitaria produce
una sentildeal eleacutectrica lo que permite que ciertos titanitos sirvan como transductores Entonces
estaraacute compuesto por iones de
Bario (Ba)
Oxigeno (O)
Titanio (Ti)
La composicioacuten de Estructura del corindoacuten
Es similar a una estructura hexagonal compacta Algunos ceraacutemicos tienen esta estructura como
son
Cr2O3 y Fe2O3
La composicioacuten de Estructura de espinel
Tiene una celda unitaria cuacutebica en cada uno de sus cubos menores hay iones de oxiacutegeno hay 4
intersticiales octaeacutedricos y 8 sitios intersticiales tetraeacutedricos de los cuales los cationes ocupan 3
En los espineles inversos el ioacuten bivalente y la mitad de los iones trivalentes se localizan en los
sitios octaeacutedricos
La composicioacuten de estructura de los silicatos cristalinos
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En el siacutelice el enlace covalente requiere que los aacutetomos de silicio tengan junto 4 aacutetomos de oxiacute-
geno creando asiacute una estructura tetraeacutedrica esta es la unidad estructural fundamental del siacutelice
de las arcillas y de silicatos viacutetreos
Los compuestos de silicatos forman una serie de soluciones soacutelidas conocidas como olivinos y
orto silicatos
La composicioacuten de Estructuras laminares
Cuando la relacioacuten O resulta en la foacutermula
Si2O3
Los tetraedros se combinan para formar estructuras laminares en una formacioacuten ideal 3 aacuteto-
mos de oxiacutegeno formando un patroacuten hexagonal La caolinita que es una arcilla comuacuten estaacute com-
puesta por laacuteminas de silicato enlazadas ioacutenicamente a una hoja compuesta por ciertos grupos
las arcillas son componentes importantes de muchos ceraacutemicos
La composicioacuten de Siacutelice
Conforme incrementa la temperatura el siacutelice cambia de cuarzo alfa a cuarzo beta a tridimita
beta a cristobalita beta y a liacutequido la transformacioacuten de cuarzo alfa a beta crea un cambio de
dimensioacuten en el siacutelice acompantildeado por esfuerzos altos e incluso por agrietamiento
CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS Y QUIacuteMICAS DE LOS CERAacuteMICOS
Es necesario conocer las caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas de los materiales riacutegidos modulares
tanto para discriminar la calidad de unos productos respecto de otros como para poder deducir
su adecuacioacuten al uso en funcioacuten de las exigencias previstas o previsibles en el lugar de destino
Para todos los materiales riacutegidos modulares destinados a un recubrimiento debemos tomar en
consideracioacuten caracteriacutesticas relacionadas con
Las caracteriacutesticas asociadas a cada grupo deben disponer de meacutetodos de ensayo normalizados o
al menos reconocidos en reglamentos nacionales y ello no siempre es posible pues las normas
de producto soacutelo contemplan aquellas caracteriacutesticas seleccionadas por los fabricantes como
fundamentales para sus fines empresariales
Podemos citar como caracteriacutesticas especiales
La resistencia a la corrosioacuten en niebla salina (seguacuten ISO 9227)
El comportamiento en atmoacutesfera de SO2 (seguacuten UNE-EN ISO 6988)
La permeabilidad frente a la lluvia (medida seguacuten BS431 Apeacutendice A)
La conductividad eleacutectrica
La resistencia al crecimiento de moho
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Las tres primeras suelen considerarse en materiales destinados a revestimientos exteriores la
cuarta en solados y alicatados que precisen equipotencial dad eleacutectrica o un nivel de conducti-
vdad eleacutectrica que permita evacuar a tierra cargas electrostaacuteticas que pueden generar explosio-
nes o incendio
Normales teacutecnicas
Las normas Teacutecnicas establecen los niveles de calidad y seguridad y son un medio oacuteptimo para
facilitar la transparencia en el mercado y en elemento fundamental para competir
Por este motivo el CID del INDECOPI contribuye a la mejora de la Competitividad - Paiacutes ponien-
do a disposicioacuten de las empresas Pymes consultores estudiantes y ciudadaniacutea en general el
ldquoCATAacuteLOGO DE NORMAS TEacuteCNICAS PERUANAS SOBRE PRODUCTOS CERAacuteMICOS PARA EDIFICA-
CIOacuteNrdquo aprobadas por el Indecopi a traveacutes de la Comisioacuten de Normalizacioacuten y de Fiscalizacioacuten de
Barreras Comerciales No Arancelarias La presentacioacuten del cataacutelogo es amigable y de faacutecil ubica-
cioacuten estaacute clasificada por aacutereas temaacuteticas de acuerdo a la Clasificacioacuten Internacional de Normas y
dentro de estas en orden correlativo por coacutedigo de NTP con un resumen del contenido de la
misma
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DESCRIPCION DE LAS MATERIAS PRIMAS
MATERIAS PRIMAS PARA LA CONSTRUCCIOacuteN DE CERAacuteMICAS En las ceraacutemicas tradicionales se utilizan materias primas de depoacutesitos naturales Arcillas feldespatos cuarzo estos son poco purificadas
La materia prima es
La arcilla
El agua
La siacutelice
El plomo
El estantildeo
Se forman muacuteltiples fases en la coccioacuten Para cada composicioacuten se dan muchas aplicaciones En las ceraacutemicas teacutecnicas materias primas son de pureza alta y presentan fase uacutenica cada composi-cioacuten tiene una aplicacioacuten especificada Una pasta ceraacutemica baacutesicamente contiene
La arcilla estaacute constituida por agregados de silicatos de aluminio hidratados siendo blanca cuando es pura Surge de la descomposicioacuten de rocas que contienen feldespato originada en un proceso natural que dura decenas de miles de antildeos La foacutermula quiacutemica es Al2O3 middot 2SiO2 middot H2O
Feldespato Carbonato de calcio (caliza)La caliza es una roca sedimentaria porosa de origen quiacutemico formada mineraloacutegicamente por carbonatos La foacutermula de la caliza es CaMg(CO3)2
Chamota (residuo obtenido en el horno)
Chamota de ladrillo
Rotura cruda
Clasificacioacuten de la Arcilla
Las arcillas pueden clasificarse de acuerdo al proceso
geoloacutegico que las originoacute y a la ubicacioacuten del yacimiento en el que se encuentran Se puede re-
conocer
Arcilla primaria Se utiliza esta denominacioacuten cuando el yacimiento donde se encuentra es el
mismo lugar en donde se originoacute El caoliacuten es la uacutenica arcilla primaria conocida
Granulometriacutea Dentro de la clasificacioacuten granulomeacutetrica de las partiacuteculas del suelo las arcillas
ocupan el siguiente lugar
Feldespato
El feldespato es el mineral maacutes comuacuten sobre la
corteza terrestre iexclde manera que es muy posible
que lo encuentres entre las rocas que coleccionas
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Se encuentra en cada uno de los tres tipos de rocas pero es maacutes comuacuten encontrarlo en las
rocas iacutegneas intrusivas como el granito en donde los cristales son blancos o rosados Hay
diferentes tipos de feldespato
Las caracteriacutesticas de los dos tipos maacutes comunes se dan a continuacioacuten Excepto por su color
estos dos tipos comunes de feldespato son difiacuteciles de diferenciar El color puede ser de gran
ayuda pero hay que tener en cuenta que el mismo mineral puede tener colores diferentes
La mejor manera de diferenciar estos dos es mediante la observacioacuten de la superficie de los
cristales y ver si tienen estriaciones delgadas paralelas El feldespato de plagioclasa tiene
estriaciones y el feldespato ortoclase no tiene
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LAS MATERIAS PRIMAS
Algunos ceraacutemicos como la porcelana productos arcillosos estructurales y algunos componentes
electroacutenicos contienen una fase cristalina Durante el tratamiento a elevadas Temperaturas de este
tipo de materiales soacutelidos ceraacutemicos tiene lugar un proceso llamado Vitrificacioacuten por medio del cual
la fase cristalina se licuacutea y rellena los poros del material Esta Fase cristalina liacutequida puede reaccionar
con alguno de los soacutelidos restantes del material refractario Bajo enfriamiento la fase liquida solidifi-
ca para formar una matriz viacutetrea que une las partiacuteculas que no han fundido
CERAacuteMICOS TRADICIONALES
Los ceraacutemicos tradicionales estaacuten constituidos por tres
tipos baacutesicos
Arcilla siacutelice (siacutelex) y feldespato La arcilla estaacute com-
puesta principalmente por silicatos de Al hidratados
(Al2O3 Si O2 H20) con pequentildeas cantidades de otros
oacutexidos como TiO2 Fe2O3 MgO CaO Na2O K2O
En esta imagen podemos percibir la forma-
cioacuten de un cuello durante la sinterizacioacuten de
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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dos partiacuteculas pequentildeas La difusioacuten atoacutemica tiene lugar en la superficie de contacto y alarga el aacuterea
de contacto para formar un cuello
En al siguiente imagen observamos como al porosidad da frente al tiempo de compactos de MgO
dopados con un 02 en peso del CaO y sinterizado en aire estatico a 1330 y 1430 oC noacutetese que
una mayor temperatura de sinterizado produce una disminucioacuten maacutes raacutepida de la porosidad y un
nivel de porosidad maacutes bajo
La siacutelice (Si O2) Tambieacuten llamada Siacutelex o Cuarzo El feldespato potaacutesico que tiene la composicioacuten
baacutesica K2O Al2O3 6SiO2 se funde a bajas temperaturas y se transforma en vidrio cuando la mezcla
ceraacutemica se somete a alta temperatura y une los componentes refractarios
TABLA 1
CERAacuteMICOS DE INGENIERIacuteA
En contraste con los ceraacutemicos tradicionales que se basan principalmente en la arcilla los ceraacutemicos
teacutecnicos o de ingenieriacutea estaacuten constituidos por compuestos puros o casi puros principalmente oacutexidos
carburos o nitruros
TABLA 2
Tipo de pasta Caoliacuten Arcilla Plaacutestica
Feldespato Siacutelex Otros
Porcelana Dura 40 10 25 25
Art Aislantes Eleacutectricos 27 14 26 33
Art Sanitarios Viacutetreos 30 20 34 18
Aislantes Eleacutectricos 23 25 34 18
Tejas Viacutetreas 26 30 32 12
Porcelana Fina Semiviacutetrea 23 30 25 21
Porcelana inglesa 25 hellip 15 22
2CaC O3
Loza para hoteles 31 10 22 35
Porcelana dental
5 hellip 95
Alguno de los ceraacutemicos de ingenieriacutea maacutes importantes contienen compuestos como
Porcentaje en pesos de los oacutexidos principales
Tipo Al2O2 Si O2 Fe2O3 TiO2 CaO MgO Na2O K2O H20 Peacuterd por ignicioacuten
Caoliacuten 374 455 168 13 0004 003 0011 0005 139
Arc Plaacutestica de ten
309 54 074 15 014 02 045 072 hellip 114
Arc Plaacutestica de Ky
32 517 09 152 021 019 038 089 hellip 123
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Aluacutemina (Al2O3)
Nitruro de Silicio (Si3N4)
Carburo de silicio (SiC)
Zirconita (ZrO2) A continuacioacuten se ofrece una breve descripcioacuten de algunos compuestos procesos y aplica-
ciones de varios materiales ceraacutemicos importantes en ingenieriacutea
Aluacutemina (Al2O3)La aluacutemina se desarrolloacute originalmente para tubos refractarios y crisoles dealta
pureza de utilizacioacuten a elevadas temperaturas pero ahora tiene aplicaciones mucho maacutes variadas
Un ejemplo claacutesico de la utilizacioacuten de la aluacutemina es en materiales aislantes de las bujiacuteas El oacutexido de
aluminio se dopa con oacutexido de Mg se prensa en friacuteo y se sinteriza La aluacutemina se emplea frecuente-
mente para aplicaciones eleacutectricas de buena calidad donde se precisan bajas peacuterdidas dieleacutectricas y
alta resistividad
Nitruro de silicio (Si3N4)Los materiales ceraacutemicos con base de nitruro tienen una combinacioacuten
muy uacutetil de propiedades mecaacutenicas ingenieriles como resistencia razonable resistencia al impacto y
propiedades refractarias El Si3N4se disocia significativamente a temperaturas por encima de los
800degC y por consiguiente no se puede sinterizar directamente Sin embargo a lo largo de los uacuteltimos
antildeos se han desarrollado otros meacutetodos de fabricacioacuten delSi3N4Se han desarrollado cuatro procesos
principales para el nitruro de silicio procesos por reaccioacuten de unioacuten (RBSN) procesos de compacta-
cioacuten en caliente de nitruro de silicio (HPSN) proceso de nitruro de silicio sinterizado (SSN) proceso
de nitruro de silicio de compactacioacuten isostaacutetica en caliente (HIP-SN) En el proceso por reaccioacuten de
unioacuten un polvo compacto de silicio se nitrura en una corriente de gas nitroacutegeno Este proceso produ-
ce un Si3N4 microporoso y con moderadaresistencia
Propiedades de algunos ceraacutemicos de nitruro de silicio (TABLA 3)
RSBN SSN SIALON HIP-SN
Densidad Mgm3
27 33 33 33
Moacutedulo de Yung GPa
200 300 300 300
Resistencia en RT MPa
300+ 900+ 800+ 900++
Kic Mpam12
2 6 65 55-65
Desgaste por fatiga de contacto
NA Bajo Moderado Extremadamente bajo
Constante Dieleacutectrica a 1010Hz
6-7 65 hellip 65-75
$pieza de forma neta
El menor Medio Medio El mayor
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RSBN= Nitruro de Silicio con enlace por reaccioacuten
SSN= Nitruro de silicio sinterizado
HIP-SN= Nitruro de silicio Comprimido en caliente isostaacuteticamente + Flexioacuten en cuatro puntos ++ Traccioacuten directa
Carburo de silicio (SiC)Los ceraacutemicos de altas prestaciones del tipo SiC tiene propiedades muy
importantes ya que su dureza es elevada son inertes quiacutemicamente tiene buena resistencia a la
abrasioacuten y a la oxidacioacuten a altas temperaturas Sin embargo el SiC es relativamente quebradizo
por su baja resistencia al impacto y es difiacutecil producir piezas ceraacutemicas densas de grano fino Para
hacer carburo de silicio sinterizado por reaccioacuten se infiltra un polvo compacto de SiC y carbono
(grafito) con silicio fundido que reacciona con el carbono para formar SiC uniendo los granos
originales de SiC El proceso no puede continuarse hasta que todos los poros que se encuentran
entre los granos originales se llenen ya que el silicio debe ser capaz de infiltrarse Asiacute el produc-
to final contiene entre un 8 y un 20 de Si libre El SiC se puede sinterizar usando polvo de SiC
alfa de calidad adecuada sin aplicacioacuten de presioacuten externa si se antildeaden ayudas al sinterizado
Para el sinterizado sin presioacuten del SiC se utilizan comuacutenmente compuestos de boro y aluminio
Zirconio (ZrO2)La zirconita pura es polimorfa y experimenta transformaciones desde una es-
tructura tetragonal a otra monocliacutenica sobre los 1170degC acompantildeada de una expansioacuten de vo-
lumen y posible ruptura Sin embargo combinando ZrO2 con otros oacutexidos refractarios tales co-
mo CaO MgO e Y2O3 la estructura cuacutebica se puede estabilizar a temperatura ambiente y se han
encontrado algunas aplicaciones donde se requiere alta resistencia a impactos
LOS VIDRIOS DE LOS CERAMICOS
Un vidrio es un material ceraacutemico que se fabrica a partir de materiales inorgaacutenicos a altas tem-
peraturas Sin embargo se distingue de otros ceraacutemicos en que sus constituyentes se calientan
hasta la fusioacuten y despueacutes se enfriacutean hasta un estado riacutegido sin cristalizacioacuten Una de sus caracte-
riacutesticas es que tiene una estructura cristalina o amorfa Las moleacuteculas de vidrio no estaacuten coloca-
das en un orden repetitivo de largo alcance como en el caso de un soacutelido cristalino
Composicioacuten de los vidrios El vidrio de siacutelice fundido presenta una alta transmisioacuten espectral y
no estaacute sujeto a dantildeos de radiacioacuten que origina coloracioacuten en otros vidrios Es por tanto el vidrio
ideal para la luna de los vehiacuteculos espaciales y de tuacuteneles aerodinaacutemicos y para sistemas oacutepticos
en dispositivos espectrofotomeacutetricos Sin embargo los vidrios de siacutelice son caros y difiacuteciles de
procesar
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS Y QUIacuteMICAS DE LAS MATERIAS PRIMAS
Las importantes aplicaciones industriales de este grupo de minerales radican en sus propiedades
fiacutesico-quiacutemicas Dichas propiedades derivan principalmente de
Su extremadamente pequentildeo tamantildeo de partiacutecula (inferior a 2 mm)
Su morfologiacutea laminar (filosilicatos)
Las sustituciones isomoacuterficas que dan lugar a la aparicioacuten de carga en las laacuteminas
Por otra parte la existencia de carga en las laacuteminas se compensa como ya se ha citado con la
entrada en el espacio interlaminar de cationes deacutebilmente ligados y con estado variable de hi-
dratacioacuten que pueden ser intercambiados faacutecilmente mediante la puesta en contacto de la arci-
lla con una solucioacuten saturada en otros cationes a esta propiedad se la conoce como capacidad
de intercambio catioacutenico y es tambieacuten la base de multitud de aplicaciones industriales
Superficie especiacutefica La superficie especiacutefica o aacuterea superficial de una arcilla se define como el
aacuterea de la superficie externa maacutes el aacuterea de la superficie interna (en el caso de que esta exista)
de las partiacuteculas constituyentes por unidad de masa expresada en m2g Las arcillas poseen una
elevada superficie especiacutefica muy importante para ciertos usos industriales en los que la inter-
accioacuten soacutelido-fluido depende directamente de esta propiedad
A continuacioacuten se muestran algunos ejemplos de superficies especiacuteficas de arcillas
Caolinita de elevada cristalinidad hasta 15 m2g
Caolinita de baja cristalinidad hasta 50 m2g
Halloisita hasta 60 m2g
Illita hasta 50 m2g
Montmorillonita 80-300 m2g
Sepiolita 100-240 m2g
Paligorskita 100-200 m2g
Capacidad de Intercambio catioacutenico Es una propiedad fundamental de las esmectitas Son ca-
paces de cambiar faacutecilmente los iones fijados en la superficie exterior de sus cristales en los
espacios interlaminares o en otros espacios interiores de las estructuras por otros existentes en
las soluciones acuosas envolventes
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Sustituciones isomoacuterficas dentro de la estructura
Enlaces insaturados en los bordes y superficies externas
Disociacioacuten de los grupos hidroxilos accesibles
A continuacioacuten se muestran algunos ejemplos de capacidad de intercambio catioacutenico (en
meq100g)
Caolinita 3-5
Halloisita 10-40
Illita 10-50
Clorita 10-50
Vermiculita 100-200
Montmorillonita 80-200
Sepiolita-paligorskita 20-35
Los materiales primas de los ceraacutemicos son Minerales compuestos y elementos quiacutemicos forma-
dos mediante procesos inorgaacutenicos
Las propiedades de los minerales se estudian bajo las correspondientes divisiones mineralogiacutea
quiacutemica mineralogiacutea y fiacutesica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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PROCESO DE PRODUCCION
PROCESADO DE MATERIALES CERAacuteMICOS
Las ceraacutemicas no cristalinas (vidriosas) suelen ser formadas de fundiciones El vidrio es formado
por cualquiera de los siguientes meacutetodos soplado prensado laminado estirado colado o flota-
do y galvanizado
Los materiales ceraacutemicos cristalinos no son susceptibles de un variado rango de procesado Los
meacutetodos empleados para su manejo tienden a fallar en una de dos categoriacuteas -hacer ceraacutemica
en la forma deseada pro reaccioacuten in situ o por formacioacuten de polvos en la forma deseada y lue-
go sinterizados para formar un cuerpo soacutelido Algunos meacutetodos usados son un hiacutebrido de los dos
meacutetodos mencionados
Manufactura in situ
El uso maacutes comuacuten de este meacutetodo es en la produccioacuten de cemento y concreto Aquiacute los abrasi-
vos deshidratados son mezclados con agua Esto da comienzo a las reacciones de la hidratacioacuten
las cuales resultan en cristales grandes interconectados formaacutendose alrededor de los agregados
Pasado un tiempo esto resulta en una ceraacutemica soacutelida
El mayor problema con este meacutetodo es que la mayoriacutea de las reacciones son tan raacutepidas que no
es posible hacer una buena mezcla lo que tiende a impedir la construccioacuten en gran escala Sin
embargo los sistemas a pequentildea escala pueden ser realizados mediante teacutecnicas de depoacutesito
en donde los diferentes materiales son introducidos sobre un sustrato donde se produce la
reaccioacuten y la ceraacutemica se forma sobre este sustrato
Conformado de los polvos
El objetivo principal del conformado es dar forma y consistencia a la masa de polvos que deacute lugar
a un aumento de la densidad y por lo tanto a una mejora de las propiedades mecaacutenicas Existen
dos formas de realizar el conformado mediante la aplicacioacuten de presioacuten y temperaturas eleva-
das Con la aplicacioacuten de presioacuten y temperatura el proceso es similar a si no aplicaacutesemos altas
temperaturas pero obtenemos productos maacutes densos y homogeacuteneos a la vez que ahorramos
materias primas
Prensado uniaxial (en caliente o en friacuteo) Consiste en la aplicacioacuten de presioacuten en una uacutenica
direccioacuten hasta conseguir la compactacioacuten de los polvos ceraacutemicos La pieza asiacute conformada
tendraacute la forma de la matriz y las superficies con las que se aplica la presioacuten
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Prensado isostaacutetico en caliente o en friacuteo Consiste en compactar los polvos encerraacutendolos
hermeacuteticamente en moldes elaacutesticos tiacutepicamente de goma laacutetex o PVC aplicaacutendoles pre-
sioacuten hidrostaacutetica mediante un fluido que puede ser agua o aceite El fundamento de este
proceso es el Principio de Pascal de este modo conseguimos compactar uniformemente y
en todas las direcciones el material
Slip Casting Se fundamenta en el moldeo por barbotina de la ceraacutemica tradicional median-
te el cual obtenemos piezas de espesores pequentildeos utilizando moldes porosos
Meacutetodos basados en la sinterizacioacuten
Los principios de los meacutetodos basados en la sinterizacioacuten son sencillos Una vez que la materia
prima es acondicionada para su procesamiento (hornada) es introducida en el horno con lo que
el proceso de difusioacuten compacta a la materia prima
Los poros se achican resultando un producto maacutes denso y fuerte El quemado se hace a una
temperatura por debajo del punto de derretimiento de la ceraacutemica Siempre queda alguna poro-
sidad pero la verdadera ventaja de este meacutetodo es que la hornada puede ser producida de cual-
quier modo imaginable e incluso puede ser sinterizado Esto lo hace una ruta muy versaacutetil
Existen miles de posibles refinamientos de este proceso Algunos de los maacutes comunes involucran
presionar la hornada para darle la densidad la quema reduce el tiempo de sinterizacioacuten necesa-
rio A veces se antildeaden elementos orgaacutenicos junto a la hornada que son disueltos durante la
quema
Algunas veces se agregan lubricantes orgaacutenicos durante el proceso para incrementar la densi-
dad No es raro combinarlos agregando materia orgaacutenica y lubricantes a una hornada y luego
presionar (La formulacioacuten de estos aditivos quiacutemico orgaacutenicos es un arte en siacute mismo) Esto es
particularmente importante en la manufactura de ceraacutemica de alto rendimiento tales como las
usadas para la electroacutenica en condensadores inductores sensores etc
Puede realizarse una mezcla de componentes en vez de usar un solo polvo y luego verterlo en el
molde deseado dejaacutendolo secar y luego sinterizarlo De hecho en la alfareriacutea tradicional es he-
cho de esta forma usando una mezcla plaacutestica que es trabajada con las manos
Si una mezcla de materiales diferentes componentes es utilizada en una ceraacutemica algunas veces
la temperatura de sinterizacioacuten es mayor a la temperatura de fundicioacuten de alguno de sus com-
ponentes (fase liacutequida de sinterizacioacuten) Esto genera un periacuteodo maacutes corto de sinterizacioacuten com-
parado con el estado soacutelido sinterizado
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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DESCRIPCIOacuteN DEL PROCESO DE PRODUCCIOacuteN
LA FABRICACIOacuteN
PROCESO Una vez que las materias primas que se procesan una serie de medidas llevaraacute a cabo
para obtener el producto terminado Estos pasos incluyen la dosificacioacuten mezcla y molienda
secado por aspersioacuten formando secado esmaltado y coccioacuten Muchos de estos pasos se reali-
zan ahora con equipos automatizados
De procesamiento por lotes Un caso de muchos productos de ceraacutemica incluyendo mosaico de
la composicioacuten corporal se determina por la cantidad y el tipo de materias primas Las materias
primas tambieacuten determinan el color del cuerpo del azulejo que puede ser rojo o blanco depen-
diendo de la cantidad de hierro que contienen materias primas empleadas Por lo tanto es im-
portante mezclar las cantidades correctas en conjunto para lograr las propiedades deseadas
Caacutelculos por lotes por tanto necesario que debe tener en cuenta tanto las propiedades fiacutesicas y
composicioacuten quiacutemica de las materias primas Una vez que el peso adecuado de cada materia
prima se determina las materias primas deben ser mezclados
Mezcla y molienda Una vez que los ingredientes se pesan que se suman en un mezclador de
shell mezclador de cinta o un mezclador intensivo Un mezclador de shell se compone de dos
cilindros unidos en forma de V que gira a caer y mezclar el material Un mezclador de cinta utili-
za aspas helicoidales y un mezclador intensivo utiliza haraacute raacutepidamente renovables Este paso
maacutes muele los ingredientes dando como resultado un tamantildeo de partiacutecula maacutes fina que mejora
el proceso de formacioacuten posterior (ver paso 4 a continuacioacuten)
A veces es necesario agregar agua para aumentar la mezcla de un lote con varios ingredientes
asiacute como para lograr la molienda fina Este proceso se denomina molienda huacutemeda y con fre-
cuencia se realiza mediante un molino de bolas El resultado lleno de agua mezcla que se llama
una papilla o deslizamiento El agua se extrae de la suspensioacuten pulsando filtro (que elimina el
40-50 por ciento de la humedad) seguida de molienda en seco
De secado por aspersioacuten Si la molienda huacutemeda es utilizada por primera vez el exceso de agua
suele ser removido a traveacutes de secado por aspersioacuten Esto implica el bombeo de la lechada con
un atomizador que consiste en un disco que gira raacutepidamente o la boquilla Las gotas de la hoja
se secan a medida que se calientan con una columna de aire ascendente caliente formando pe-
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quentildeos graacutenulos de libre movimiento que dan como resultado un polvo susceptible de confor-
macioacuten
Cuerpos de baldosas tambieacuten se puede preparar por molienda en seco seguido de granulacioacuten
Granulacioacuten se utiliza una maacutequina en la cual se mezcla la mezcla de material previamente seco
molido con agua para formar las partiacuteculas en graacutenulos que a su vez formar un polvo listo para
su formacioacuten
La formacioacuten La mayoriacutea de baldosas estaacute formada por prensado en seco En este meacutetodo el
polvo de flujo libre que contiene aglutinante orgaacutenico o un bajo porcentaje de humedad se deri-
va de una tolva en la matriz de la formacioacuten El material se comprime en una cavidad de acero
por eacutembolos de acero y luego es expulsado por el eacutembolo de la parte inferior Prensas automati-
zadas se utilizan para presiones de trabajo de hasta 2500 toneladas
Varios otros meacutetodos tambieacuten se utilizan en el cuerpo del azulejo estaacute en huacutemedo la forma maacutes
moldeable Extrusioacuten ademaacutes de perforacioacuten se utiliza para producir baldosas de forma irregu-
lar y maacutes delgada de baldosas maacutes raacutepida y econoacutemica Esto implica la compactacioacuten de una
masa de plaacutestico en el cilindro de presioacuten alta y obligando a que el material fluya hacia fuera de
la botella en las babosas cortoacute Estas balas son entonces un puntildeetazo en una o maacutes fichas con
troquelado hidraacuteulico o neumaacutetico
RAM presionando a menudo se utiliza para la baldosa muy perfilada Con este meacutetodo las bal-
dosas excluidas por el cuerpo del azulejo se presionan entre dos mitades de un molde duro o
porosa montada en una prensa hidraacuteulica El formoacute parte se elimina por la primera aplicacioacuten de
vaciacuteo a la mitad superior del molde para liberar la parte de la mitad inferior seguido forzando el
aire a traveacutes de la parte de arriba para liberar la parte superior El exceso de material debe ser
removido de la pieza y acabado adicional puede ser necesario
Otro proceso conocido como cristal de presioacuten se ha desarrollado recientemente Este proceso
combina el cristal y dar forma a la vez pulsando el esmalte (en forma de polvo atomizado) direc-
tamente en la matriz llena con el polvo del cuerpo de baldosas Las ventajas incluyen la elimina-
cioacuten de liacuteneas de esmaltado asiacute como el material de desecho cristales (llamados lodos) que se
produce con el meacutetodo convencional
El secado baldosas de ceraacutemica por lo general debe ser secado (con una humedad relativa alta)
despueacutes de la formacioacuten sobre todo si un meacutetodo huacutemedo se utiliza Secado lo que puede lle-
var varios diacuteas se quita el agua a una velocidad lo suficientemente lenta como para evitar las
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grietas por contraccioacuten Los secadores continuos o tuacuteneles que se utilizan son calentados con
gas o aceite laacutemparas de infrarrojos o energiacutea de microondas Secado por infrarrojos es maacutes
adecuado para baldosas finas mientras secado por microondas que funciona mejor para maacutes
gruesa de baldosas Otro meacutetodo el secado impulso utiliza pulsos de aire caliente que fluye en
la direccioacuten transversal en vez de manera continua en la direccioacuten del flujo de materiales
Acristalamiento Para preparar el glaseado los mismos meacutetodos que para el cuerpo del azulejo
Despueacutes de una formulacioacuten de lotes se calcula las materias primas se pesan se mezclan y seco
o huacutemedo molido Los esmaltes molidos se aplican mediante uno de los meacutetodos disponibles
En el acristalamiento de centriacutefuga o arado de discos el esmalte se alimenta a traveacutes de un disco
giratorio que arroja o lanza el esmalte en el azulejo En el meacutetodo de la campana cascada una
corriente de barniz se cae en el azulejo al pasar sobre una cinta transportadora por debajo A
veces el esmalte es simplemente rociado en Para aplicaciones de esmalte muacuteltiples impresioacuten
en pantalla por debajo o entre las baldosas que se han mojado cristal se utiliza En este proce-
so esmalte es forzada a traveacutes de una pantalla por una rasqueta de goma u otro dispositivo
Acristalamiento en seco tambieacuten se estaacute utilizando Esto implica la aplicacioacuten de polvos fritas
trituradas (materiales de vidrio) y esmaltes granulada en una superficie de baldosas mojadas
acristalamiento Despueacutes de la coccioacuten las partiacuteculas de esmalte se funden entre siacute para produ-
cir una superficie como el granito
Disparo Despueacutes de cristal el azulejo se debe calentar intensamente para fortalecerlo y darle la
porosidad deseada Hay dos tipos de hornos o Despueacutes de la formacioacuten el archivo se seca poco
a poco (durante varios diacuteas) y con una humedad alta para evitar el agrietamiento y la contrac-
cioacuten A continuacioacuten el barniz se aplica a continuacioacuten el azulejo se cuece en un horno o estu-
fa Aunque algunos tipos de baldosas requiere un proceso de coccioacuten en dos etapas huacutemedo
molido baldosas se dispara una sola vez a una temperatura de 2000 grados Fahrenheit o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten el azulejo es empacado y enviado
Los hornos se utilizan para la coccioacuten de baldosas Azulejo de la pared o azulejo que es prepa-
rado por molienda en seco en lugar de molienda huacutemeda requiere generalmente un proceso de
dos pasos En este proceso el azulejo pasa a traveacutes de un disparo de baja temperatura llamada
sopa de fuego antes de acristalamiento Este paso elimina los volaacutetiles de la materia y la mayor
parte o la totalidad de la contraccioacuten El cuerpo y el esmalte luego se disparoacute en un proceso lla-
mado despido glost Tanto los procesos de coccioacuten tienen lugar en un tuacutenel o un horno conti-
nuo que consta de una caacutemara a traveacutes del cual poco a poco el software se trasladoacute en un
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transportador de rollos de refractarios estantes construidos con materiales que son resistentes a
temperaturas altas o en contenedores denominados gacetas Coccioacuten en un horno tuacutenel puede
tomar de dos a tres diacuteas con temperaturas alrededor de disparar 2372 grados Fahrenheit
(1300 grados Celsius)
Para el azulejo que soacutelo requiere un uacutenico disparo por lo general de baldosas que se prepara por
viacutea huacutemeda de rodillos para moler los hornos se utilizan generalmente Estos hornos se mueven
las mercanciacuteas de un transportador de rodillos y no necesitan muebles horno tales como blo-
ques o gacetas Los tiempos de encender en los hornos de rodillos pueden ser tan bajos como
60 minutos con temperaturas de coccioacuten alrededor de 2102 grados Fahrenheit (1150 grados
Celsius) o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten y las pruebas el azulejo estaacute listo para ser empaquetados y enviados
Subproductos Una variedad de contaminantes se generan durante las etapas de fabricacioacuten
diferentes estas emisiones deben ser controladas para cumplir con las normas de control de
aire Entre los contaminantes que produce en la fabricacioacuten de baldosas estaacuten compuestos de
fluacuteor y el plomo que se producen durante la coccioacuten y vidriado Los compuestos de plomo se
han reducido significativamente con el reciente desarrollo de esmaltes sin plomo o de bajo plo-
mo Las emisiones de fluacuteor pueden ser controladas con los depuradores los dispositivos de ae-
rosol que baacutesicamente los gases con agua para eliminar los contaminantes dantildeinos Tambieacuten
se puede controlar con procesos en seco como los filtros de tela recubierta con cal Esta cal
puede ser reciclada como materia prima para el azulejo en el futuro
La industria del azulejo es tambieacuten el desarrollo de procesos para reciclar las aguas residuales y
lodos generados durante el mecanizado automaacutetico vidrios y el secado por atomizacioacuten Ya
que algunas plantas de reciclaje el exceso de polvo generado durante el prensado en seco asiacute
como el rociacuteo producido durante el acristalamiento Residuos de barniz y teja rechazoacute tambieacuten
se devuelven al proceso de preparacioacuten del cuerpo para su reutilizacioacuten
Control de calidad La mayoriacutea de fabricantes de baldosas utilizan ahora el control estadiacutestico de
procesos (SPC) para cada paso del proceso de fabricacioacuten Muchos de ellos tambieacuten trabajan
estrechamente con sus proveedores de materia prima para asegurar que se cumplan las especi-
ficaciones antes de que el material se utilice Control estadiacutestico del proceso consiste en las car-
tas que se utilizan para controlar diversos paraacutemetros de procesamiento tales como el tamantildeo
de las partiacuteculas el tiempo de molienda la temperatura de secado y el tiempo presioacuten de com-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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pactacioacuten dimensiones despueacutes del prensado la densidad la temperatura de coccioacuten y el tiem-
po y similares Estas cartas identificar problemas con el equipo fuera de las condiciones de
especificacioacuten y ayudar a mejorar el rendimiento antes de que el producto final esteacute terminado
El producto final debe cumplir con ciertas especificaciones en relacioacuten con propiedades fiacutesicas y
quiacutemicas Estas propiedades estaacuten determinados por las pruebas estaacutendar establecido por la
Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM) Propiedades medidas incluyen resistencia
mecaacutenica resistencia de abrasioacuten resistencia quiacutemica absorcioacuten de agua su estabilidad dimen-
sional resistencia al hielo y el coeficiente de expansioacuten teacutermica lineal Maacutes recientemente el
antideslizante que se puede determinar midiendo el coeficiente de friccioacuten se ha convertido en
una preocupacioacuten Sin embargo no existe una norma se ha establecido todaviacutea porque otros
factores (tales como el disentildeo del suelo y el cuidado apropiados) puede hacer que los resultados
sin sentido
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APLICACIOacuteN EN LA ETAPA DE CONSTRUCCION YO POST-CONSTRUCCION
Su uso inicial fue fundamentalmente la elaboracioacuten de recipientes empleados para contener
alimentos o bebidas Maacutes adelante se utilizoacute para modelar figurillas de posible caraacutecter simboacuteli-
co maacutegico religioso o funerario Tambieacuten se empleoacute como material de construccioacuten en forma
de ladrillo teja baldosa o azulejo conformando muros o revistiendo paramentos La teacutecnica del
vidriado le proporcionoacute gran atractivo se utilizoacute tambieacuten en escultura Actualmente tambieacuten se
emplea como aislante eleacutectrico y teacutermico en hornos motores y en blindaje
Ceraacutemicas se utilizan en la fabricacioacuten de cuchillos La hoja del cuchillo de ceraacutemica perma-
neceraacute fuerte por mucho maacutes tiempo que el de un cuchillo de acero a pesar de que es maacutes
fraacutegil que se abrocha por la caiacuteda sobre una superficie dura
Ceraacutemicas como aluacutemina y carburo de boro se han utilizado en baliacutestica chalecos blindados
para repeler gran calibre rifle de fuego Dichas placas se conocen comuacutenmente como de
armas pequentildeas inserciones de proteccioacuten (SAPI) Material similar se utiliza para proteger
las cabinas de algunos aviones militares debido a su bajo peso del material
Las bolas de ceraacutemica se puede utilizar para sustituir el acero en rodamientos de bolas Su
mayor dureza que significa que son mucho menos susceptibles al desgaste y puede ofrecer
maacutes de vida triple Tambieacuten se deforman menos en el sentido de carga que tienen menos
contacto con las paredes de retencioacuten del rodamiento y puede rodar maacutes raacutepido En las
aplicaciones de muy alta velocidad el calor de la friccioacuten durante la rodadura puede causar
problemas para los rodamientos de metal los problemas que se reducen por el uso de la ce-
raacutemica La ceraacutemica es tambieacuten maacutes resistente a los quiacutemicos y puede utilizarse en ambien-
tes huacutemedos donde los rodamientos de acero se oxidaban El mayor inconveniente de uti-
lizar la ceraacutemica es un costo mucho maacutes elevado En muchos casos sus propiedades de ais-
lamiento eleacutectrico tambieacuten puede ser valiosa para los rodamientos
En la deacutecada de 1980 Toyota investigoacute la produccioacuten de una adiabaacutetica motor de ceraacutemica
que pueden funcionar a una temperatura de maacutes de 6000 deg F (3300 deg C) Motores ceraacutemicos
no necesitan un sistema de enfriamiento y por lo tanto permiten una importante reduccioacuten
de peso y la eficiencia de combustible por lo tanto mayor La eficiencia del combustible del
motor es tambieacuten maacutes alta a alta temperatura como se muestra por Carnot teorema En un
motor metaacutelico convencional mucha de la energiacutea liberada por el combustible debe ser di-
sipada como calor residual con el fin de evitar un colapso de las partes metaacutelicas A pesar
de todas estas propiedades deseables tales motores no estaacuten en produccioacuten ya que la fa-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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bricacioacuten de piezas de ceraacutemica de la precisioacuten necesaria y la durabilidad es difiacutecil Imper-
fecciones en la ceraacutemica lleva a las grietas que puede conducir a fallas en los equipos po-
tencialmente peligrosos Estos motores son posibles en el laboratorio pero la produccioacuten
en masa no es factible con la tecnologiacutea actual
Se estaacute trabajando en el desarrollo de piezas ceraacutemicas para turbinas de gas motores En
la actualidad incluso las hojas hechas de avanzadas aleaciones de metales utilizados en la
seccioacuten de los motores calientes requieren temperaturas de refrigeracioacuten y cuidadosos que
limitan la de Motores turbina hizo con ceraacutemicas podiacutea operar maacutes eficientemente dando
aviones mayor alcance y payload por un importe conjunto de combustible
Recientemente se han producido avances en la ceraacutemica que incluyen bio-ceraacutemica tales
como los implantes dentales y huesos sinteacuteticos hidroxiapatita el componente mineral na-
tural del hueso se ha hecho de forma sinteacutetica a partir de una serie de fuentes bioloacutegicas y
quiacutemicas y se pueden transformar en materiales ceraacutemicos Implantes ortopeacutedicos a partir
de estos bonos de materiales faacutecilmente a los tejidos oacuteseos y otras partes del cuerpo sin re-
chazo o reacciones inflamatorias Debido a esto son de gran intereacutes para la entrega de ge-
nes y la ingenieriacutea de tejidos andamios La mayoriacutea de la ceraacutemica de hidroxiapatita son
muy porosas y la falta de resistencia mecaacutenica y se utilizan para dispositivos ortopeacutedicos ca-
pa de metal para ayudar en la formacioacuten de un enlace con el hueso o como relleno oacuteseo
Tambieacuten se utilizan como relleno de tornillos ortopeacutedicos de plaacutestico para ayudar a reducir
la inflamacioacuten y aumentar la absorcioacuten de estos materiales de plaacutestico Se estaacute trabajando
para hacer fuerte y bien densa nano cristalina de materiales ceraacutemicos de hidroxiapatita pa-
ra dispositivos ortopeacutedicos que soportan peso en sustitucioacuten de metales y materiales plaacutes-
ticos extranjeros ortopeacutedico con un material sinteacutetico pero de origen natural mineral de los
huesos En uacuteltima instancia estos materiales ceraacutemicos se pueden utilizar como sustitutos
de hueso o con la incorporacioacuten de la proteiacutena colaacutegeno huesos sinteacuteticos
Ceraacutemica de alta tecnologiacutea se utiliza en relojeriacutea para la produccioacuten de cajas de relojes El
material se valora por los relojeros por su ligereza resistencia al rayado resistencia y tacto
suave CBI es una de las marcas que ha iniciado el uso de la ceraacutemica en la relojeriacutea El caso
de la CBI edicioacuten 2007 de Top Gun de la Vigilancia de la Pilot cronoacutegrafo doble se hace a
mano en ceraacutemica de alta tecnologiacutea negro
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Revestimiento con ceraacutemico Las ceraacutemicas se
comercializan clasificadas con un nuacutemero de
tono cuando compre las cajas verifique una por
una para evitar contratiempos a la hora de su
colocacioacuten
Para lograr el equilibrio de coloracioacuten es aconse-
jable mezclar las piezas antes de su colocacioacuten
En este sentido vaya sacando una ceraacutemica de cada caja y coloacutequelas en este orden ya que
siempre existe una pequentildea variacioacuten de matiz de una caja a otra pero que no se notaraacute cuando
se hallen instaladas En cuanto a los sistemas de colocacioacuten existen dos alternativas el sistema
mortero tradicional (praacutecticamente en desuso) y el sistema de capa fina El primero requiere
sumergir la ceraacutemica en agua limpia durante unos minutos como paso previo a su colocacioacuten Si
opta por este meacutetodo recuerde que la ceraacutemica no debe introducirse en el agua con su envase
de cartoacuten ya que podriacutea mancharse como consecuencia de la accioacuten de la tinta del envoltorio o
de la oxidacioacuten de los ganchos de cierre En este sistema es imprescindible tambieacuten mojar los
revoques de los muros y las carpetas de los pisos
Si emplea el segundo sistema que se trabaja sobre la base de un adhesivo cementicio no seraacute
necesario mojar la ceraacutemica ni los revoques No obstante independientemente del meacutetodo de
colocacioacuten utilizado usted deberaacute verificar que las ceraacutemicas esteacuten libres de polvo antes de su
instalacioacuten
En el piso no soacutelo deberaacute tener en cuenta la junta entre una ceraacutemica y otra sino tambieacuten una
separacioacuten perimetral que para superficies pequentildeas debe llegar a los 15 miliacutemetros
Las juntas entre ceraacutemicas deben sellarse con cemento Portland mezclado con arena marmolina
o cuarzo molido Si quiere dar color a la junta recuerde que no es conveniente utilizar colorantes
hidrosolubles como oacutexido de hierro o negro de humo porque pueden manchar la ceraacutemica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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EMPRESAS NACIONALES QUE PRODUCEN DICHOS PRODUCTOS
Las Compantildeiacutea Ceraacutemica o empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y pisos ceraacutemicos han tenido
como objetivo de mejorar la calidad de informacioacuten minimizar esfuerzos y recursos reducir costos y
brindar un mejor servicio al cliente que quiere adquirir estos productos para ello tenemos algunas
empresas nacionales descritos en esta investigacioacuten
COMPANtildeIacuteA DE CERAacuteMICA SA CELIMA
Es empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y
pisos ceraacutemicos desde 1982Ceraacutemica Lima SA
ldquoCelimardquo es una empresa cimentada en la tradicioacuten
milenaria de las culturas Nazca Moche y Chaviacuten para
el dominio de la ceraacutemica cuenta con personal alta-
mente calificado y tecnologiacutea de punta que le ha permitido ingresar a los mercados maacutes exigentes
del mundo tales como la Comunidad Econoacutemica Europea Estados Unidos Canadaacute Australia Centro
Ameacuterica y Sud-Ameacuterica Actualmente CELIMA tiene una capacidad de produccioacuten mensual de
1rsquo100000 m2 entre azulejos y pisos ceraacutemicos
CERAacuteMICA SAN LORENZO ndash PERUacute inicia la
construccioacuten de su planta en mayo de 1999
con los maacutes altos estaacutendares de seguridad
ambiental y tecnologiacutea italiana de vanguardia
Con una inversioacuten inicial de 17 millones de
doacutelares iniciaacutendose con una produccioacuten mensual de 200000 m2 de revestimiento ceraacutemico
para pisos
Antildeo y medio despueacutes amplia su capacidad productiva eacutesta se incrementa a 440000 m2 al
mes innovando en la produccioacuten del Revestimiento Ceraacutemico de Pared permitiendo asiacute
abastecer la demanda insatisfecha de los revestimientos de Pared que no disponiacutea ante-
riormente con una inversioacuten aproximada de 10 millones de doacutelares
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Luego con el objetivo de desarrollar un mercado de exportacioacuten a Estados Unidos donde el gru-
po ha iniciado operaciones a traveacutes de Ceraacutemica San Lorenzo INC (USA) se invierte en una
nueva liacutenea de esmaltado otorgaacutendole asiacute flexibilidad a la produccioacuten siendo eacutesta una alternativa
de disminucioacuten de tiempo en el cambio de producto y se suma a ella la reduccioacuten de ciclos de
proceso de coccioacuten aumentando asiacute la velocidad de la produccioacuten llegando a producir 620000
m2 mensuales
Tambieacuten dentro de los proyectos importantes tenemos el montaje y puesta en marcha de la
planta de productos de tercer fuego los cuales complementan nuestra liacutenea actual de revesti-
mientos Liacutenea de alto perfil desarrollar una serie de piezas especiales como son zoacutecalos liacutestelos
en sus distintas medidas insertos tacos etc
Debido al sostenido aumento de las ventas y con el fin de obtener el liderazgo en el mercado del
ceraacutemico actualmente Ceraacutemica San Lorenzo a incrementado su capacidad de produccioacuten con
una inversioacuten de 12 millones de doacutelares en una ampliacioacuten de planta de 420000 m2 de ceraacutemi-
cos mensuales bajo el concepto de ldquoalta productividadrdquo considerando en el proceso de produc-
cioacuten la molienda de arcillas por viacutea seca ahorrando asiacute gas natural y energiacutea eleacutectrica
Hoy Ceraacutemica San Lorenzo logra ofrecer una amplia gama de productos ceraacutemicos de alta cali-
dad con una produccioacuten superior al milloacuten de metros cuadrados
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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CONCLUSIONES
Se logro obtener la mayor y suficiente informacioacuten acerca del tema pisos ceraacutemicos y mayoacute-
licas
Se logro obtener conocimiento del tema a presentar en este trabajo ldquopisos ceraacutemicos y ma-
yoacutelicasrdquo ya que este tema en discusioacuten es de mucha importancia para nuestra carrera profe-
sional
Se logro obtener la informacioacuten suficiente del tema en investigacioacuten estructurado en los
siguientes apartados descripcioacuten del producto descripcioacuten de las materias primas proceso
de produccioacuten aplicacioacuten en la etapa de construccioacuten yo post-construccioacuten empresas na-
cionales que producen
Los ceraacutemicos son muy importante y aportan al desarrollo y a la comodidad de la humani-
dad asiacute como para la ingenieriacutea es muy importante ya que aporta a los acabados en cons-
trucciones
Por el presente trabajo de investigacioacuten se adquirioacute nuevos conocimientos en cuanto al ma-
terial llamado pisos ceraacutemicos y mayoacutelicas
Aprendimos cuales son los materias primas para la fabricacioacuten de las ceraacutemicas
Aprendimos las aplicaciones en la construccioacuten y en la post construccioacuten
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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RECOMENDACIONES
Se recomienda el uso adecuado y mesurado de la informacioacuten en investigacioacuten
Es maacutes factible hacer trabajos de investigacioacuten de materiales ya conocidos y comunes que
se usan en el proceso de construccioacuten y post construccioacuten
Los integrantes del grupo deben trabajar adecuadamente y con seriedad para que no se
produzca mayor y aprender a trabajar en equipo
Este trabajo fue realizado con mucho esmero y dedicacioacuten ya que el tema en investigacioacuten
es muy importante para nuestra carrera profesional
Observar y realizar un resumen de la informacioacuten recabada de acuerdo al tema en investi-
gacioacuten asiacute como recabar nueva y reciente informacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten tomar maacutes implicancia y verificar los avances de los
trabajos de investigacioacuten y detallar las dificultades de cada grupo asiacute como los errores y asiacute
realizar un mejor u buen trabajo de investigacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten organizar de mejor manera a los alumnos para una
buena y mejor elaboracioacuten de los trabajos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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BIBLIOGRAFIA
Castaldo Paris Lluis- Necesidad e importancia de la ceraacutemica como manifestacioacuten humana
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Introduccioacuten a la ciencia e ingenieriacutea de los materiales WD Callister
Materiales Estructura propiedades y aplicaciones Saja Saez ndash Rodriacuteguez Perez ndash Rodriacuteguez
Mendez
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ANEXOS
Pisos ceraacutemicos en viviendas
Pisos ceraacutemicos en sshh
Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
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Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
Pisos ceraacutemicos en Inst Puacuteblicos
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PROPIEDADES DE LA CERAMICA
Propiedades mecaacutenicas-Los materiales ceraacutemicos son generalmente fraacutegiles o vidriosos
Casi siempre se fracturan ante esfuerzos de tensioacuten y presentan poca elasticidad
Propiedades teacutermicas- Esta propiedad se fundamenta en tres caracteriacutesticas de los mate-
riales ceraacutemicos elevado punto de fusioacuten bajo coeficiente de dilatacioacuten y baja conductivi-
dad teacutermica
Propiedades oacutepticas
Propiedades eleacutectricas-Los materiales ceraacutemicos tienen una propiedad de aislamiento eleacutec-
trico
Propiedades magneacuteticas
Propiedades quiacutemicas
PROPIEDADES MECAacuteNICAS
Los materiales ceraacutemicos son generalmente ioacutenicos o covalentes materiales en condiciones de
servidumbre y puede ser cristalina o amorfa Un material se mantienen unidos por uno u otro
tipo de bonos tienden a la fractura antes de que la deformacioacuten plaacutestica se lleva a cabo lo que se
traduce en pobres dureza de estos materiales Ademaacutes debido a que estos materiales tienden a
ser porosas los poros y otras imperfecciones microscoacutepicas actuacutean como concentradores de
esfuerzos la disminucioacuten de la resistencia maacutes allaacute y la reduccioacuten de la resistencia a la traccioacuten
Estos se combinan para dar fallos catastroacuteficos a diferencia de la que normalmente mucho maacutes
suaves modos de falla de los metales
Estos materiales se muestran deformacioacuten plaacutestica Sin embargo debido a la estructura riacutegida
de los materiales cristalinos no se dispone de muy pocos sistemas de deslizamiento de las dislo-
caciones para moverse por lo que se deforman muy lentamente Con el no-cristalinos (vidrio-
sos) los materiales viscoso flujo es la principal fuente de deformacioacuten plaacutestica y tambieacuten es
muy lento Por tanto es descuidado en muchas aplicaciones de los materiales ceraacutemicos
PROPIEDADES ELEacuteCTRICAS
Semiconductores- Hay una serie de ceraacutemicas que son semiconductores La mayoriacutea de estos
son los oacutexidos de metales de transicioacuten que son semiconductores II-VI como el oacutexido de zinc
Mientras se habla de hacer azul LED de oacutexido de zinc ceramistas estaacuten maacutes interesados en las
propiedades eleacutectricas que muestran los efectos del liacutemite de grano Ceraacutemica semiconductores
tambieacuten se emplean como sensores de gas Cuando varios gases son pasados por una ceraacutemica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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poli cristalina su resistencia eleacutectrica cambia Con ajuste a las mezclas de gas que sea posible
los dispositivos de muy bajo costo se pueden producir
Superconductividad- Bajo ciertas condiciones tales como temperaturas extremadamente bajas
algunas ceraacutemicas muestran superconductividad de alta temperatura La razoacuten exacta de esto
no se conoce pero hay dos grandes familias de la ceraacutemica superconductora
Ferro electricidad y Suacuteper series- Piezoelectricidad un viacutenculo entre la actividad eleacutectrica y
mecaacutenica es exhibida por un gran nuacutemero de materiales ceraacutemicos incluyendo el cuarzo utiliza-
do para medir el tiempo en los relojes y otros aparatos electroacutenicos
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LOS CERAacuteMICOS
Los materiales ceraacutemicos son compuestos quiacutemicos o soluciones complejas que contienen elemen-
tos metaacutelicos y no metaacutelicos Tienen amplias propiedades mecaacutenicas y fiacutesicas Debido a sus enlaces
ioacutenicos o covalentes los ceraacutemicos son duros fraacutegiles con un alto punto de fusioacuten baja conductivi-
dad eleacutectrica y teacutermica buena estabilidad quiacutemica resistencia a la compresioacuten
La composicioacuten quiacutemica de los ceraacutemicos generalmente es
Nitruro de silicio (Si3N4) utilizado como polvo abrasivo
Carburo de boro (B4C) usado en algunos helicoacutepteros y cubiertas de tanques
Carburo de silicio (SiC) empleado en hornos microondas en abrasivos y como material refrac-
tario
Diboruro de magnesio (MgB2) es un superconductor no convencional
Oacutexido de zinc (ZnO) un semiconductor
Ferrita (Fe3O4) es utilizado en nuacutecleos de transformadores magneacuteticos y en nuacutecleos de memo-
rias magneacuteticas
Oacutexido de uranio (UO2) empleado como combustible en reactores nucleares
Oacutexido de itrio bario y cobre (YBa2Cu3O7-x) superconductor de alta temperatura
talio-bario-calcio
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DEL ELECTRO PORCELANA
El electro porcelano es el maacutes importante de los materiales ceraacutemicos empleados en electrotecnia
Esta sustancia se obtiene mediante la mezcla de
1) El caoliacuten o tierra de porcelana que es un silicato de aluminio hidratado cuya composicioacuten co-
rresponde aproximadamente a la foacutermula
Al2O3 - 2SiO2 - 2H2O
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2) El cuarzo u oacutexido de silicio de foacutermula SiO2
3) El feldespato nombre geneacuterico de un grupo de minerales petrogeneacuteticos o formadores de ro-
cas Todos los feldespatos son silicatos anhidros de aluminio con potasio sodio y calcio El fel-
despato potaacutesico es el m s empleado en la fabricacioacuten de la porcelana y su foacutermula quiacutemica
aproximada es
K2O - Al2O3 - 6SiO2
Las proporciones de estas sustancias en la mezcla determinan las propiedades eleacutectricas mecaacutenicas y
teacutermicas de los productos obtenidos despueacutes de la coccioacuten
La mezcla de estos productos se realiza en proporciones que se establecen por diferentes meacutetodos
el maacutes comuacuten es el de diagrama de composicioacuten
COMPOSICIOacuteN QUIMICA DE ESTRUCTURA DE LOS CERAacuteMICOS CRISTALINOS
La composicioacuten de Estructura Perovskite
Se encuentra en varios ceraacutemicos eleacutectricos En este tipo de celdas estaacuten 3 tipos de iones que
son iones de bario iones de oxiacutegeno y iones de titanio La distorsioacuten de la celda unitaria produce
una sentildeal eleacutectrica lo que permite que ciertos titanitos sirvan como transductores Entonces
estaraacute compuesto por iones de
Bario (Ba)
Oxigeno (O)
Titanio (Ti)
La composicioacuten de Estructura del corindoacuten
Es similar a una estructura hexagonal compacta Algunos ceraacutemicos tienen esta estructura como
son
Cr2O3 y Fe2O3
La composicioacuten de Estructura de espinel
Tiene una celda unitaria cuacutebica en cada uno de sus cubos menores hay iones de oxiacutegeno hay 4
intersticiales octaeacutedricos y 8 sitios intersticiales tetraeacutedricos de los cuales los cationes ocupan 3
En los espineles inversos el ioacuten bivalente y la mitad de los iones trivalentes se localizan en los
sitios octaeacutedricos
La composicioacuten de estructura de los silicatos cristalinos
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En el siacutelice el enlace covalente requiere que los aacutetomos de silicio tengan junto 4 aacutetomos de oxiacute-
geno creando asiacute una estructura tetraeacutedrica esta es la unidad estructural fundamental del siacutelice
de las arcillas y de silicatos viacutetreos
Los compuestos de silicatos forman una serie de soluciones soacutelidas conocidas como olivinos y
orto silicatos
La composicioacuten de Estructuras laminares
Cuando la relacioacuten O resulta en la foacutermula
Si2O3
Los tetraedros se combinan para formar estructuras laminares en una formacioacuten ideal 3 aacuteto-
mos de oxiacutegeno formando un patroacuten hexagonal La caolinita que es una arcilla comuacuten estaacute com-
puesta por laacuteminas de silicato enlazadas ioacutenicamente a una hoja compuesta por ciertos grupos
las arcillas son componentes importantes de muchos ceraacutemicos
La composicioacuten de Siacutelice
Conforme incrementa la temperatura el siacutelice cambia de cuarzo alfa a cuarzo beta a tridimita
beta a cristobalita beta y a liacutequido la transformacioacuten de cuarzo alfa a beta crea un cambio de
dimensioacuten en el siacutelice acompantildeado por esfuerzos altos e incluso por agrietamiento
CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS Y QUIacuteMICAS DE LOS CERAacuteMICOS
Es necesario conocer las caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas de los materiales riacutegidos modulares
tanto para discriminar la calidad de unos productos respecto de otros como para poder deducir
su adecuacioacuten al uso en funcioacuten de las exigencias previstas o previsibles en el lugar de destino
Para todos los materiales riacutegidos modulares destinados a un recubrimiento debemos tomar en
consideracioacuten caracteriacutesticas relacionadas con
Las caracteriacutesticas asociadas a cada grupo deben disponer de meacutetodos de ensayo normalizados o
al menos reconocidos en reglamentos nacionales y ello no siempre es posible pues las normas
de producto soacutelo contemplan aquellas caracteriacutesticas seleccionadas por los fabricantes como
fundamentales para sus fines empresariales
Podemos citar como caracteriacutesticas especiales
La resistencia a la corrosioacuten en niebla salina (seguacuten ISO 9227)
El comportamiento en atmoacutesfera de SO2 (seguacuten UNE-EN ISO 6988)
La permeabilidad frente a la lluvia (medida seguacuten BS431 Apeacutendice A)
La conductividad eleacutectrica
La resistencia al crecimiento de moho
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Las tres primeras suelen considerarse en materiales destinados a revestimientos exteriores la
cuarta en solados y alicatados que precisen equipotencial dad eleacutectrica o un nivel de conducti-
vdad eleacutectrica que permita evacuar a tierra cargas electrostaacuteticas que pueden generar explosio-
nes o incendio
Normales teacutecnicas
Las normas Teacutecnicas establecen los niveles de calidad y seguridad y son un medio oacuteptimo para
facilitar la transparencia en el mercado y en elemento fundamental para competir
Por este motivo el CID del INDECOPI contribuye a la mejora de la Competitividad - Paiacutes ponien-
do a disposicioacuten de las empresas Pymes consultores estudiantes y ciudadaniacutea en general el
ldquoCATAacuteLOGO DE NORMAS TEacuteCNICAS PERUANAS SOBRE PRODUCTOS CERAacuteMICOS PARA EDIFICA-
CIOacuteNrdquo aprobadas por el Indecopi a traveacutes de la Comisioacuten de Normalizacioacuten y de Fiscalizacioacuten de
Barreras Comerciales No Arancelarias La presentacioacuten del cataacutelogo es amigable y de faacutecil ubica-
cioacuten estaacute clasificada por aacutereas temaacuteticas de acuerdo a la Clasificacioacuten Internacional de Normas y
dentro de estas en orden correlativo por coacutedigo de NTP con un resumen del contenido de la
misma
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DESCRIPCION DE LAS MATERIAS PRIMAS
MATERIAS PRIMAS PARA LA CONSTRUCCIOacuteN DE CERAacuteMICAS En las ceraacutemicas tradicionales se utilizan materias primas de depoacutesitos naturales Arcillas feldespatos cuarzo estos son poco purificadas
La materia prima es
La arcilla
El agua
La siacutelice
El plomo
El estantildeo
Se forman muacuteltiples fases en la coccioacuten Para cada composicioacuten se dan muchas aplicaciones En las ceraacutemicas teacutecnicas materias primas son de pureza alta y presentan fase uacutenica cada composi-cioacuten tiene una aplicacioacuten especificada Una pasta ceraacutemica baacutesicamente contiene
La arcilla estaacute constituida por agregados de silicatos de aluminio hidratados siendo blanca cuando es pura Surge de la descomposicioacuten de rocas que contienen feldespato originada en un proceso natural que dura decenas de miles de antildeos La foacutermula quiacutemica es Al2O3 middot 2SiO2 middot H2O
Feldespato Carbonato de calcio (caliza)La caliza es una roca sedimentaria porosa de origen quiacutemico formada mineraloacutegicamente por carbonatos La foacutermula de la caliza es CaMg(CO3)2
Chamota (residuo obtenido en el horno)
Chamota de ladrillo
Rotura cruda
Clasificacioacuten de la Arcilla
Las arcillas pueden clasificarse de acuerdo al proceso
geoloacutegico que las originoacute y a la ubicacioacuten del yacimiento en el que se encuentran Se puede re-
conocer
Arcilla primaria Se utiliza esta denominacioacuten cuando el yacimiento donde se encuentra es el
mismo lugar en donde se originoacute El caoliacuten es la uacutenica arcilla primaria conocida
Granulometriacutea Dentro de la clasificacioacuten granulomeacutetrica de las partiacuteculas del suelo las arcillas
ocupan el siguiente lugar
Feldespato
El feldespato es el mineral maacutes comuacuten sobre la
corteza terrestre iexclde manera que es muy posible
que lo encuentres entre las rocas que coleccionas
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Se encuentra en cada uno de los tres tipos de rocas pero es maacutes comuacuten encontrarlo en las
rocas iacutegneas intrusivas como el granito en donde los cristales son blancos o rosados Hay
diferentes tipos de feldespato
Las caracteriacutesticas de los dos tipos maacutes comunes se dan a continuacioacuten Excepto por su color
estos dos tipos comunes de feldespato son difiacuteciles de diferenciar El color puede ser de gran
ayuda pero hay que tener en cuenta que el mismo mineral puede tener colores diferentes
La mejor manera de diferenciar estos dos es mediante la observacioacuten de la superficie de los
cristales y ver si tienen estriaciones delgadas paralelas El feldespato de plagioclasa tiene
estriaciones y el feldespato ortoclase no tiene
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LAS MATERIAS PRIMAS
Algunos ceraacutemicos como la porcelana productos arcillosos estructurales y algunos componentes
electroacutenicos contienen una fase cristalina Durante el tratamiento a elevadas Temperaturas de este
tipo de materiales soacutelidos ceraacutemicos tiene lugar un proceso llamado Vitrificacioacuten por medio del cual
la fase cristalina se licuacutea y rellena los poros del material Esta Fase cristalina liacutequida puede reaccionar
con alguno de los soacutelidos restantes del material refractario Bajo enfriamiento la fase liquida solidifi-
ca para formar una matriz viacutetrea que une las partiacuteculas que no han fundido
CERAacuteMICOS TRADICIONALES
Los ceraacutemicos tradicionales estaacuten constituidos por tres
tipos baacutesicos
Arcilla siacutelice (siacutelex) y feldespato La arcilla estaacute com-
puesta principalmente por silicatos de Al hidratados
(Al2O3 Si O2 H20) con pequentildeas cantidades de otros
oacutexidos como TiO2 Fe2O3 MgO CaO Na2O K2O
En esta imagen podemos percibir la forma-
cioacuten de un cuello durante la sinterizacioacuten de
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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dos partiacuteculas pequentildeas La difusioacuten atoacutemica tiene lugar en la superficie de contacto y alarga el aacuterea
de contacto para formar un cuello
En al siguiente imagen observamos como al porosidad da frente al tiempo de compactos de MgO
dopados con un 02 en peso del CaO y sinterizado en aire estatico a 1330 y 1430 oC noacutetese que
una mayor temperatura de sinterizado produce una disminucioacuten maacutes raacutepida de la porosidad y un
nivel de porosidad maacutes bajo
La siacutelice (Si O2) Tambieacuten llamada Siacutelex o Cuarzo El feldespato potaacutesico que tiene la composicioacuten
baacutesica K2O Al2O3 6SiO2 se funde a bajas temperaturas y se transforma en vidrio cuando la mezcla
ceraacutemica se somete a alta temperatura y une los componentes refractarios
TABLA 1
CERAacuteMICOS DE INGENIERIacuteA
En contraste con los ceraacutemicos tradicionales que se basan principalmente en la arcilla los ceraacutemicos
teacutecnicos o de ingenieriacutea estaacuten constituidos por compuestos puros o casi puros principalmente oacutexidos
carburos o nitruros
TABLA 2
Tipo de pasta Caoliacuten Arcilla Plaacutestica
Feldespato Siacutelex Otros
Porcelana Dura 40 10 25 25
Art Aislantes Eleacutectricos 27 14 26 33
Art Sanitarios Viacutetreos 30 20 34 18
Aislantes Eleacutectricos 23 25 34 18
Tejas Viacutetreas 26 30 32 12
Porcelana Fina Semiviacutetrea 23 30 25 21
Porcelana inglesa 25 hellip 15 22
2CaC O3
Loza para hoteles 31 10 22 35
Porcelana dental
5 hellip 95
Alguno de los ceraacutemicos de ingenieriacutea maacutes importantes contienen compuestos como
Porcentaje en pesos de los oacutexidos principales
Tipo Al2O2 Si O2 Fe2O3 TiO2 CaO MgO Na2O K2O H20 Peacuterd por ignicioacuten
Caoliacuten 374 455 168 13 0004 003 0011 0005 139
Arc Plaacutestica de ten
309 54 074 15 014 02 045 072 hellip 114
Arc Plaacutestica de Ky
32 517 09 152 021 019 038 089 hellip 123
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Aluacutemina (Al2O3)
Nitruro de Silicio (Si3N4)
Carburo de silicio (SiC)
Zirconita (ZrO2) A continuacioacuten se ofrece una breve descripcioacuten de algunos compuestos procesos y aplica-
ciones de varios materiales ceraacutemicos importantes en ingenieriacutea
Aluacutemina (Al2O3)La aluacutemina se desarrolloacute originalmente para tubos refractarios y crisoles dealta
pureza de utilizacioacuten a elevadas temperaturas pero ahora tiene aplicaciones mucho maacutes variadas
Un ejemplo claacutesico de la utilizacioacuten de la aluacutemina es en materiales aislantes de las bujiacuteas El oacutexido de
aluminio se dopa con oacutexido de Mg se prensa en friacuteo y se sinteriza La aluacutemina se emplea frecuente-
mente para aplicaciones eleacutectricas de buena calidad donde se precisan bajas peacuterdidas dieleacutectricas y
alta resistividad
Nitruro de silicio (Si3N4)Los materiales ceraacutemicos con base de nitruro tienen una combinacioacuten
muy uacutetil de propiedades mecaacutenicas ingenieriles como resistencia razonable resistencia al impacto y
propiedades refractarias El Si3N4se disocia significativamente a temperaturas por encima de los
800degC y por consiguiente no se puede sinterizar directamente Sin embargo a lo largo de los uacuteltimos
antildeos se han desarrollado otros meacutetodos de fabricacioacuten delSi3N4Se han desarrollado cuatro procesos
principales para el nitruro de silicio procesos por reaccioacuten de unioacuten (RBSN) procesos de compacta-
cioacuten en caliente de nitruro de silicio (HPSN) proceso de nitruro de silicio sinterizado (SSN) proceso
de nitruro de silicio de compactacioacuten isostaacutetica en caliente (HIP-SN) En el proceso por reaccioacuten de
unioacuten un polvo compacto de silicio se nitrura en una corriente de gas nitroacutegeno Este proceso produ-
ce un Si3N4 microporoso y con moderadaresistencia
Propiedades de algunos ceraacutemicos de nitruro de silicio (TABLA 3)
RSBN SSN SIALON HIP-SN
Densidad Mgm3
27 33 33 33
Moacutedulo de Yung GPa
200 300 300 300
Resistencia en RT MPa
300+ 900+ 800+ 900++
Kic Mpam12
2 6 65 55-65
Desgaste por fatiga de contacto
NA Bajo Moderado Extremadamente bajo
Constante Dieleacutectrica a 1010Hz
6-7 65 hellip 65-75
$pieza de forma neta
El menor Medio Medio El mayor
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RSBN= Nitruro de Silicio con enlace por reaccioacuten
SSN= Nitruro de silicio sinterizado
HIP-SN= Nitruro de silicio Comprimido en caliente isostaacuteticamente + Flexioacuten en cuatro puntos ++ Traccioacuten directa
Carburo de silicio (SiC)Los ceraacutemicos de altas prestaciones del tipo SiC tiene propiedades muy
importantes ya que su dureza es elevada son inertes quiacutemicamente tiene buena resistencia a la
abrasioacuten y a la oxidacioacuten a altas temperaturas Sin embargo el SiC es relativamente quebradizo
por su baja resistencia al impacto y es difiacutecil producir piezas ceraacutemicas densas de grano fino Para
hacer carburo de silicio sinterizado por reaccioacuten se infiltra un polvo compacto de SiC y carbono
(grafito) con silicio fundido que reacciona con el carbono para formar SiC uniendo los granos
originales de SiC El proceso no puede continuarse hasta que todos los poros que se encuentran
entre los granos originales se llenen ya que el silicio debe ser capaz de infiltrarse Asiacute el produc-
to final contiene entre un 8 y un 20 de Si libre El SiC se puede sinterizar usando polvo de SiC
alfa de calidad adecuada sin aplicacioacuten de presioacuten externa si se antildeaden ayudas al sinterizado
Para el sinterizado sin presioacuten del SiC se utilizan comuacutenmente compuestos de boro y aluminio
Zirconio (ZrO2)La zirconita pura es polimorfa y experimenta transformaciones desde una es-
tructura tetragonal a otra monocliacutenica sobre los 1170degC acompantildeada de una expansioacuten de vo-
lumen y posible ruptura Sin embargo combinando ZrO2 con otros oacutexidos refractarios tales co-
mo CaO MgO e Y2O3 la estructura cuacutebica se puede estabilizar a temperatura ambiente y se han
encontrado algunas aplicaciones donde se requiere alta resistencia a impactos
LOS VIDRIOS DE LOS CERAMICOS
Un vidrio es un material ceraacutemico que se fabrica a partir de materiales inorgaacutenicos a altas tem-
peraturas Sin embargo se distingue de otros ceraacutemicos en que sus constituyentes se calientan
hasta la fusioacuten y despueacutes se enfriacutean hasta un estado riacutegido sin cristalizacioacuten Una de sus caracte-
riacutesticas es que tiene una estructura cristalina o amorfa Las moleacuteculas de vidrio no estaacuten coloca-
das en un orden repetitivo de largo alcance como en el caso de un soacutelido cristalino
Composicioacuten de los vidrios El vidrio de siacutelice fundido presenta una alta transmisioacuten espectral y
no estaacute sujeto a dantildeos de radiacioacuten que origina coloracioacuten en otros vidrios Es por tanto el vidrio
ideal para la luna de los vehiacuteculos espaciales y de tuacuteneles aerodinaacutemicos y para sistemas oacutepticos
en dispositivos espectrofotomeacutetricos Sin embargo los vidrios de siacutelice son caros y difiacuteciles de
procesar
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS Y QUIacuteMICAS DE LAS MATERIAS PRIMAS
Las importantes aplicaciones industriales de este grupo de minerales radican en sus propiedades
fiacutesico-quiacutemicas Dichas propiedades derivan principalmente de
Su extremadamente pequentildeo tamantildeo de partiacutecula (inferior a 2 mm)
Su morfologiacutea laminar (filosilicatos)
Las sustituciones isomoacuterficas que dan lugar a la aparicioacuten de carga en las laacuteminas
Por otra parte la existencia de carga en las laacuteminas se compensa como ya se ha citado con la
entrada en el espacio interlaminar de cationes deacutebilmente ligados y con estado variable de hi-
dratacioacuten que pueden ser intercambiados faacutecilmente mediante la puesta en contacto de la arci-
lla con una solucioacuten saturada en otros cationes a esta propiedad se la conoce como capacidad
de intercambio catioacutenico y es tambieacuten la base de multitud de aplicaciones industriales
Superficie especiacutefica La superficie especiacutefica o aacuterea superficial de una arcilla se define como el
aacuterea de la superficie externa maacutes el aacuterea de la superficie interna (en el caso de que esta exista)
de las partiacuteculas constituyentes por unidad de masa expresada en m2g Las arcillas poseen una
elevada superficie especiacutefica muy importante para ciertos usos industriales en los que la inter-
accioacuten soacutelido-fluido depende directamente de esta propiedad
A continuacioacuten se muestran algunos ejemplos de superficies especiacuteficas de arcillas
Caolinita de elevada cristalinidad hasta 15 m2g
Caolinita de baja cristalinidad hasta 50 m2g
Halloisita hasta 60 m2g
Illita hasta 50 m2g
Montmorillonita 80-300 m2g
Sepiolita 100-240 m2g
Paligorskita 100-200 m2g
Capacidad de Intercambio catioacutenico Es una propiedad fundamental de las esmectitas Son ca-
paces de cambiar faacutecilmente los iones fijados en la superficie exterior de sus cristales en los
espacios interlaminares o en otros espacios interiores de las estructuras por otros existentes en
las soluciones acuosas envolventes
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Sustituciones isomoacuterficas dentro de la estructura
Enlaces insaturados en los bordes y superficies externas
Disociacioacuten de los grupos hidroxilos accesibles
A continuacioacuten se muestran algunos ejemplos de capacidad de intercambio catioacutenico (en
meq100g)
Caolinita 3-5
Halloisita 10-40
Illita 10-50
Clorita 10-50
Vermiculita 100-200
Montmorillonita 80-200
Sepiolita-paligorskita 20-35
Los materiales primas de los ceraacutemicos son Minerales compuestos y elementos quiacutemicos forma-
dos mediante procesos inorgaacutenicos
Las propiedades de los minerales se estudian bajo las correspondientes divisiones mineralogiacutea
quiacutemica mineralogiacutea y fiacutesica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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PROCESO DE PRODUCCION
PROCESADO DE MATERIALES CERAacuteMICOS
Las ceraacutemicas no cristalinas (vidriosas) suelen ser formadas de fundiciones El vidrio es formado
por cualquiera de los siguientes meacutetodos soplado prensado laminado estirado colado o flota-
do y galvanizado
Los materiales ceraacutemicos cristalinos no son susceptibles de un variado rango de procesado Los
meacutetodos empleados para su manejo tienden a fallar en una de dos categoriacuteas -hacer ceraacutemica
en la forma deseada pro reaccioacuten in situ o por formacioacuten de polvos en la forma deseada y lue-
go sinterizados para formar un cuerpo soacutelido Algunos meacutetodos usados son un hiacutebrido de los dos
meacutetodos mencionados
Manufactura in situ
El uso maacutes comuacuten de este meacutetodo es en la produccioacuten de cemento y concreto Aquiacute los abrasi-
vos deshidratados son mezclados con agua Esto da comienzo a las reacciones de la hidratacioacuten
las cuales resultan en cristales grandes interconectados formaacutendose alrededor de los agregados
Pasado un tiempo esto resulta en una ceraacutemica soacutelida
El mayor problema con este meacutetodo es que la mayoriacutea de las reacciones son tan raacutepidas que no
es posible hacer una buena mezcla lo que tiende a impedir la construccioacuten en gran escala Sin
embargo los sistemas a pequentildea escala pueden ser realizados mediante teacutecnicas de depoacutesito
en donde los diferentes materiales son introducidos sobre un sustrato donde se produce la
reaccioacuten y la ceraacutemica se forma sobre este sustrato
Conformado de los polvos
El objetivo principal del conformado es dar forma y consistencia a la masa de polvos que deacute lugar
a un aumento de la densidad y por lo tanto a una mejora de las propiedades mecaacutenicas Existen
dos formas de realizar el conformado mediante la aplicacioacuten de presioacuten y temperaturas eleva-
das Con la aplicacioacuten de presioacuten y temperatura el proceso es similar a si no aplicaacutesemos altas
temperaturas pero obtenemos productos maacutes densos y homogeacuteneos a la vez que ahorramos
materias primas
Prensado uniaxial (en caliente o en friacuteo) Consiste en la aplicacioacuten de presioacuten en una uacutenica
direccioacuten hasta conseguir la compactacioacuten de los polvos ceraacutemicos La pieza asiacute conformada
tendraacute la forma de la matriz y las superficies con las que se aplica la presioacuten
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Prensado isostaacutetico en caliente o en friacuteo Consiste en compactar los polvos encerraacutendolos
hermeacuteticamente en moldes elaacutesticos tiacutepicamente de goma laacutetex o PVC aplicaacutendoles pre-
sioacuten hidrostaacutetica mediante un fluido que puede ser agua o aceite El fundamento de este
proceso es el Principio de Pascal de este modo conseguimos compactar uniformemente y
en todas las direcciones el material
Slip Casting Se fundamenta en el moldeo por barbotina de la ceraacutemica tradicional median-
te el cual obtenemos piezas de espesores pequentildeos utilizando moldes porosos
Meacutetodos basados en la sinterizacioacuten
Los principios de los meacutetodos basados en la sinterizacioacuten son sencillos Una vez que la materia
prima es acondicionada para su procesamiento (hornada) es introducida en el horno con lo que
el proceso de difusioacuten compacta a la materia prima
Los poros se achican resultando un producto maacutes denso y fuerte El quemado se hace a una
temperatura por debajo del punto de derretimiento de la ceraacutemica Siempre queda alguna poro-
sidad pero la verdadera ventaja de este meacutetodo es que la hornada puede ser producida de cual-
quier modo imaginable e incluso puede ser sinterizado Esto lo hace una ruta muy versaacutetil
Existen miles de posibles refinamientos de este proceso Algunos de los maacutes comunes involucran
presionar la hornada para darle la densidad la quema reduce el tiempo de sinterizacioacuten necesa-
rio A veces se antildeaden elementos orgaacutenicos junto a la hornada que son disueltos durante la
quema
Algunas veces se agregan lubricantes orgaacutenicos durante el proceso para incrementar la densi-
dad No es raro combinarlos agregando materia orgaacutenica y lubricantes a una hornada y luego
presionar (La formulacioacuten de estos aditivos quiacutemico orgaacutenicos es un arte en siacute mismo) Esto es
particularmente importante en la manufactura de ceraacutemica de alto rendimiento tales como las
usadas para la electroacutenica en condensadores inductores sensores etc
Puede realizarse una mezcla de componentes en vez de usar un solo polvo y luego verterlo en el
molde deseado dejaacutendolo secar y luego sinterizarlo De hecho en la alfareriacutea tradicional es he-
cho de esta forma usando una mezcla plaacutestica que es trabajada con las manos
Si una mezcla de materiales diferentes componentes es utilizada en una ceraacutemica algunas veces
la temperatura de sinterizacioacuten es mayor a la temperatura de fundicioacuten de alguno de sus com-
ponentes (fase liacutequida de sinterizacioacuten) Esto genera un periacuteodo maacutes corto de sinterizacioacuten com-
parado con el estado soacutelido sinterizado
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DESCRIPCIOacuteN DEL PROCESO DE PRODUCCIOacuteN
LA FABRICACIOacuteN
PROCESO Una vez que las materias primas que se procesan una serie de medidas llevaraacute a cabo
para obtener el producto terminado Estos pasos incluyen la dosificacioacuten mezcla y molienda
secado por aspersioacuten formando secado esmaltado y coccioacuten Muchos de estos pasos se reali-
zan ahora con equipos automatizados
De procesamiento por lotes Un caso de muchos productos de ceraacutemica incluyendo mosaico de
la composicioacuten corporal se determina por la cantidad y el tipo de materias primas Las materias
primas tambieacuten determinan el color del cuerpo del azulejo que puede ser rojo o blanco depen-
diendo de la cantidad de hierro que contienen materias primas empleadas Por lo tanto es im-
portante mezclar las cantidades correctas en conjunto para lograr las propiedades deseadas
Caacutelculos por lotes por tanto necesario que debe tener en cuenta tanto las propiedades fiacutesicas y
composicioacuten quiacutemica de las materias primas Una vez que el peso adecuado de cada materia
prima se determina las materias primas deben ser mezclados
Mezcla y molienda Una vez que los ingredientes se pesan que se suman en un mezclador de
shell mezclador de cinta o un mezclador intensivo Un mezclador de shell se compone de dos
cilindros unidos en forma de V que gira a caer y mezclar el material Un mezclador de cinta utili-
za aspas helicoidales y un mezclador intensivo utiliza haraacute raacutepidamente renovables Este paso
maacutes muele los ingredientes dando como resultado un tamantildeo de partiacutecula maacutes fina que mejora
el proceso de formacioacuten posterior (ver paso 4 a continuacioacuten)
A veces es necesario agregar agua para aumentar la mezcla de un lote con varios ingredientes
asiacute como para lograr la molienda fina Este proceso se denomina molienda huacutemeda y con fre-
cuencia se realiza mediante un molino de bolas El resultado lleno de agua mezcla que se llama
una papilla o deslizamiento El agua se extrae de la suspensioacuten pulsando filtro (que elimina el
40-50 por ciento de la humedad) seguida de molienda en seco
De secado por aspersioacuten Si la molienda huacutemeda es utilizada por primera vez el exceso de agua
suele ser removido a traveacutes de secado por aspersioacuten Esto implica el bombeo de la lechada con
un atomizador que consiste en un disco que gira raacutepidamente o la boquilla Las gotas de la hoja
se secan a medida que se calientan con una columna de aire ascendente caliente formando pe-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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quentildeos graacutenulos de libre movimiento que dan como resultado un polvo susceptible de confor-
macioacuten
Cuerpos de baldosas tambieacuten se puede preparar por molienda en seco seguido de granulacioacuten
Granulacioacuten se utiliza una maacutequina en la cual se mezcla la mezcla de material previamente seco
molido con agua para formar las partiacuteculas en graacutenulos que a su vez formar un polvo listo para
su formacioacuten
La formacioacuten La mayoriacutea de baldosas estaacute formada por prensado en seco En este meacutetodo el
polvo de flujo libre que contiene aglutinante orgaacutenico o un bajo porcentaje de humedad se deri-
va de una tolva en la matriz de la formacioacuten El material se comprime en una cavidad de acero
por eacutembolos de acero y luego es expulsado por el eacutembolo de la parte inferior Prensas automati-
zadas se utilizan para presiones de trabajo de hasta 2500 toneladas
Varios otros meacutetodos tambieacuten se utilizan en el cuerpo del azulejo estaacute en huacutemedo la forma maacutes
moldeable Extrusioacuten ademaacutes de perforacioacuten se utiliza para producir baldosas de forma irregu-
lar y maacutes delgada de baldosas maacutes raacutepida y econoacutemica Esto implica la compactacioacuten de una
masa de plaacutestico en el cilindro de presioacuten alta y obligando a que el material fluya hacia fuera de
la botella en las babosas cortoacute Estas balas son entonces un puntildeetazo en una o maacutes fichas con
troquelado hidraacuteulico o neumaacutetico
RAM presionando a menudo se utiliza para la baldosa muy perfilada Con este meacutetodo las bal-
dosas excluidas por el cuerpo del azulejo se presionan entre dos mitades de un molde duro o
porosa montada en una prensa hidraacuteulica El formoacute parte se elimina por la primera aplicacioacuten de
vaciacuteo a la mitad superior del molde para liberar la parte de la mitad inferior seguido forzando el
aire a traveacutes de la parte de arriba para liberar la parte superior El exceso de material debe ser
removido de la pieza y acabado adicional puede ser necesario
Otro proceso conocido como cristal de presioacuten se ha desarrollado recientemente Este proceso
combina el cristal y dar forma a la vez pulsando el esmalte (en forma de polvo atomizado) direc-
tamente en la matriz llena con el polvo del cuerpo de baldosas Las ventajas incluyen la elimina-
cioacuten de liacuteneas de esmaltado asiacute como el material de desecho cristales (llamados lodos) que se
produce con el meacutetodo convencional
El secado baldosas de ceraacutemica por lo general debe ser secado (con una humedad relativa alta)
despueacutes de la formacioacuten sobre todo si un meacutetodo huacutemedo se utiliza Secado lo que puede lle-
var varios diacuteas se quita el agua a una velocidad lo suficientemente lenta como para evitar las
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grietas por contraccioacuten Los secadores continuos o tuacuteneles que se utilizan son calentados con
gas o aceite laacutemparas de infrarrojos o energiacutea de microondas Secado por infrarrojos es maacutes
adecuado para baldosas finas mientras secado por microondas que funciona mejor para maacutes
gruesa de baldosas Otro meacutetodo el secado impulso utiliza pulsos de aire caliente que fluye en
la direccioacuten transversal en vez de manera continua en la direccioacuten del flujo de materiales
Acristalamiento Para preparar el glaseado los mismos meacutetodos que para el cuerpo del azulejo
Despueacutes de una formulacioacuten de lotes se calcula las materias primas se pesan se mezclan y seco
o huacutemedo molido Los esmaltes molidos se aplican mediante uno de los meacutetodos disponibles
En el acristalamiento de centriacutefuga o arado de discos el esmalte se alimenta a traveacutes de un disco
giratorio que arroja o lanza el esmalte en el azulejo En el meacutetodo de la campana cascada una
corriente de barniz se cae en el azulejo al pasar sobre una cinta transportadora por debajo A
veces el esmalte es simplemente rociado en Para aplicaciones de esmalte muacuteltiples impresioacuten
en pantalla por debajo o entre las baldosas que se han mojado cristal se utiliza En este proce-
so esmalte es forzada a traveacutes de una pantalla por una rasqueta de goma u otro dispositivo
Acristalamiento en seco tambieacuten se estaacute utilizando Esto implica la aplicacioacuten de polvos fritas
trituradas (materiales de vidrio) y esmaltes granulada en una superficie de baldosas mojadas
acristalamiento Despueacutes de la coccioacuten las partiacuteculas de esmalte se funden entre siacute para produ-
cir una superficie como el granito
Disparo Despueacutes de cristal el azulejo se debe calentar intensamente para fortalecerlo y darle la
porosidad deseada Hay dos tipos de hornos o Despueacutes de la formacioacuten el archivo se seca poco
a poco (durante varios diacuteas) y con una humedad alta para evitar el agrietamiento y la contrac-
cioacuten A continuacioacuten el barniz se aplica a continuacioacuten el azulejo se cuece en un horno o estu-
fa Aunque algunos tipos de baldosas requiere un proceso de coccioacuten en dos etapas huacutemedo
molido baldosas se dispara una sola vez a una temperatura de 2000 grados Fahrenheit o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten el azulejo es empacado y enviado
Los hornos se utilizan para la coccioacuten de baldosas Azulejo de la pared o azulejo que es prepa-
rado por molienda en seco en lugar de molienda huacutemeda requiere generalmente un proceso de
dos pasos En este proceso el azulejo pasa a traveacutes de un disparo de baja temperatura llamada
sopa de fuego antes de acristalamiento Este paso elimina los volaacutetiles de la materia y la mayor
parte o la totalidad de la contraccioacuten El cuerpo y el esmalte luego se disparoacute en un proceso lla-
mado despido glost Tanto los procesos de coccioacuten tienen lugar en un tuacutenel o un horno conti-
nuo que consta de una caacutemara a traveacutes del cual poco a poco el software se trasladoacute en un
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transportador de rollos de refractarios estantes construidos con materiales que son resistentes a
temperaturas altas o en contenedores denominados gacetas Coccioacuten en un horno tuacutenel puede
tomar de dos a tres diacuteas con temperaturas alrededor de disparar 2372 grados Fahrenheit
(1300 grados Celsius)
Para el azulejo que soacutelo requiere un uacutenico disparo por lo general de baldosas que se prepara por
viacutea huacutemeda de rodillos para moler los hornos se utilizan generalmente Estos hornos se mueven
las mercanciacuteas de un transportador de rodillos y no necesitan muebles horno tales como blo-
ques o gacetas Los tiempos de encender en los hornos de rodillos pueden ser tan bajos como
60 minutos con temperaturas de coccioacuten alrededor de 2102 grados Fahrenheit (1150 grados
Celsius) o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten y las pruebas el azulejo estaacute listo para ser empaquetados y enviados
Subproductos Una variedad de contaminantes se generan durante las etapas de fabricacioacuten
diferentes estas emisiones deben ser controladas para cumplir con las normas de control de
aire Entre los contaminantes que produce en la fabricacioacuten de baldosas estaacuten compuestos de
fluacuteor y el plomo que se producen durante la coccioacuten y vidriado Los compuestos de plomo se
han reducido significativamente con el reciente desarrollo de esmaltes sin plomo o de bajo plo-
mo Las emisiones de fluacuteor pueden ser controladas con los depuradores los dispositivos de ae-
rosol que baacutesicamente los gases con agua para eliminar los contaminantes dantildeinos Tambieacuten
se puede controlar con procesos en seco como los filtros de tela recubierta con cal Esta cal
puede ser reciclada como materia prima para el azulejo en el futuro
La industria del azulejo es tambieacuten el desarrollo de procesos para reciclar las aguas residuales y
lodos generados durante el mecanizado automaacutetico vidrios y el secado por atomizacioacuten Ya
que algunas plantas de reciclaje el exceso de polvo generado durante el prensado en seco asiacute
como el rociacuteo producido durante el acristalamiento Residuos de barniz y teja rechazoacute tambieacuten
se devuelven al proceso de preparacioacuten del cuerpo para su reutilizacioacuten
Control de calidad La mayoriacutea de fabricantes de baldosas utilizan ahora el control estadiacutestico de
procesos (SPC) para cada paso del proceso de fabricacioacuten Muchos de ellos tambieacuten trabajan
estrechamente con sus proveedores de materia prima para asegurar que se cumplan las especi-
ficaciones antes de que el material se utilice Control estadiacutestico del proceso consiste en las car-
tas que se utilizan para controlar diversos paraacutemetros de procesamiento tales como el tamantildeo
de las partiacuteculas el tiempo de molienda la temperatura de secado y el tiempo presioacuten de com-
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pactacioacuten dimensiones despueacutes del prensado la densidad la temperatura de coccioacuten y el tiem-
po y similares Estas cartas identificar problemas con el equipo fuera de las condiciones de
especificacioacuten y ayudar a mejorar el rendimiento antes de que el producto final esteacute terminado
El producto final debe cumplir con ciertas especificaciones en relacioacuten con propiedades fiacutesicas y
quiacutemicas Estas propiedades estaacuten determinados por las pruebas estaacutendar establecido por la
Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM) Propiedades medidas incluyen resistencia
mecaacutenica resistencia de abrasioacuten resistencia quiacutemica absorcioacuten de agua su estabilidad dimen-
sional resistencia al hielo y el coeficiente de expansioacuten teacutermica lineal Maacutes recientemente el
antideslizante que se puede determinar midiendo el coeficiente de friccioacuten se ha convertido en
una preocupacioacuten Sin embargo no existe una norma se ha establecido todaviacutea porque otros
factores (tales como el disentildeo del suelo y el cuidado apropiados) puede hacer que los resultados
sin sentido
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APLICACIOacuteN EN LA ETAPA DE CONSTRUCCION YO POST-CONSTRUCCION
Su uso inicial fue fundamentalmente la elaboracioacuten de recipientes empleados para contener
alimentos o bebidas Maacutes adelante se utilizoacute para modelar figurillas de posible caraacutecter simboacuteli-
co maacutegico religioso o funerario Tambieacuten se empleoacute como material de construccioacuten en forma
de ladrillo teja baldosa o azulejo conformando muros o revistiendo paramentos La teacutecnica del
vidriado le proporcionoacute gran atractivo se utilizoacute tambieacuten en escultura Actualmente tambieacuten se
emplea como aislante eleacutectrico y teacutermico en hornos motores y en blindaje
Ceraacutemicas se utilizan en la fabricacioacuten de cuchillos La hoja del cuchillo de ceraacutemica perma-
neceraacute fuerte por mucho maacutes tiempo que el de un cuchillo de acero a pesar de que es maacutes
fraacutegil que se abrocha por la caiacuteda sobre una superficie dura
Ceraacutemicas como aluacutemina y carburo de boro se han utilizado en baliacutestica chalecos blindados
para repeler gran calibre rifle de fuego Dichas placas se conocen comuacutenmente como de
armas pequentildeas inserciones de proteccioacuten (SAPI) Material similar se utiliza para proteger
las cabinas de algunos aviones militares debido a su bajo peso del material
Las bolas de ceraacutemica se puede utilizar para sustituir el acero en rodamientos de bolas Su
mayor dureza que significa que son mucho menos susceptibles al desgaste y puede ofrecer
maacutes de vida triple Tambieacuten se deforman menos en el sentido de carga que tienen menos
contacto con las paredes de retencioacuten del rodamiento y puede rodar maacutes raacutepido En las
aplicaciones de muy alta velocidad el calor de la friccioacuten durante la rodadura puede causar
problemas para los rodamientos de metal los problemas que se reducen por el uso de la ce-
raacutemica La ceraacutemica es tambieacuten maacutes resistente a los quiacutemicos y puede utilizarse en ambien-
tes huacutemedos donde los rodamientos de acero se oxidaban El mayor inconveniente de uti-
lizar la ceraacutemica es un costo mucho maacutes elevado En muchos casos sus propiedades de ais-
lamiento eleacutectrico tambieacuten puede ser valiosa para los rodamientos
En la deacutecada de 1980 Toyota investigoacute la produccioacuten de una adiabaacutetica motor de ceraacutemica
que pueden funcionar a una temperatura de maacutes de 6000 deg F (3300 deg C) Motores ceraacutemicos
no necesitan un sistema de enfriamiento y por lo tanto permiten una importante reduccioacuten
de peso y la eficiencia de combustible por lo tanto mayor La eficiencia del combustible del
motor es tambieacuten maacutes alta a alta temperatura como se muestra por Carnot teorema En un
motor metaacutelico convencional mucha de la energiacutea liberada por el combustible debe ser di-
sipada como calor residual con el fin de evitar un colapso de las partes metaacutelicas A pesar
de todas estas propiedades deseables tales motores no estaacuten en produccioacuten ya que la fa-
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bricacioacuten de piezas de ceraacutemica de la precisioacuten necesaria y la durabilidad es difiacutecil Imper-
fecciones en la ceraacutemica lleva a las grietas que puede conducir a fallas en los equipos po-
tencialmente peligrosos Estos motores son posibles en el laboratorio pero la produccioacuten
en masa no es factible con la tecnologiacutea actual
Se estaacute trabajando en el desarrollo de piezas ceraacutemicas para turbinas de gas motores En
la actualidad incluso las hojas hechas de avanzadas aleaciones de metales utilizados en la
seccioacuten de los motores calientes requieren temperaturas de refrigeracioacuten y cuidadosos que
limitan la de Motores turbina hizo con ceraacutemicas podiacutea operar maacutes eficientemente dando
aviones mayor alcance y payload por un importe conjunto de combustible
Recientemente se han producido avances en la ceraacutemica que incluyen bio-ceraacutemica tales
como los implantes dentales y huesos sinteacuteticos hidroxiapatita el componente mineral na-
tural del hueso se ha hecho de forma sinteacutetica a partir de una serie de fuentes bioloacutegicas y
quiacutemicas y se pueden transformar en materiales ceraacutemicos Implantes ortopeacutedicos a partir
de estos bonos de materiales faacutecilmente a los tejidos oacuteseos y otras partes del cuerpo sin re-
chazo o reacciones inflamatorias Debido a esto son de gran intereacutes para la entrega de ge-
nes y la ingenieriacutea de tejidos andamios La mayoriacutea de la ceraacutemica de hidroxiapatita son
muy porosas y la falta de resistencia mecaacutenica y se utilizan para dispositivos ortopeacutedicos ca-
pa de metal para ayudar en la formacioacuten de un enlace con el hueso o como relleno oacuteseo
Tambieacuten se utilizan como relleno de tornillos ortopeacutedicos de plaacutestico para ayudar a reducir
la inflamacioacuten y aumentar la absorcioacuten de estos materiales de plaacutestico Se estaacute trabajando
para hacer fuerte y bien densa nano cristalina de materiales ceraacutemicos de hidroxiapatita pa-
ra dispositivos ortopeacutedicos que soportan peso en sustitucioacuten de metales y materiales plaacutes-
ticos extranjeros ortopeacutedico con un material sinteacutetico pero de origen natural mineral de los
huesos En uacuteltima instancia estos materiales ceraacutemicos se pueden utilizar como sustitutos
de hueso o con la incorporacioacuten de la proteiacutena colaacutegeno huesos sinteacuteticos
Ceraacutemica de alta tecnologiacutea se utiliza en relojeriacutea para la produccioacuten de cajas de relojes El
material se valora por los relojeros por su ligereza resistencia al rayado resistencia y tacto
suave CBI es una de las marcas que ha iniciado el uso de la ceraacutemica en la relojeriacutea El caso
de la CBI edicioacuten 2007 de Top Gun de la Vigilancia de la Pilot cronoacutegrafo doble se hace a
mano en ceraacutemica de alta tecnologiacutea negro
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Revestimiento con ceraacutemico Las ceraacutemicas se
comercializan clasificadas con un nuacutemero de
tono cuando compre las cajas verifique una por
una para evitar contratiempos a la hora de su
colocacioacuten
Para lograr el equilibrio de coloracioacuten es aconse-
jable mezclar las piezas antes de su colocacioacuten
En este sentido vaya sacando una ceraacutemica de cada caja y coloacutequelas en este orden ya que
siempre existe una pequentildea variacioacuten de matiz de una caja a otra pero que no se notaraacute cuando
se hallen instaladas En cuanto a los sistemas de colocacioacuten existen dos alternativas el sistema
mortero tradicional (praacutecticamente en desuso) y el sistema de capa fina El primero requiere
sumergir la ceraacutemica en agua limpia durante unos minutos como paso previo a su colocacioacuten Si
opta por este meacutetodo recuerde que la ceraacutemica no debe introducirse en el agua con su envase
de cartoacuten ya que podriacutea mancharse como consecuencia de la accioacuten de la tinta del envoltorio o
de la oxidacioacuten de los ganchos de cierre En este sistema es imprescindible tambieacuten mojar los
revoques de los muros y las carpetas de los pisos
Si emplea el segundo sistema que se trabaja sobre la base de un adhesivo cementicio no seraacute
necesario mojar la ceraacutemica ni los revoques No obstante independientemente del meacutetodo de
colocacioacuten utilizado usted deberaacute verificar que las ceraacutemicas esteacuten libres de polvo antes de su
instalacioacuten
En el piso no soacutelo deberaacute tener en cuenta la junta entre una ceraacutemica y otra sino tambieacuten una
separacioacuten perimetral que para superficies pequentildeas debe llegar a los 15 miliacutemetros
Las juntas entre ceraacutemicas deben sellarse con cemento Portland mezclado con arena marmolina
o cuarzo molido Si quiere dar color a la junta recuerde que no es conveniente utilizar colorantes
hidrosolubles como oacutexido de hierro o negro de humo porque pueden manchar la ceraacutemica
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EMPRESAS NACIONALES QUE PRODUCEN DICHOS PRODUCTOS
Las Compantildeiacutea Ceraacutemica o empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y pisos ceraacutemicos han tenido
como objetivo de mejorar la calidad de informacioacuten minimizar esfuerzos y recursos reducir costos y
brindar un mejor servicio al cliente que quiere adquirir estos productos para ello tenemos algunas
empresas nacionales descritos en esta investigacioacuten
COMPANtildeIacuteA DE CERAacuteMICA SA CELIMA
Es empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y
pisos ceraacutemicos desde 1982Ceraacutemica Lima SA
ldquoCelimardquo es una empresa cimentada en la tradicioacuten
milenaria de las culturas Nazca Moche y Chaviacuten para
el dominio de la ceraacutemica cuenta con personal alta-
mente calificado y tecnologiacutea de punta que le ha permitido ingresar a los mercados maacutes exigentes
del mundo tales como la Comunidad Econoacutemica Europea Estados Unidos Canadaacute Australia Centro
Ameacuterica y Sud-Ameacuterica Actualmente CELIMA tiene una capacidad de produccioacuten mensual de
1rsquo100000 m2 entre azulejos y pisos ceraacutemicos
CERAacuteMICA SAN LORENZO ndash PERUacute inicia la
construccioacuten de su planta en mayo de 1999
con los maacutes altos estaacutendares de seguridad
ambiental y tecnologiacutea italiana de vanguardia
Con una inversioacuten inicial de 17 millones de
doacutelares iniciaacutendose con una produccioacuten mensual de 200000 m2 de revestimiento ceraacutemico
para pisos
Antildeo y medio despueacutes amplia su capacidad productiva eacutesta se incrementa a 440000 m2 al
mes innovando en la produccioacuten del Revestimiento Ceraacutemico de Pared permitiendo asiacute
abastecer la demanda insatisfecha de los revestimientos de Pared que no disponiacutea ante-
riormente con una inversioacuten aproximada de 10 millones de doacutelares
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Luego con el objetivo de desarrollar un mercado de exportacioacuten a Estados Unidos donde el gru-
po ha iniciado operaciones a traveacutes de Ceraacutemica San Lorenzo INC (USA) se invierte en una
nueva liacutenea de esmaltado otorgaacutendole asiacute flexibilidad a la produccioacuten siendo eacutesta una alternativa
de disminucioacuten de tiempo en el cambio de producto y se suma a ella la reduccioacuten de ciclos de
proceso de coccioacuten aumentando asiacute la velocidad de la produccioacuten llegando a producir 620000
m2 mensuales
Tambieacuten dentro de los proyectos importantes tenemos el montaje y puesta en marcha de la
planta de productos de tercer fuego los cuales complementan nuestra liacutenea actual de revesti-
mientos Liacutenea de alto perfil desarrollar una serie de piezas especiales como son zoacutecalos liacutestelos
en sus distintas medidas insertos tacos etc
Debido al sostenido aumento de las ventas y con el fin de obtener el liderazgo en el mercado del
ceraacutemico actualmente Ceraacutemica San Lorenzo a incrementado su capacidad de produccioacuten con
una inversioacuten de 12 millones de doacutelares en una ampliacioacuten de planta de 420000 m2 de ceraacutemi-
cos mensuales bajo el concepto de ldquoalta productividadrdquo considerando en el proceso de produc-
cioacuten la molienda de arcillas por viacutea seca ahorrando asiacute gas natural y energiacutea eleacutectrica
Hoy Ceraacutemica San Lorenzo logra ofrecer una amplia gama de productos ceraacutemicos de alta cali-
dad con una produccioacuten superior al milloacuten de metros cuadrados
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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CONCLUSIONES
Se logro obtener la mayor y suficiente informacioacuten acerca del tema pisos ceraacutemicos y mayoacute-
licas
Se logro obtener conocimiento del tema a presentar en este trabajo ldquopisos ceraacutemicos y ma-
yoacutelicasrdquo ya que este tema en discusioacuten es de mucha importancia para nuestra carrera profe-
sional
Se logro obtener la informacioacuten suficiente del tema en investigacioacuten estructurado en los
siguientes apartados descripcioacuten del producto descripcioacuten de las materias primas proceso
de produccioacuten aplicacioacuten en la etapa de construccioacuten yo post-construccioacuten empresas na-
cionales que producen
Los ceraacutemicos son muy importante y aportan al desarrollo y a la comodidad de la humani-
dad asiacute como para la ingenieriacutea es muy importante ya que aporta a los acabados en cons-
trucciones
Por el presente trabajo de investigacioacuten se adquirioacute nuevos conocimientos en cuanto al ma-
terial llamado pisos ceraacutemicos y mayoacutelicas
Aprendimos cuales son los materias primas para la fabricacioacuten de las ceraacutemicas
Aprendimos las aplicaciones en la construccioacuten y en la post construccioacuten
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RECOMENDACIONES
Se recomienda el uso adecuado y mesurado de la informacioacuten en investigacioacuten
Es maacutes factible hacer trabajos de investigacioacuten de materiales ya conocidos y comunes que
se usan en el proceso de construccioacuten y post construccioacuten
Los integrantes del grupo deben trabajar adecuadamente y con seriedad para que no se
produzca mayor y aprender a trabajar en equipo
Este trabajo fue realizado con mucho esmero y dedicacioacuten ya que el tema en investigacioacuten
es muy importante para nuestra carrera profesional
Observar y realizar un resumen de la informacioacuten recabada de acuerdo al tema en investi-
gacioacuten asiacute como recabar nueva y reciente informacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten tomar maacutes implicancia y verificar los avances de los
trabajos de investigacioacuten y detallar las dificultades de cada grupo asiacute como los errores y asiacute
realizar un mejor u buen trabajo de investigacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten organizar de mejor manera a los alumnos para una
buena y mejor elaboracioacuten de los trabajos
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BIBLIOGRAFIA
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Introduccioacuten a la ciencia e ingenieriacutea de los materiales WD Callister
Materiales Estructura propiedades y aplicaciones Saja Saez ndash Rodriacuteguez Perez ndash Rodriacuteguez
Mendez
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ANEXOS
Pisos ceraacutemicos en viviendas
Pisos ceraacutemicos en sshh
Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
Pisos ceraacutemicos en Inst Puacuteblicos
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poli cristalina su resistencia eleacutectrica cambia Con ajuste a las mezclas de gas que sea posible
los dispositivos de muy bajo costo se pueden producir
Superconductividad- Bajo ciertas condiciones tales como temperaturas extremadamente bajas
algunas ceraacutemicas muestran superconductividad de alta temperatura La razoacuten exacta de esto
no se conoce pero hay dos grandes familias de la ceraacutemica superconductora
Ferro electricidad y Suacuteper series- Piezoelectricidad un viacutenculo entre la actividad eleacutectrica y
mecaacutenica es exhibida por un gran nuacutemero de materiales ceraacutemicos incluyendo el cuarzo utiliza-
do para medir el tiempo en los relojes y otros aparatos electroacutenicos
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LOS CERAacuteMICOS
Los materiales ceraacutemicos son compuestos quiacutemicos o soluciones complejas que contienen elemen-
tos metaacutelicos y no metaacutelicos Tienen amplias propiedades mecaacutenicas y fiacutesicas Debido a sus enlaces
ioacutenicos o covalentes los ceraacutemicos son duros fraacutegiles con un alto punto de fusioacuten baja conductivi-
dad eleacutectrica y teacutermica buena estabilidad quiacutemica resistencia a la compresioacuten
La composicioacuten quiacutemica de los ceraacutemicos generalmente es
Nitruro de silicio (Si3N4) utilizado como polvo abrasivo
Carburo de boro (B4C) usado en algunos helicoacutepteros y cubiertas de tanques
Carburo de silicio (SiC) empleado en hornos microondas en abrasivos y como material refrac-
tario
Diboruro de magnesio (MgB2) es un superconductor no convencional
Oacutexido de zinc (ZnO) un semiconductor
Ferrita (Fe3O4) es utilizado en nuacutecleos de transformadores magneacuteticos y en nuacutecleos de memo-
rias magneacuteticas
Oacutexido de uranio (UO2) empleado como combustible en reactores nucleares
Oacutexido de itrio bario y cobre (YBa2Cu3O7-x) superconductor de alta temperatura
talio-bario-calcio
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DEL ELECTRO PORCELANA
El electro porcelano es el maacutes importante de los materiales ceraacutemicos empleados en electrotecnia
Esta sustancia se obtiene mediante la mezcla de
1) El caoliacuten o tierra de porcelana que es un silicato de aluminio hidratado cuya composicioacuten co-
rresponde aproximadamente a la foacutermula
Al2O3 - 2SiO2 - 2H2O
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2) El cuarzo u oacutexido de silicio de foacutermula SiO2
3) El feldespato nombre geneacuterico de un grupo de minerales petrogeneacuteticos o formadores de ro-
cas Todos los feldespatos son silicatos anhidros de aluminio con potasio sodio y calcio El fel-
despato potaacutesico es el m s empleado en la fabricacioacuten de la porcelana y su foacutermula quiacutemica
aproximada es
K2O - Al2O3 - 6SiO2
Las proporciones de estas sustancias en la mezcla determinan las propiedades eleacutectricas mecaacutenicas y
teacutermicas de los productos obtenidos despueacutes de la coccioacuten
La mezcla de estos productos se realiza en proporciones que se establecen por diferentes meacutetodos
el maacutes comuacuten es el de diagrama de composicioacuten
COMPOSICIOacuteN QUIMICA DE ESTRUCTURA DE LOS CERAacuteMICOS CRISTALINOS
La composicioacuten de Estructura Perovskite
Se encuentra en varios ceraacutemicos eleacutectricos En este tipo de celdas estaacuten 3 tipos de iones que
son iones de bario iones de oxiacutegeno y iones de titanio La distorsioacuten de la celda unitaria produce
una sentildeal eleacutectrica lo que permite que ciertos titanitos sirvan como transductores Entonces
estaraacute compuesto por iones de
Bario (Ba)
Oxigeno (O)
Titanio (Ti)
La composicioacuten de Estructura del corindoacuten
Es similar a una estructura hexagonal compacta Algunos ceraacutemicos tienen esta estructura como
son
Cr2O3 y Fe2O3
La composicioacuten de Estructura de espinel
Tiene una celda unitaria cuacutebica en cada uno de sus cubos menores hay iones de oxiacutegeno hay 4
intersticiales octaeacutedricos y 8 sitios intersticiales tetraeacutedricos de los cuales los cationes ocupan 3
En los espineles inversos el ioacuten bivalente y la mitad de los iones trivalentes se localizan en los
sitios octaeacutedricos
La composicioacuten de estructura de los silicatos cristalinos
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En el siacutelice el enlace covalente requiere que los aacutetomos de silicio tengan junto 4 aacutetomos de oxiacute-
geno creando asiacute una estructura tetraeacutedrica esta es la unidad estructural fundamental del siacutelice
de las arcillas y de silicatos viacutetreos
Los compuestos de silicatos forman una serie de soluciones soacutelidas conocidas como olivinos y
orto silicatos
La composicioacuten de Estructuras laminares
Cuando la relacioacuten O resulta en la foacutermula
Si2O3
Los tetraedros se combinan para formar estructuras laminares en una formacioacuten ideal 3 aacuteto-
mos de oxiacutegeno formando un patroacuten hexagonal La caolinita que es una arcilla comuacuten estaacute com-
puesta por laacuteminas de silicato enlazadas ioacutenicamente a una hoja compuesta por ciertos grupos
las arcillas son componentes importantes de muchos ceraacutemicos
La composicioacuten de Siacutelice
Conforme incrementa la temperatura el siacutelice cambia de cuarzo alfa a cuarzo beta a tridimita
beta a cristobalita beta y a liacutequido la transformacioacuten de cuarzo alfa a beta crea un cambio de
dimensioacuten en el siacutelice acompantildeado por esfuerzos altos e incluso por agrietamiento
CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS Y QUIacuteMICAS DE LOS CERAacuteMICOS
Es necesario conocer las caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas de los materiales riacutegidos modulares
tanto para discriminar la calidad de unos productos respecto de otros como para poder deducir
su adecuacioacuten al uso en funcioacuten de las exigencias previstas o previsibles en el lugar de destino
Para todos los materiales riacutegidos modulares destinados a un recubrimiento debemos tomar en
consideracioacuten caracteriacutesticas relacionadas con
Las caracteriacutesticas asociadas a cada grupo deben disponer de meacutetodos de ensayo normalizados o
al menos reconocidos en reglamentos nacionales y ello no siempre es posible pues las normas
de producto soacutelo contemplan aquellas caracteriacutesticas seleccionadas por los fabricantes como
fundamentales para sus fines empresariales
Podemos citar como caracteriacutesticas especiales
La resistencia a la corrosioacuten en niebla salina (seguacuten ISO 9227)
El comportamiento en atmoacutesfera de SO2 (seguacuten UNE-EN ISO 6988)
La permeabilidad frente a la lluvia (medida seguacuten BS431 Apeacutendice A)
La conductividad eleacutectrica
La resistencia al crecimiento de moho
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Las tres primeras suelen considerarse en materiales destinados a revestimientos exteriores la
cuarta en solados y alicatados que precisen equipotencial dad eleacutectrica o un nivel de conducti-
vdad eleacutectrica que permita evacuar a tierra cargas electrostaacuteticas que pueden generar explosio-
nes o incendio
Normales teacutecnicas
Las normas Teacutecnicas establecen los niveles de calidad y seguridad y son un medio oacuteptimo para
facilitar la transparencia en el mercado y en elemento fundamental para competir
Por este motivo el CID del INDECOPI contribuye a la mejora de la Competitividad - Paiacutes ponien-
do a disposicioacuten de las empresas Pymes consultores estudiantes y ciudadaniacutea en general el
ldquoCATAacuteLOGO DE NORMAS TEacuteCNICAS PERUANAS SOBRE PRODUCTOS CERAacuteMICOS PARA EDIFICA-
CIOacuteNrdquo aprobadas por el Indecopi a traveacutes de la Comisioacuten de Normalizacioacuten y de Fiscalizacioacuten de
Barreras Comerciales No Arancelarias La presentacioacuten del cataacutelogo es amigable y de faacutecil ubica-
cioacuten estaacute clasificada por aacutereas temaacuteticas de acuerdo a la Clasificacioacuten Internacional de Normas y
dentro de estas en orden correlativo por coacutedigo de NTP con un resumen del contenido de la
misma
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DESCRIPCION DE LAS MATERIAS PRIMAS
MATERIAS PRIMAS PARA LA CONSTRUCCIOacuteN DE CERAacuteMICAS En las ceraacutemicas tradicionales se utilizan materias primas de depoacutesitos naturales Arcillas feldespatos cuarzo estos son poco purificadas
La materia prima es
La arcilla
El agua
La siacutelice
El plomo
El estantildeo
Se forman muacuteltiples fases en la coccioacuten Para cada composicioacuten se dan muchas aplicaciones En las ceraacutemicas teacutecnicas materias primas son de pureza alta y presentan fase uacutenica cada composi-cioacuten tiene una aplicacioacuten especificada Una pasta ceraacutemica baacutesicamente contiene
La arcilla estaacute constituida por agregados de silicatos de aluminio hidratados siendo blanca cuando es pura Surge de la descomposicioacuten de rocas que contienen feldespato originada en un proceso natural que dura decenas de miles de antildeos La foacutermula quiacutemica es Al2O3 middot 2SiO2 middot H2O
Feldespato Carbonato de calcio (caliza)La caliza es una roca sedimentaria porosa de origen quiacutemico formada mineraloacutegicamente por carbonatos La foacutermula de la caliza es CaMg(CO3)2
Chamota (residuo obtenido en el horno)
Chamota de ladrillo
Rotura cruda
Clasificacioacuten de la Arcilla
Las arcillas pueden clasificarse de acuerdo al proceso
geoloacutegico que las originoacute y a la ubicacioacuten del yacimiento en el que se encuentran Se puede re-
conocer
Arcilla primaria Se utiliza esta denominacioacuten cuando el yacimiento donde se encuentra es el
mismo lugar en donde se originoacute El caoliacuten es la uacutenica arcilla primaria conocida
Granulometriacutea Dentro de la clasificacioacuten granulomeacutetrica de las partiacuteculas del suelo las arcillas
ocupan el siguiente lugar
Feldespato
El feldespato es el mineral maacutes comuacuten sobre la
corteza terrestre iexclde manera que es muy posible
que lo encuentres entre las rocas que coleccionas
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Se encuentra en cada uno de los tres tipos de rocas pero es maacutes comuacuten encontrarlo en las
rocas iacutegneas intrusivas como el granito en donde los cristales son blancos o rosados Hay
diferentes tipos de feldespato
Las caracteriacutesticas de los dos tipos maacutes comunes se dan a continuacioacuten Excepto por su color
estos dos tipos comunes de feldespato son difiacuteciles de diferenciar El color puede ser de gran
ayuda pero hay que tener en cuenta que el mismo mineral puede tener colores diferentes
La mejor manera de diferenciar estos dos es mediante la observacioacuten de la superficie de los
cristales y ver si tienen estriaciones delgadas paralelas El feldespato de plagioclasa tiene
estriaciones y el feldespato ortoclase no tiene
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LAS MATERIAS PRIMAS
Algunos ceraacutemicos como la porcelana productos arcillosos estructurales y algunos componentes
electroacutenicos contienen una fase cristalina Durante el tratamiento a elevadas Temperaturas de este
tipo de materiales soacutelidos ceraacutemicos tiene lugar un proceso llamado Vitrificacioacuten por medio del cual
la fase cristalina se licuacutea y rellena los poros del material Esta Fase cristalina liacutequida puede reaccionar
con alguno de los soacutelidos restantes del material refractario Bajo enfriamiento la fase liquida solidifi-
ca para formar una matriz viacutetrea que une las partiacuteculas que no han fundido
CERAacuteMICOS TRADICIONALES
Los ceraacutemicos tradicionales estaacuten constituidos por tres
tipos baacutesicos
Arcilla siacutelice (siacutelex) y feldespato La arcilla estaacute com-
puesta principalmente por silicatos de Al hidratados
(Al2O3 Si O2 H20) con pequentildeas cantidades de otros
oacutexidos como TiO2 Fe2O3 MgO CaO Na2O K2O
En esta imagen podemos percibir la forma-
cioacuten de un cuello durante la sinterizacioacuten de
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dos partiacuteculas pequentildeas La difusioacuten atoacutemica tiene lugar en la superficie de contacto y alarga el aacuterea
de contacto para formar un cuello
En al siguiente imagen observamos como al porosidad da frente al tiempo de compactos de MgO
dopados con un 02 en peso del CaO y sinterizado en aire estatico a 1330 y 1430 oC noacutetese que
una mayor temperatura de sinterizado produce una disminucioacuten maacutes raacutepida de la porosidad y un
nivel de porosidad maacutes bajo
La siacutelice (Si O2) Tambieacuten llamada Siacutelex o Cuarzo El feldespato potaacutesico que tiene la composicioacuten
baacutesica K2O Al2O3 6SiO2 se funde a bajas temperaturas y se transforma en vidrio cuando la mezcla
ceraacutemica se somete a alta temperatura y une los componentes refractarios
TABLA 1
CERAacuteMICOS DE INGENIERIacuteA
En contraste con los ceraacutemicos tradicionales que se basan principalmente en la arcilla los ceraacutemicos
teacutecnicos o de ingenieriacutea estaacuten constituidos por compuestos puros o casi puros principalmente oacutexidos
carburos o nitruros
TABLA 2
Tipo de pasta Caoliacuten Arcilla Plaacutestica
Feldespato Siacutelex Otros
Porcelana Dura 40 10 25 25
Art Aislantes Eleacutectricos 27 14 26 33
Art Sanitarios Viacutetreos 30 20 34 18
Aislantes Eleacutectricos 23 25 34 18
Tejas Viacutetreas 26 30 32 12
Porcelana Fina Semiviacutetrea 23 30 25 21
Porcelana inglesa 25 hellip 15 22
2CaC O3
Loza para hoteles 31 10 22 35
Porcelana dental
5 hellip 95
Alguno de los ceraacutemicos de ingenieriacutea maacutes importantes contienen compuestos como
Porcentaje en pesos de los oacutexidos principales
Tipo Al2O2 Si O2 Fe2O3 TiO2 CaO MgO Na2O K2O H20 Peacuterd por ignicioacuten
Caoliacuten 374 455 168 13 0004 003 0011 0005 139
Arc Plaacutestica de ten
309 54 074 15 014 02 045 072 hellip 114
Arc Plaacutestica de Ky
32 517 09 152 021 019 038 089 hellip 123
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Aluacutemina (Al2O3)
Nitruro de Silicio (Si3N4)
Carburo de silicio (SiC)
Zirconita (ZrO2) A continuacioacuten se ofrece una breve descripcioacuten de algunos compuestos procesos y aplica-
ciones de varios materiales ceraacutemicos importantes en ingenieriacutea
Aluacutemina (Al2O3)La aluacutemina se desarrolloacute originalmente para tubos refractarios y crisoles dealta
pureza de utilizacioacuten a elevadas temperaturas pero ahora tiene aplicaciones mucho maacutes variadas
Un ejemplo claacutesico de la utilizacioacuten de la aluacutemina es en materiales aislantes de las bujiacuteas El oacutexido de
aluminio se dopa con oacutexido de Mg se prensa en friacuteo y se sinteriza La aluacutemina se emplea frecuente-
mente para aplicaciones eleacutectricas de buena calidad donde se precisan bajas peacuterdidas dieleacutectricas y
alta resistividad
Nitruro de silicio (Si3N4)Los materiales ceraacutemicos con base de nitruro tienen una combinacioacuten
muy uacutetil de propiedades mecaacutenicas ingenieriles como resistencia razonable resistencia al impacto y
propiedades refractarias El Si3N4se disocia significativamente a temperaturas por encima de los
800degC y por consiguiente no se puede sinterizar directamente Sin embargo a lo largo de los uacuteltimos
antildeos se han desarrollado otros meacutetodos de fabricacioacuten delSi3N4Se han desarrollado cuatro procesos
principales para el nitruro de silicio procesos por reaccioacuten de unioacuten (RBSN) procesos de compacta-
cioacuten en caliente de nitruro de silicio (HPSN) proceso de nitruro de silicio sinterizado (SSN) proceso
de nitruro de silicio de compactacioacuten isostaacutetica en caliente (HIP-SN) En el proceso por reaccioacuten de
unioacuten un polvo compacto de silicio se nitrura en una corriente de gas nitroacutegeno Este proceso produ-
ce un Si3N4 microporoso y con moderadaresistencia
Propiedades de algunos ceraacutemicos de nitruro de silicio (TABLA 3)
RSBN SSN SIALON HIP-SN
Densidad Mgm3
27 33 33 33
Moacutedulo de Yung GPa
200 300 300 300
Resistencia en RT MPa
300+ 900+ 800+ 900++
Kic Mpam12
2 6 65 55-65
Desgaste por fatiga de contacto
NA Bajo Moderado Extremadamente bajo
Constante Dieleacutectrica a 1010Hz
6-7 65 hellip 65-75
$pieza de forma neta
El menor Medio Medio El mayor
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RSBN= Nitruro de Silicio con enlace por reaccioacuten
SSN= Nitruro de silicio sinterizado
HIP-SN= Nitruro de silicio Comprimido en caliente isostaacuteticamente + Flexioacuten en cuatro puntos ++ Traccioacuten directa
Carburo de silicio (SiC)Los ceraacutemicos de altas prestaciones del tipo SiC tiene propiedades muy
importantes ya que su dureza es elevada son inertes quiacutemicamente tiene buena resistencia a la
abrasioacuten y a la oxidacioacuten a altas temperaturas Sin embargo el SiC es relativamente quebradizo
por su baja resistencia al impacto y es difiacutecil producir piezas ceraacutemicas densas de grano fino Para
hacer carburo de silicio sinterizado por reaccioacuten se infiltra un polvo compacto de SiC y carbono
(grafito) con silicio fundido que reacciona con el carbono para formar SiC uniendo los granos
originales de SiC El proceso no puede continuarse hasta que todos los poros que se encuentran
entre los granos originales se llenen ya que el silicio debe ser capaz de infiltrarse Asiacute el produc-
to final contiene entre un 8 y un 20 de Si libre El SiC se puede sinterizar usando polvo de SiC
alfa de calidad adecuada sin aplicacioacuten de presioacuten externa si se antildeaden ayudas al sinterizado
Para el sinterizado sin presioacuten del SiC se utilizan comuacutenmente compuestos de boro y aluminio
Zirconio (ZrO2)La zirconita pura es polimorfa y experimenta transformaciones desde una es-
tructura tetragonal a otra monocliacutenica sobre los 1170degC acompantildeada de una expansioacuten de vo-
lumen y posible ruptura Sin embargo combinando ZrO2 con otros oacutexidos refractarios tales co-
mo CaO MgO e Y2O3 la estructura cuacutebica se puede estabilizar a temperatura ambiente y se han
encontrado algunas aplicaciones donde se requiere alta resistencia a impactos
LOS VIDRIOS DE LOS CERAMICOS
Un vidrio es un material ceraacutemico que se fabrica a partir de materiales inorgaacutenicos a altas tem-
peraturas Sin embargo se distingue de otros ceraacutemicos en que sus constituyentes se calientan
hasta la fusioacuten y despueacutes se enfriacutean hasta un estado riacutegido sin cristalizacioacuten Una de sus caracte-
riacutesticas es que tiene una estructura cristalina o amorfa Las moleacuteculas de vidrio no estaacuten coloca-
das en un orden repetitivo de largo alcance como en el caso de un soacutelido cristalino
Composicioacuten de los vidrios El vidrio de siacutelice fundido presenta una alta transmisioacuten espectral y
no estaacute sujeto a dantildeos de radiacioacuten que origina coloracioacuten en otros vidrios Es por tanto el vidrio
ideal para la luna de los vehiacuteculos espaciales y de tuacuteneles aerodinaacutemicos y para sistemas oacutepticos
en dispositivos espectrofotomeacutetricos Sin embargo los vidrios de siacutelice son caros y difiacuteciles de
procesar
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CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS Y QUIacuteMICAS DE LAS MATERIAS PRIMAS
Las importantes aplicaciones industriales de este grupo de minerales radican en sus propiedades
fiacutesico-quiacutemicas Dichas propiedades derivan principalmente de
Su extremadamente pequentildeo tamantildeo de partiacutecula (inferior a 2 mm)
Su morfologiacutea laminar (filosilicatos)
Las sustituciones isomoacuterficas que dan lugar a la aparicioacuten de carga en las laacuteminas
Por otra parte la existencia de carga en las laacuteminas se compensa como ya se ha citado con la
entrada en el espacio interlaminar de cationes deacutebilmente ligados y con estado variable de hi-
dratacioacuten que pueden ser intercambiados faacutecilmente mediante la puesta en contacto de la arci-
lla con una solucioacuten saturada en otros cationes a esta propiedad se la conoce como capacidad
de intercambio catioacutenico y es tambieacuten la base de multitud de aplicaciones industriales
Superficie especiacutefica La superficie especiacutefica o aacuterea superficial de una arcilla se define como el
aacuterea de la superficie externa maacutes el aacuterea de la superficie interna (en el caso de que esta exista)
de las partiacuteculas constituyentes por unidad de masa expresada en m2g Las arcillas poseen una
elevada superficie especiacutefica muy importante para ciertos usos industriales en los que la inter-
accioacuten soacutelido-fluido depende directamente de esta propiedad
A continuacioacuten se muestran algunos ejemplos de superficies especiacuteficas de arcillas
Caolinita de elevada cristalinidad hasta 15 m2g
Caolinita de baja cristalinidad hasta 50 m2g
Halloisita hasta 60 m2g
Illita hasta 50 m2g
Montmorillonita 80-300 m2g
Sepiolita 100-240 m2g
Paligorskita 100-200 m2g
Capacidad de Intercambio catioacutenico Es una propiedad fundamental de las esmectitas Son ca-
paces de cambiar faacutecilmente los iones fijados en la superficie exterior de sus cristales en los
espacios interlaminares o en otros espacios interiores de las estructuras por otros existentes en
las soluciones acuosas envolventes
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Sustituciones isomoacuterficas dentro de la estructura
Enlaces insaturados en los bordes y superficies externas
Disociacioacuten de los grupos hidroxilos accesibles
A continuacioacuten se muestran algunos ejemplos de capacidad de intercambio catioacutenico (en
meq100g)
Caolinita 3-5
Halloisita 10-40
Illita 10-50
Clorita 10-50
Vermiculita 100-200
Montmorillonita 80-200
Sepiolita-paligorskita 20-35
Los materiales primas de los ceraacutemicos son Minerales compuestos y elementos quiacutemicos forma-
dos mediante procesos inorgaacutenicos
Las propiedades de los minerales se estudian bajo las correspondientes divisiones mineralogiacutea
quiacutemica mineralogiacutea y fiacutesica
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PROCESO DE PRODUCCION
PROCESADO DE MATERIALES CERAacuteMICOS
Las ceraacutemicas no cristalinas (vidriosas) suelen ser formadas de fundiciones El vidrio es formado
por cualquiera de los siguientes meacutetodos soplado prensado laminado estirado colado o flota-
do y galvanizado
Los materiales ceraacutemicos cristalinos no son susceptibles de un variado rango de procesado Los
meacutetodos empleados para su manejo tienden a fallar en una de dos categoriacuteas -hacer ceraacutemica
en la forma deseada pro reaccioacuten in situ o por formacioacuten de polvos en la forma deseada y lue-
go sinterizados para formar un cuerpo soacutelido Algunos meacutetodos usados son un hiacutebrido de los dos
meacutetodos mencionados
Manufactura in situ
El uso maacutes comuacuten de este meacutetodo es en la produccioacuten de cemento y concreto Aquiacute los abrasi-
vos deshidratados son mezclados con agua Esto da comienzo a las reacciones de la hidratacioacuten
las cuales resultan en cristales grandes interconectados formaacutendose alrededor de los agregados
Pasado un tiempo esto resulta en una ceraacutemica soacutelida
El mayor problema con este meacutetodo es que la mayoriacutea de las reacciones son tan raacutepidas que no
es posible hacer una buena mezcla lo que tiende a impedir la construccioacuten en gran escala Sin
embargo los sistemas a pequentildea escala pueden ser realizados mediante teacutecnicas de depoacutesito
en donde los diferentes materiales son introducidos sobre un sustrato donde se produce la
reaccioacuten y la ceraacutemica se forma sobre este sustrato
Conformado de los polvos
El objetivo principal del conformado es dar forma y consistencia a la masa de polvos que deacute lugar
a un aumento de la densidad y por lo tanto a una mejora de las propiedades mecaacutenicas Existen
dos formas de realizar el conformado mediante la aplicacioacuten de presioacuten y temperaturas eleva-
das Con la aplicacioacuten de presioacuten y temperatura el proceso es similar a si no aplicaacutesemos altas
temperaturas pero obtenemos productos maacutes densos y homogeacuteneos a la vez que ahorramos
materias primas
Prensado uniaxial (en caliente o en friacuteo) Consiste en la aplicacioacuten de presioacuten en una uacutenica
direccioacuten hasta conseguir la compactacioacuten de los polvos ceraacutemicos La pieza asiacute conformada
tendraacute la forma de la matriz y las superficies con las que se aplica la presioacuten
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Prensado isostaacutetico en caliente o en friacuteo Consiste en compactar los polvos encerraacutendolos
hermeacuteticamente en moldes elaacutesticos tiacutepicamente de goma laacutetex o PVC aplicaacutendoles pre-
sioacuten hidrostaacutetica mediante un fluido que puede ser agua o aceite El fundamento de este
proceso es el Principio de Pascal de este modo conseguimos compactar uniformemente y
en todas las direcciones el material
Slip Casting Se fundamenta en el moldeo por barbotina de la ceraacutemica tradicional median-
te el cual obtenemos piezas de espesores pequentildeos utilizando moldes porosos
Meacutetodos basados en la sinterizacioacuten
Los principios de los meacutetodos basados en la sinterizacioacuten son sencillos Una vez que la materia
prima es acondicionada para su procesamiento (hornada) es introducida en el horno con lo que
el proceso de difusioacuten compacta a la materia prima
Los poros se achican resultando un producto maacutes denso y fuerte El quemado se hace a una
temperatura por debajo del punto de derretimiento de la ceraacutemica Siempre queda alguna poro-
sidad pero la verdadera ventaja de este meacutetodo es que la hornada puede ser producida de cual-
quier modo imaginable e incluso puede ser sinterizado Esto lo hace una ruta muy versaacutetil
Existen miles de posibles refinamientos de este proceso Algunos de los maacutes comunes involucran
presionar la hornada para darle la densidad la quema reduce el tiempo de sinterizacioacuten necesa-
rio A veces se antildeaden elementos orgaacutenicos junto a la hornada que son disueltos durante la
quema
Algunas veces se agregan lubricantes orgaacutenicos durante el proceso para incrementar la densi-
dad No es raro combinarlos agregando materia orgaacutenica y lubricantes a una hornada y luego
presionar (La formulacioacuten de estos aditivos quiacutemico orgaacutenicos es un arte en siacute mismo) Esto es
particularmente importante en la manufactura de ceraacutemica de alto rendimiento tales como las
usadas para la electroacutenica en condensadores inductores sensores etc
Puede realizarse una mezcla de componentes en vez de usar un solo polvo y luego verterlo en el
molde deseado dejaacutendolo secar y luego sinterizarlo De hecho en la alfareriacutea tradicional es he-
cho de esta forma usando una mezcla plaacutestica que es trabajada con las manos
Si una mezcla de materiales diferentes componentes es utilizada en una ceraacutemica algunas veces
la temperatura de sinterizacioacuten es mayor a la temperatura de fundicioacuten de alguno de sus com-
ponentes (fase liacutequida de sinterizacioacuten) Esto genera un periacuteodo maacutes corto de sinterizacioacuten com-
parado con el estado soacutelido sinterizado
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DESCRIPCIOacuteN DEL PROCESO DE PRODUCCIOacuteN
LA FABRICACIOacuteN
PROCESO Una vez que las materias primas que se procesan una serie de medidas llevaraacute a cabo
para obtener el producto terminado Estos pasos incluyen la dosificacioacuten mezcla y molienda
secado por aspersioacuten formando secado esmaltado y coccioacuten Muchos de estos pasos se reali-
zan ahora con equipos automatizados
De procesamiento por lotes Un caso de muchos productos de ceraacutemica incluyendo mosaico de
la composicioacuten corporal se determina por la cantidad y el tipo de materias primas Las materias
primas tambieacuten determinan el color del cuerpo del azulejo que puede ser rojo o blanco depen-
diendo de la cantidad de hierro que contienen materias primas empleadas Por lo tanto es im-
portante mezclar las cantidades correctas en conjunto para lograr las propiedades deseadas
Caacutelculos por lotes por tanto necesario que debe tener en cuenta tanto las propiedades fiacutesicas y
composicioacuten quiacutemica de las materias primas Una vez que el peso adecuado de cada materia
prima se determina las materias primas deben ser mezclados
Mezcla y molienda Una vez que los ingredientes se pesan que se suman en un mezclador de
shell mezclador de cinta o un mezclador intensivo Un mezclador de shell se compone de dos
cilindros unidos en forma de V que gira a caer y mezclar el material Un mezclador de cinta utili-
za aspas helicoidales y un mezclador intensivo utiliza haraacute raacutepidamente renovables Este paso
maacutes muele los ingredientes dando como resultado un tamantildeo de partiacutecula maacutes fina que mejora
el proceso de formacioacuten posterior (ver paso 4 a continuacioacuten)
A veces es necesario agregar agua para aumentar la mezcla de un lote con varios ingredientes
asiacute como para lograr la molienda fina Este proceso se denomina molienda huacutemeda y con fre-
cuencia se realiza mediante un molino de bolas El resultado lleno de agua mezcla que se llama
una papilla o deslizamiento El agua se extrae de la suspensioacuten pulsando filtro (que elimina el
40-50 por ciento de la humedad) seguida de molienda en seco
De secado por aspersioacuten Si la molienda huacutemeda es utilizada por primera vez el exceso de agua
suele ser removido a traveacutes de secado por aspersioacuten Esto implica el bombeo de la lechada con
un atomizador que consiste en un disco que gira raacutepidamente o la boquilla Las gotas de la hoja
se secan a medida que se calientan con una columna de aire ascendente caliente formando pe-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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quentildeos graacutenulos de libre movimiento que dan como resultado un polvo susceptible de confor-
macioacuten
Cuerpos de baldosas tambieacuten se puede preparar por molienda en seco seguido de granulacioacuten
Granulacioacuten se utiliza una maacutequina en la cual se mezcla la mezcla de material previamente seco
molido con agua para formar las partiacuteculas en graacutenulos que a su vez formar un polvo listo para
su formacioacuten
La formacioacuten La mayoriacutea de baldosas estaacute formada por prensado en seco En este meacutetodo el
polvo de flujo libre que contiene aglutinante orgaacutenico o un bajo porcentaje de humedad se deri-
va de una tolva en la matriz de la formacioacuten El material se comprime en una cavidad de acero
por eacutembolos de acero y luego es expulsado por el eacutembolo de la parte inferior Prensas automati-
zadas se utilizan para presiones de trabajo de hasta 2500 toneladas
Varios otros meacutetodos tambieacuten se utilizan en el cuerpo del azulejo estaacute en huacutemedo la forma maacutes
moldeable Extrusioacuten ademaacutes de perforacioacuten se utiliza para producir baldosas de forma irregu-
lar y maacutes delgada de baldosas maacutes raacutepida y econoacutemica Esto implica la compactacioacuten de una
masa de plaacutestico en el cilindro de presioacuten alta y obligando a que el material fluya hacia fuera de
la botella en las babosas cortoacute Estas balas son entonces un puntildeetazo en una o maacutes fichas con
troquelado hidraacuteulico o neumaacutetico
RAM presionando a menudo se utiliza para la baldosa muy perfilada Con este meacutetodo las bal-
dosas excluidas por el cuerpo del azulejo se presionan entre dos mitades de un molde duro o
porosa montada en una prensa hidraacuteulica El formoacute parte se elimina por la primera aplicacioacuten de
vaciacuteo a la mitad superior del molde para liberar la parte de la mitad inferior seguido forzando el
aire a traveacutes de la parte de arriba para liberar la parte superior El exceso de material debe ser
removido de la pieza y acabado adicional puede ser necesario
Otro proceso conocido como cristal de presioacuten se ha desarrollado recientemente Este proceso
combina el cristal y dar forma a la vez pulsando el esmalte (en forma de polvo atomizado) direc-
tamente en la matriz llena con el polvo del cuerpo de baldosas Las ventajas incluyen la elimina-
cioacuten de liacuteneas de esmaltado asiacute como el material de desecho cristales (llamados lodos) que se
produce con el meacutetodo convencional
El secado baldosas de ceraacutemica por lo general debe ser secado (con una humedad relativa alta)
despueacutes de la formacioacuten sobre todo si un meacutetodo huacutemedo se utiliza Secado lo que puede lle-
var varios diacuteas se quita el agua a una velocidad lo suficientemente lenta como para evitar las
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grietas por contraccioacuten Los secadores continuos o tuacuteneles que se utilizan son calentados con
gas o aceite laacutemparas de infrarrojos o energiacutea de microondas Secado por infrarrojos es maacutes
adecuado para baldosas finas mientras secado por microondas que funciona mejor para maacutes
gruesa de baldosas Otro meacutetodo el secado impulso utiliza pulsos de aire caliente que fluye en
la direccioacuten transversal en vez de manera continua en la direccioacuten del flujo de materiales
Acristalamiento Para preparar el glaseado los mismos meacutetodos que para el cuerpo del azulejo
Despueacutes de una formulacioacuten de lotes se calcula las materias primas se pesan se mezclan y seco
o huacutemedo molido Los esmaltes molidos se aplican mediante uno de los meacutetodos disponibles
En el acristalamiento de centriacutefuga o arado de discos el esmalte se alimenta a traveacutes de un disco
giratorio que arroja o lanza el esmalte en el azulejo En el meacutetodo de la campana cascada una
corriente de barniz se cae en el azulejo al pasar sobre una cinta transportadora por debajo A
veces el esmalte es simplemente rociado en Para aplicaciones de esmalte muacuteltiples impresioacuten
en pantalla por debajo o entre las baldosas que se han mojado cristal se utiliza En este proce-
so esmalte es forzada a traveacutes de una pantalla por una rasqueta de goma u otro dispositivo
Acristalamiento en seco tambieacuten se estaacute utilizando Esto implica la aplicacioacuten de polvos fritas
trituradas (materiales de vidrio) y esmaltes granulada en una superficie de baldosas mojadas
acristalamiento Despueacutes de la coccioacuten las partiacuteculas de esmalte se funden entre siacute para produ-
cir una superficie como el granito
Disparo Despueacutes de cristal el azulejo se debe calentar intensamente para fortalecerlo y darle la
porosidad deseada Hay dos tipos de hornos o Despueacutes de la formacioacuten el archivo se seca poco
a poco (durante varios diacuteas) y con una humedad alta para evitar el agrietamiento y la contrac-
cioacuten A continuacioacuten el barniz se aplica a continuacioacuten el azulejo se cuece en un horno o estu-
fa Aunque algunos tipos de baldosas requiere un proceso de coccioacuten en dos etapas huacutemedo
molido baldosas se dispara una sola vez a una temperatura de 2000 grados Fahrenheit o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten el azulejo es empacado y enviado
Los hornos se utilizan para la coccioacuten de baldosas Azulejo de la pared o azulejo que es prepa-
rado por molienda en seco en lugar de molienda huacutemeda requiere generalmente un proceso de
dos pasos En este proceso el azulejo pasa a traveacutes de un disparo de baja temperatura llamada
sopa de fuego antes de acristalamiento Este paso elimina los volaacutetiles de la materia y la mayor
parte o la totalidad de la contraccioacuten El cuerpo y el esmalte luego se disparoacute en un proceso lla-
mado despido glost Tanto los procesos de coccioacuten tienen lugar en un tuacutenel o un horno conti-
nuo que consta de una caacutemara a traveacutes del cual poco a poco el software se trasladoacute en un
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transportador de rollos de refractarios estantes construidos con materiales que son resistentes a
temperaturas altas o en contenedores denominados gacetas Coccioacuten en un horno tuacutenel puede
tomar de dos a tres diacuteas con temperaturas alrededor de disparar 2372 grados Fahrenheit
(1300 grados Celsius)
Para el azulejo que soacutelo requiere un uacutenico disparo por lo general de baldosas que se prepara por
viacutea huacutemeda de rodillos para moler los hornos se utilizan generalmente Estos hornos se mueven
las mercanciacuteas de un transportador de rodillos y no necesitan muebles horno tales como blo-
ques o gacetas Los tiempos de encender en los hornos de rodillos pueden ser tan bajos como
60 minutos con temperaturas de coccioacuten alrededor de 2102 grados Fahrenheit (1150 grados
Celsius) o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten y las pruebas el azulejo estaacute listo para ser empaquetados y enviados
Subproductos Una variedad de contaminantes se generan durante las etapas de fabricacioacuten
diferentes estas emisiones deben ser controladas para cumplir con las normas de control de
aire Entre los contaminantes que produce en la fabricacioacuten de baldosas estaacuten compuestos de
fluacuteor y el plomo que se producen durante la coccioacuten y vidriado Los compuestos de plomo se
han reducido significativamente con el reciente desarrollo de esmaltes sin plomo o de bajo plo-
mo Las emisiones de fluacuteor pueden ser controladas con los depuradores los dispositivos de ae-
rosol que baacutesicamente los gases con agua para eliminar los contaminantes dantildeinos Tambieacuten
se puede controlar con procesos en seco como los filtros de tela recubierta con cal Esta cal
puede ser reciclada como materia prima para el azulejo en el futuro
La industria del azulejo es tambieacuten el desarrollo de procesos para reciclar las aguas residuales y
lodos generados durante el mecanizado automaacutetico vidrios y el secado por atomizacioacuten Ya
que algunas plantas de reciclaje el exceso de polvo generado durante el prensado en seco asiacute
como el rociacuteo producido durante el acristalamiento Residuos de barniz y teja rechazoacute tambieacuten
se devuelven al proceso de preparacioacuten del cuerpo para su reutilizacioacuten
Control de calidad La mayoriacutea de fabricantes de baldosas utilizan ahora el control estadiacutestico de
procesos (SPC) para cada paso del proceso de fabricacioacuten Muchos de ellos tambieacuten trabajan
estrechamente con sus proveedores de materia prima para asegurar que se cumplan las especi-
ficaciones antes de que el material se utilice Control estadiacutestico del proceso consiste en las car-
tas que se utilizan para controlar diversos paraacutemetros de procesamiento tales como el tamantildeo
de las partiacuteculas el tiempo de molienda la temperatura de secado y el tiempo presioacuten de com-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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pactacioacuten dimensiones despueacutes del prensado la densidad la temperatura de coccioacuten y el tiem-
po y similares Estas cartas identificar problemas con el equipo fuera de las condiciones de
especificacioacuten y ayudar a mejorar el rendimiento antes de que el producto final esteacute terminado
El producto final debe cumplir con ciertas especificaciones en relacioacuten con propiedades fiacutesicas y
quiacutemicas Estas propiedades estaacuten determinados por las pruebas estaacutendar establecido por la
Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM) Propiedades medidas incluyen resistencia
mecaacutenica resistencia de abrasioacuten resistencia quiacutemica absorcioacuten de agua su estabilidad dimen-
sional resistencia al hielo y el coeficiente de expansioacuten teacutermica lineal Maacutes recientemente el
antideslizante que se puede determinar midiendo el coeficiente de friccioacuten se ha convertido en
una preocupacioacuten Sin embargo no existe una norma se ha establecido todaviacutea porque otros
factores (tales como el disentildeo del suelo y el cuidado apropiados) puede hacer que los resultados
sin sentido
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APLICACIOacuteN EN LA ETAPA DE CONSTRUCCION YO POST-CONSTRUCCION
Su uso inicial fue fundamentalmente la elaboracioacuten de recipientes empleados para contener
alimentos o bebidas Maacutes adelante se utilizoacute para modelar figurillas de posible caraacutecter simboacuteli-
co maacutegico religioso o funerario Tambieacuten se empleoacute como material de construccioacuten en forma
de ladrillo teja baldosa o azulejo conformando muros o revistiendo paramentos La teacutecnica del
vidriado le proporcionoacute gran atractivo se utilizoacute tambieacuten en escultura Actualmente tambieacuten se
emplea como aislante eleacutectrico y teacutermico en hornos motores y en blindaje
Ceraacutemicas se utilizan en la fabricacioacuten de cuchillos La hoja del cuchillo de ceraacutemica perma-
neceraacute fuerte por mucho maacutes tiempo que el de un cuchillo de acero a pesar de que es maacutes
fraacutegil que se abrocha por la caiacuteda sobre una superficie dura
Ceraacutemicas como aluacutemina y carburo de boro se han utilizado en baliacutestica chalecos blindados
para repeler gran calibre rifle de fuego Dichas placas se conocen comuacutenmente como de
armas pequentildeas inserciones de proteccioacuten (SAPI) Material similar se utiliza para proteger
las cabinas de algunos aviones militares debido a su bajo peso del material
Las bolas de ceraacutemica se puede utilizar para sustituir el acero en rodamientos de bolas Su
mayor dureza que significa que son mucho menos susceptibles al desgaste y puede ofrecer
maacutes de vida triple Tambieacuten se deforman menos en el sentido de carga que tienen menos
contacto con las paredes de retencioacuten del rodamiento y puede rodar maacutes raacutepido En las
aplicaciones de muy alta velocidad el calor de la friccioacuten durante la rodadura puede causar
problemas para los rodamientos de metal los problemas que se reducen por el uso de la ce-
raacutemica La ceraacutemica es tambieacuten maacutes resistente a los quiacutemicos y puede utilizarse en ambien-
tes huacutemedos donde los rodamientos de acero se oxidaban El mayor inconveniente de uti-
lizar la ceraacutemica es un costo mucho maacutes elevado En muchos casos sus propiedades de ais-
lamiento eleacutectrico tambieacuten puede ser valiosa para los rodamientos
En la deacutecada de 1980 Toyota investigoacute la produccioacuten de una adiabaacutetica motor de ceraacutemica
que pueden funcionar a una temperatura de maacutes de 6000 deg F (3300 deg C) Motores ceraacutemicos
no necesitan un sistema de enfriamiento y por lo tanto permiten una importante reduccioacuten
de peso y la eficiencia de combustible por lo tanto mayor La eficiencia del combustible del
motor es tambieacuten maacutes alta a alta temperatura como se muestra por Carnot teorema En un
motor metaacutelico convencional mucha de la energiacutea liberada por el combustible debe ser di-
sipada como calor residual con el fin de evitar un colapso de las partes metaacutelicas A pesar
de todas estas propiedades deseables tales motores no estaacuten en produccioacuten ya que la fa-
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bricacioacuten de piezas de ceraacutemica de la precisioacuten necesaria y la durabilidad es difiacutecil Imper-
fecciones en la ceraacutemica lleva a las grietas que puede conducir a fallas en los equipos po-
tencialmente peligrosos Estos motores son posibles en el laboratorio pero la produccioacuten
en masa no es factible con la tecnologiacutea actual
Se estaacute trabajando en el desarrollo de piezas ceraacutemicas para turbinas de gas motores En
la actualidad incluso las hojas hechas de avanzadas aleaciones de metales utilizados en la
seccioacuten de los motores calientes requieren temperaturas de refrigeracioacuten y cuidadosos que
limitan la de Motores turbina hizo con ceraacutemicas podiacutea operar maacutes eficientemente dando
aviones mayor alcance y payload por un importe conjunto de combustible
Recientemente se han producido avances en la ceraacutemica que incluyen bio-ceraacutemica tales
como los implantes dentales y huesos sinteacuteticos hidroxiapatita el componente mineral na-
tural del hueso se ha hecho de forma sinteacutetica a partir de una serie de fuentes bioloacutegicas y
quiacutemicas y se pueden transformar en materiales ceraacutemicos Implantes ortopeacutedicos a partir
de estos bonos de materiales faacutecilmente a los tejidos oacuteseos y otras partes del cuerpo sin re-
chazo o reacciones inflamatorias Debido a esto son de gran intereacutes para la entrega de ge-
nes y la ingenieriacutea de tejidos andamios La mayoriacutea de la ceraacutemica de hidroxiapatita son
muy porosas y la falta de resistencia mecaacutenica y se utilizan para dispositivos ortopeacutedicos ca-
pa de metal para ayudar en la formacioacuten de un enlace con el hueso o como relleno oacuteseo
Tambieacuten se utilizan como relleno de tornillos ortopeacutedicos de plaacutestico para ayudar a reducir
la inflamacioacuten y aumentar la absorcioacuten de estos materiales de plaacutestico Se estaacute trabajando
para hacer fuerte y bien densa nano cristalina de materiales ceraacutemicos de hidroxiapatita pa-
ra dispositivos ortopeacutedicos que soportan peso en sustitucioacuten de metales y materiales plaacutes-
ticos extranjeros ortopeacutedico con un material sinteacutetico pero de origen natural mineral de los
huesos En uacuteltima instancia estos materiales ceraacutemicos se pueden utilizar como sustitutos
de hueso o con la incorporacioacuten de la proteiacutena colaacutegeno huesos sinteacuteticos
Ceraacutemica de alta tecnologiacutea se utiliza en relojeriacutea para la produccioacuten de cajas de relojes El
material se valora por los relojeros por su ligereza resistencia al rayado resistencia y tacto
suave CBI es una de las marcas que ha iniciado el uso de la ceraacutemica en la relojeriacutea El caso
de la CBI edicioacuten 2007 de Top Gun de la Vigilancia de la Pilot cronoacutegrafo doble se hace a
mano en ceraacutemica de alta tecnologiacutea negro
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Revestimiento con ceraacutemico Las ceraacutemicas se
comercializan clasificadas con un nuacutemero de
tono cuando compre las cajas verifique una por
una para evitar contratiempos a la hora de su
colocacioacuten
Para lograr el equilibrio de coloracioacuten es aconse-
jable mezclar las piezas antes de su colocacioacuten
En este sentido vaya sacando una ceraacutemica de cada caja y coloacutequelas en este orden ya que
siempre existe una pequentildea variacioacuten de matiz de una caja a otra pero que no se notaraacute cuando
se hallen instaladas En cuanto a los sistemas de colocacioacuten existen dos alternativas el sistema
mortero tradicional (praacutecticamente en desuso) y el sistema de capa fina El primero requiere
sumergir la ceraacutemica en agua limpia durante unos minutos como paso previo a su colocacioacuten Si
opta por este meacutetodo recuerde que la ceraacutemica no debe introducirse en el agua con su envase
de cartoacuten ya que podriacutea mancharse como consecuencia de la accioacuten de la tinta del envoltorio o
de la oxidacioacuten de los ganchos de cierre En este sistema es imprescindible tambieacuten mojar los
revoques de los muros y las carpetas de los pisos
Si emplea el segundo sistema que se trabaja sobre la base de un adhesivo cementicio no seraacute
necesario mojar la ceraacutemica ni los revoques No obstante independientemente del meacutetodo de
colocacioacuten utilizado usted deberaacute verificar que las ceraacutemicas esteacuten libres de polvo antes de su
instalacioacuten
En el piso no soacutelo deberaacute tener en cuenta la junta entre una ceraacutemica y otra sino tambieacuten una
separacioacuten perimetral que para superficies pequentildeas debe llegar a los 15 miliacutemetros
Las juntas entre ceraacutemicas deben sellarse con cemento Portland mezclado con arena marmolina
o cuarzo molido Si quiere dar color a la junta recuerde que no es conveniente utilizar colorantes
hidrosolubles como oacutexido de hierro o negro de humo porque pueden manchar la ceraacutemica
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EMPRESAS NACIONALES QUE PRODUCEN DICHOS PRODUCTOS
Las Compantildeiacutea Ceraacutemica o empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y pisos ceraacutemicos han tenido
como objetivo de mejorar la calidad de informacioacuten minimizar esfuerzos y recursos reducir costos y
brindar un mejor servicio al cliente que quiere adquirir estos productos para ello tenemos algunas
empresas nacionales descritos en esta investigacioacuten
COMPANtildeIacuteA DE CERAacuteMICA SA CELIMA
Es empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y
pisos ceraacutemicos desde 1982Ceraacutemica Lima SA
ldquoCelimardquo es una empresa cimentada en la tradicioacuten
milenaria de las culturas Nazca Moche y Chaviacuten para
el dominio de la ceraacutemica cuenta con personal alta-
mente calificado y tecnologiacutea de punta que le ha permitido ingresar a los mercados maacutes exigentes
del mundo tales como la Comunidad Econoacutemica Europea Estados Unidos Canadaacute Australia Centro
Ameacuterica y Sud-Ameacuterica Actualmente CELIMA tiene una capacidad de produccioacuten mensual de
1rsquo100000 m2 entre azulejos y pisos ceraacutemicos
CERAacuteMICA SAN LORENZO ndash PERUacute inicia la
construccioacuten de su planta en mayo de 1999
con los maacutes altos estaacutendares de seguridad
ambiental y tecnologiacutea italiana de vanguardia
Con una inversioacuten inicial de 17 millones de
doacutelares iniciaacutendose con una produccioacuten mensual de 200000 m2 de revestimiento ceraacutemico
para pisos
Antildeo y medio despueacutes amplia su capacidad productiva eacutesta se incrementa a 440000 m2 al
mes innovando en la produccioacuten del Revestimiento Ceraacutemico de Pared permitiendo asiacute
abastecer la demanda insatisfecha de los revestimientos de Pared que no disponiacutea ante-
riormente con una inversioacuten aproximada de 10 millones de doacutelares
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Luego con el objetivo de desarrollar un mercado de exportacioacuten a Estados Unidos donde el gru-
po ha iniciado operaciones a traveacutes de Ceraacutemica San Lorenzo INC (USA) se invierte en una
nueva liacutenea de esmaltado otorgaacutendole asiacute flexibilidad a la produccioacuten siendo eacutesta una alternativa
de disminucioacuten de tiempo en el cambio de producto y se suma a ella la reduccioacuten de ciclos de
proceso de coccioacuten aumentando asiacute la velocidad de la produccioacuten llegando a producir 620000
m2 mensuales
Tambieacuten dentro de los proyectos importantes tenemos el montaje y puesta en marcha de la
planta de productos de tercer fuego los cuales complementan nuestra liacutenea actual de revesti-
mientos Liacutenea de alto perfil desarrollar una serie de piezas especiales como son zoacutecalos liacutestelos
en sus distintas medidas insertos tacos etc
Debido al sostenido aumento de las ventas y con el fin de obtener el liderazgo en el mercado del
ceraacutemico actualmente Ceraacutemica San Lorenzo a incrementado su capacidad de produccioacuten con
una inversioacuten de 12 millones de doacutelares en una ampliacioacuten de planta de 420000 m2 de ceraacutemi-
cos mensuales bajo el concepto de ldquoalta productividadrdquo considerando en el proceso de produc-
cioacuten la molienda de arcillas por viacutea seca ahorrando asiacute gas natural y energiacutea eleacutectrica
Hoy Ceraacutemica San Lorenzo logra ofrecer una amplia gama de productos ceraacutemicos de alta cali-
dad con una produccioacuten superior al milloacuten de metros cuadrados
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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CONCLUSIONES
Se logro obtener la mayor y suficiente informacioacuten acerca del tema pisos ceraacutemicos y mayoacute-
licas
Se logro obtener conocimiento del tema a presentar en este trabajo ldquopisos ceraacutemicos y ma-
yoacutelicasrdquo ya que este tema en discusioacuten es de mucha importancia para nuestra carrera profe-
sional
Se logro obtener la informacioacuten suficiente del tema en investigacioacuten estructurado en los
siguientes apartados descripcioacuten del producto descripcioacuten de las materias primas proceso
de produccioacuten aplicacioacuten en la etapa de construccioacuten yo post-construccioacuten empresas na-
cionales que producen
Los ceraacutemicos son muy importante y aportan al desarrollo y a la comodidad de la humani-
dad asiacute como para la ingenieriacutea es muy importante ya que aporta a los acabados en cons-
trucciones
Por el presente trabajo de investigacioacuten se adquirioacute nuevos conocimientos en cuanto al ma-
terial llamado pisos ceraacutemicos y mayoacutelicas
Aprendimos cuales son los materias primas para la fabricacioacuten de las ceraacutemicas
Aprendimos las aplicaciones en la construccioacuten y en la post construccioacuten
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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RECOMENDACIONES
Se recomienda el uso adecuado y mesurado de la informacioacuten en investigacioacuten
Es maacutes factible hacer trabajos de investigacioacuten de materiales ya conocidos y comunes que
se usan en el proceso de construccioacuten y post construccioacuten
Los integrantes del grupo deben trabajar adecuadamente y con seriedad para que no se
produzca mayor y aprender a trabajar en equipo
Este trabajo fue realizado con mucho esmero y dedicacioacuten ya que el tema en investigacioacuten
es muy importante para nuestra carrera profesional
Observar y realizar un resumen de la informacioacuten recabada de acuerdo al tema en investi-
gacioacuten asiacute como recabar nueva y reciente informacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten tomar maacutes implicancia y verificar los avances de los
trabajos de investigacioacuten y detallar las dificultades de cada grupo asiacute como los errores y asiacute
realizar un mejor u buen trabajo de investigacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten organizar de mejor manera a los alumnos para una
buena y mejor elaboracioacuten de los trabajos
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BIBLIOGRAFIA
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Introduccioacuten a la ciencia e ingenieriacutea de los materiales WD Callister
Materiales Estructura propiedades y aplicaciones Saja Saez ndash Rodriacuteguez Perez ndash Rodriacuteguez
Mendez
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ANEXOS
Pisos ceraacutemicos en viviendas
Pisos ceraacutemicos en sshh
Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
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Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
Pisos ceraacutemicos en Inst Puacuteblicos
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2) El cuarzo u oacutexido de silicio de foacutermula SiO2
3) El feldespato nombre geneacuterico de un grupo de minerales petrogeneacuteticos o formadores de ro-
cas Todos los feldespatos son silicatos anhidros de aluminio con potasio sodio y calcio El fel-
despato potaacutesico es el m s empleado en la fabricacioacuten de la porcelana y su foacutermula quiacutemica
aproximada es
K2O - Al2O3 - 6SiO2
Las proporciones de estas sustancias en la mezcla determinan las propiedades eleacutectricas mecaacutenicas y
teacutermicas de los productos obtenidos despueacutes de la coccioacuten
La mezcla de estos productos se realiza en proporciones que se establecen por diferentes meacutetodos
el maacutes comuacuten es el de diagrama de composicioacuten
COMPOSICIOacuteN QUIMICA DE ESTRUCTURA DE LOS CERAacuteMICOS CRISTALINOS
La composicioacuten de Estructura Perovskite
Se encuentra en varios ceraacutemicos eleacutectricos En este tipo de celdas estaacuten 3 tipos de iones que
son iones de bario iones de oxiacutegeno y iones de titanio La distorsioacuten de la celda unitaria produce
una sentildeal eleacutectrica lo que permite que ciertos titanitos sirvan como transductores Entonces
estaraacute compuesto por iones de
Bario (Ba)
Oxigeno (O)
Titanio (Ti)
La composicioacuten de Estructura del corindoacuten
Es similar a una estructura hexagonal compacta Algunos ceraacutemicos tienen esta estructura como
son
Cr2O3 y Fe2O3
La composicioacuten de Estructura de espinel
Tiene una celda unitaria cuacutebica en cada uno de sus cubos menores hay iones de oxiacutegeno hay 4
intersticiales octaeacutedricos y 8 sitios intersticiales tetraeacutedricos de los cuales los cationes ocupan 3
En los espineles inversos el ioacuten bivalente y la mitad de los iones trivalentes se localizan en los
sitios octaeacutedricos
La composicioacuten de estructura de los silicatos cristalinos
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En el siacutelice el enlace covalente requiere que los aacutetomos de silicio tengan junto 4 aacutetomos de oxiacute-
geno creando asiacute una estructura tetraeacutedrica esta es la unidad estructural fundamental del siacutelice
de las arcillas y de silicatos viacutetreos
Los compuestos de silicatos forman una serie de soluciones soacutelidas conocidas como olivinos y
orto silicatos
La composicioacuten de Estructuras laminares
Cuando la relacioacuten O resulta en la foacutermula
Si2O3
Los tetraedros se combinan para formar estructuras laminares en una formacioacuten ideal 3 aacuteto-
mos de oxiacutegeno formando un patroacuten hexagonal La caolinita que es una arcilla comuacuten estaacute com-
puesta por laacuteminas de silicato enlazadas ioacutenicamente a una hoja compuesta por ciertos grupos
las arcillas son componentes importantes de muchos ceraacutemicos
La composicioacuten de Siacutelice
Conforme incrementa la temperatura el siacutelice cambia de cuarzo alfa a cuarzo beta a tridimita
beta a cristobalita beta y a liacutequido la transformacioacuten de cuarzo alfa a beta crea un cambio de
dimensioacuten en el siacutelice acompantildeado por esfuerzos altos e incluso por agrietamiento
CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS Y QUIacuteMICAS DE LOS CERAacuteMICOS
Es necesario conocer las caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas de los materiales riacutegidos modulares
tanto para discriminar la calidad de unos productos respecto de otros como para poder deducir
su adecuacioacuten al uso en funcioacuten de las exigencias previstas o previsibles en el lugar de destino
Para todos los materiales riacutegidos modulares destinados a un recubrimiento debemos tomar en
consideracioacuten caracteriacutesticas relacionadas con
Las caracteriacutesticas asociadas a cada grupo deben disponer de meacutetodos de ensayo normalizados o
al menos reconocidos en reglamentos nacionales y ello no siempre es posible pues las normas
de producto soacutelo contemplan aquellas caracteriacutesticas seleccionadas por los fabricantes como
fundamentales para sus fines empresariales
Podemos citar como caracteriacutesticas especiales
La resistencia a la corrosioacuten en niebla salina (seguacuten ISO 9227)
El comportamiento en atmoacutesfera de SO2 (seguacuten UNE-EN ISO 6988)
La permeabilidad frente a la lluvia (medida seguacuten BS431 Apeacutendice A)
La conductividad eleacutectrica
La resistencia al crecimiento de moho
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Las tres primeras suelen considerarse en materiales destinados a revestimientos exteriores la
cuarta en solados y alicatados que precisen equipotencial dad eleacutectrica o un nivel de conducti-
vdad eleacutectrica que permita evacuar a tierra cargas electrostaacuteticas que pueden generar explosio-
nes o incendio
Normales teacutecnicas
Las normas Teacutecnicas establecen los niveles de calidad y seguridad y son un medio oacuteptimo para
facilitar la transparencia en el mercado y en elemento fundamental para competir
Por este motivo el CID del INDECOPI contribuye a la mejora de la Competitividad - Paiacutes ponien-
do a disposicioacuten de las empresas Pymes consultores estudiantes y ciudadaniacutea en general el
ldquoCATAacuteLOGO DE NORMAS TEacuteCNICAS PERUANAS SOBRE PRODUCTOS CERAacuteMICOS PARA EDIFICA-
CIOacuteNrdquo aprobadas por el Indecopi a traveacutes de la Comisioacuten de Normalizacioacuten y de Fiscalizacioacuten de
Barreras Comerciales No Arancelarias La presentacioacuten del cataacutelogo es amigable y de faacutecil ubica-
cioacuten estaacute clasificada por aacutereas temaacuteticas de acuerdo a la Clasificacioacuten Internacional de Normas y
dentro de estas en orden correlativo por coacutedigo de NTP con un resumen del contenido de la
misma
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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DESCRIPCION DE LAS MATERIAS PRIMAS
MATERIAS PRIMAS PARA LA CONSTRUCCIOacuteN DE CERAacuteMICAS En las ceraacutemicas tradicionales se utilizan materias primas de depoacutesitos naturales Arcillas feldespatos cuarzo estos son poco purificadas
La materia prima es
La arcilla
El agua
La siacutelice
El plomo
El estantildeo
Se forman muacuteltiples fases en la coccioacuten Para cada composicioacuten se dan muchas aplicaciones En las ceraacutemicas teacutecnicas materias primas son de pureza alta y presentan fase uacutenica cada composi-cioacuten tiene una aplicacioacuten especificada Una pasta ceraacutemica baacutesicamente contiene
La arcilla estaacute constituida por agregados de silicatos de aluminio hidratados siendo blanca cuando es pura Surge de la descomposicioacuten de rocas que contienen feldespato originada en un proceso natural que dura decenas de miles de antildeos La foacutermula quiacutemica es Al2O3 middot 2SiO2 middot H2O
Feldespato Carbonato de calcio (caliza)La caliza es una roca sedimentaria porosa de origen quiacutemico formada mineraloacutegicamente por carbonatos La foacutermula de la caliza es CaMg(CO3)2
Chamota (residuo obtenido en el horno)
Chamota de ladrillo
Rotura cruda
Clasificacioacuten de la Arcilla
Las arcillas pueden clasificarse de acuerdo al proceso
geoloacutegico que las originoacute y a la ubicacioacuten del yacimiento en el que se encuentran Se puede re-
conocer
Arcilla primaria Se utiliza esta denominacioacuten cuando el yacimiento donde se encuentra es el
mismo lugar en donde se originoacute El caoliacuten es la uacutenica arcilla primaria conocida
Granulometriacutea Dentro de la clasificacioacuten granulomeacutetrica de las partiacuteculas del suelo las arcillas
ocupan el siguiente lugar
Feldespato
El feldespato es el mineral maacutes comuacuten sobre la
corteza terrestre iexclde manera que es muy posible
que lo encuentres entre las rocas que coleccionas
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Se encuentra en cada uno de los tres tipos de rocas pero es maacutes comuacuten encontrarlo en las
rocas iacutegneas intrusivas como el granito en donde los cristales son blancos o rosados Hay
diferentes tipos de feldespato
Las caracteriacutesticas de los dos tipos maacutes comunes se dan a continuacioacuten Excepto por su color
estos dos tipos comunes de feldespato son difiacuteciles de diferenciar El color puede ser de gran
ayuda pero hay que tener en cuenta que el mismo mineral puede tener colores diferentes
La mejor manera de diferenciar estos dos es mediante la observacioacuten de la superficie de los
cristales y ver si tienen estriaciones delgadas paralelas El feldespato de plagioclasa tiene
estriaciones y el feldespato ortoclase no tiene
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LAS MATERIAS PRIMAS
Algunos ceraacutemicos como la porcelana productos arcillosos estructurales y algunos componentes
electroacutenicos contienen una fase cristalina Durante el tratamiento a elevadas Temperaturas de este
tipo de materiales soacutelidos ceraacutemicos tiene lugar un proceso llamado Vitrificacioacuten por medio del cual
la fase cristalina se licuacutea y rellena los poros del material Esta Fase cristalina liacutequida puede reaccionar
con alguno de los soacutelidos restantes del material refractario Bajo enfriamiento la fase liquida solidifi-
ca para formar una matriz viacutetrea que une las partiacuteculas que no han fundido
CERAacuteMICOS TRADICIONALES
Los ceraacutemicos tradicionales estaacuten constituidos por tres
tipos baacutesicos
Arcilla siacutelice (siacutelex) y feldespato La arcilla estaacute com-
puesta principalmente por silicatos de Al hidratados
(Al2O3 Si O2 H20) con pequentildeas cantidades de otros
oacutexidos como TiO2 Fe2O3 MgO CaO Na2O K2O
En esta imagen podemos percibir la forma-
cioacuten de un cuello durante la sinterizacioacuten de
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dos partiacuteculas pequentildeas La difusioacuten atoacutemica tiene lugar en la superficie de contacto y alarga el aacuterea
de contacto para formar un cuello
En al siguiente imagen observamos como al porosidad da frente al tiempo de compactos de MgO
dopados con un 02 en peso del CaO y sinterizado en aire estatico a 1330 y 1430 oC noacutetese que
una mayor temperatura de sinterizado produce una disminucioacuten maacutes raacutepida de la porosidad y un
nivel de porosidad maacutes bajo
La siacutelice (Si O2) Tambieacuten llamada Siacutelex o Cuarzo El feldespato potaacutesico que tiene la composicioacuten
baacutesica K2O Al2O3 6SiO2 se funde a bajas temperaturas y se transforma en vidrio cuando la mezcla
ceraacutemica se somete a alta temperatura y une los componentes refractarios
TABLA 1
CERAacuteMICOS DE INGENIERIacuteA
En contraste con los ceraacutemicos tradicionales que se basan principalmente en la arcilla los ceraacutemicos
teacutecnicos o de ingenieriacutea estaacuten constituidos por compuestos puros o casi puros principalmente oacutexidos
carburos o nitruros
TABLA 2
Tipo de pasta Caoliacuten Arcilla Plaacutestica
Feldespato Siacutelex Otros
Porcelana Dura 40 10 25 25
Art Aislantes Eleacutectricos 27 14 26 33
Art Sanitarios Viacutetreos 30 20 34 18
Aislantes Eleacutectricos 23 25 34 18
Tejas Viacutetreas 26 30 32 12
Porcelana Fina Semiviacutetrea 23 30 25 21
Porcelana inglesa 25 hellip 15 22
2CaC O3
Loza para hoteles 31 10 22 35
Porcelana dental
5 hellip 95
Alguno de los ceraacutemicos de ingenieriacutea maacutes importantes contienen compuestos como
Porcentaje en pesos de los oacutexidos principales
Tipo Al2O2 Si O2 Fe2O3 TiO2 CaO MgO Na2O K2O H20 Peacuterd por ignicioacuten
Caoliacuten 374 455 168 13 0004 003 0011 0005 139
Arc Plaacutestica de ten
309 54 074 15 014 02 045 072 hellip 114
Arc Plaacutestica de Ky
32 517 09 152 021 019 038 089 hellip 123
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Aluacutemina (Al2O3)
Nitruro de Silicio (Si3N4)
Carburo de silicio (SiC)
Zirconita (ZrO2) A continuacioacuten se ofrece una breve descripcioacuten de algunos compuestos procesos y aplica-
ciones de varios materiales ceraacutemicos importantes en ingenieriacutea
Aluacutemina (Al2O3)La aluacutemina se desarrolloacute originalmente para tubos refractarios y crisoles dealta
pureza de utilizacioacuten a elevadas temperaturas pero ahora tiene aplicaciones mucho maacutes variadas
Un ejemplo claacutesico de la utilizacioacuten de la aluacutemina es en materiales aislantes de las bujiacuteas El oacutexido de
aluminio se dopa con oacutexido de Mg se prensa en friacuteo y se sinteriza La aluacutemina se emplea frecuente-
mente para aplicaciones eleacutectricas de buena calidad donde se precisan bajas peacuterdidas dieleacutectricas y
alta resistividad
Nitruro de silicio (Si3N4)Los materiales ceraacutemicos con base de nitruro tienen una combinacioacuten
muy uacutetil de propiedades mecaacutenicas ingenieriles como resistencia razonable resistencia al impacto y
propiedades refractarias El Si3N4se disocia significativamente a temperaturas por encima de los
800degC y por consiguiente no se puede sinterizar directamente Sin embargo a lo largo de los uacuteltimos
antildeos se han desarrollado otros meacutetodos de fabricacioacuten delSi3N4Se han desarrollado cuatro procesos
principales para el nitruro de silicio procesos por reaccioacuten de unioacuten (RBSN) procesos de compacta-
cioacuten en caliente de nitruro de silicio (HPSN) proceso de nitruro de silicio sinterizado (SSN) proceso
de nitruro de silicio de compactacioacuten isostaacutetica en caliente (HIP-SN) En el proceso por reaccioacuten de
unioacuten un polvo compacto de silicio se nitrura en una corriente de gas nitroacutegeno Este proceso produ-
ce un Si3N4 microporoso y con moderadaresistencia
Propiedades de algunos ceraacutemicos de nitruro de silicio (TABLA 3)
RSBN SSN SIALON HIP-SN
Densidad Mgm3
27 33 33 33
Moacutedulo de Yung GPa
200 300 300 300
Resistencia en RT MPa
300+ 900+ 800+ 900++
Kic Mpam12
2 6 65 55-65
Desgaste por fatiga de contacto
NA Bajo Moderado Extremadamente bajo
Constante Dieleacutectrica a 1010Hz
6-7 65 hellip 65-75
$pieza de forma neta
El menor Medio Medio El mayor
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RSBN= Nitruro de Silicio con enlace por reaccioacuten
SSN= Nitruro de silicio sinterizado
HIP-SN= Nitruro de silicio Comprimido en caliente isostaacuteticamente + Flexioacuten en cuatro puntos ++ Traccioacuten directa
Carburo de silicio (SiC)Los ceraacutemicos de altas prestaciones del tipo SiC tiene propiedades muy
importantes ya que su dureza es elevada son inertes quiacutemicamente tiene buena resistencia a la
abrasioacuten y a la oxidacioacuten a altas temperaturas Sin embargo el SiC es relativamente quebradizo
por su baja resistencia al impacto y es difiacutecil producir piezas ceraacutemicas densas de grano fino Para
hacer carburo de silicio sinterizado por reaccioacuten se infiltra un polvo compacto de SiC y carbono
(grafito) con silicio fundido que reacciona con el carbono para formar SiC uniendo los granos
originales de SiC El proceso no puede continuarse hasta que todos los poros que se encuentran
entre los granos originales se llenen ya que el silicio debe ser capaz de infiltrarse Asiacute el produc-
to final contiene entre un 8 y un 20 de Si libre El SiC se puede sinterizar usando polvo de SiC
alfa de calidad adecuada sin aplicacioacuten de presioacuten externa si se antildeaden ayudas al sinterizado
Para el sinterizado sin presioacuten del SiC se utilizan comuacutenmente compuestos de boro y aluminio
Zirconio (ZrO2)La zirconita pura es polimorfa y experimenta transformaciones desde una es-
tructura tetragonal a otra monocliacutenica sobre los 1170degC acompantildeada de una expansioacuten de vo-
lumen y posible ruptura Sin embargo combinando ZrO2 con otros oacutexidos refractarios tales co-
mo CaO MgO e Y2O3 la estructura cuacutebica se puede estabilizar a temperatura ambiente y se han
encontrado algunas aplicaciones donde se requiere alta resistencia a impactos
LOS VIDRIOS DE LOS CERAMICOS
Un vidrio es un material ceraacutemico que se fabrica a partir de materiales inorgaacutenicos a altas tem-
peraturas Sin embargo se distingue de otros ceraacutemicos en que sus constituyentes se calientan
hasta la fusioacuten y despueacutes se enfriacutean hasta un estado riacutegido sin cristalizacioacuten Una de sus caracte-
riacutesticas es que tiene una estructura cristalina o amorfa Las moleacuteculas de vidrio no estaacuten coloca-
das en un orden repetitivo de largo alcance como en el caso de un soacutelido cristalino
Composicioacuten de los vidrios El vidrio de siacutelice fundido presenta una alta transmisioacuten espectral y
no estaacute sujeto a dantildeos de radiacioacuten que origina coloracioacuten en otros vidrios Es por tanto el vidrio
ideal para la luna de los vehiacuteculos espaciales y de tuacuteneles aerodinaacutemicos y para sistemas oacutepticos
en dispositivos espectrofotomeacutetricos Sin embargo los vidrios de siacutelice son caros y difiacuteciles de
procesar
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CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS Y QUIacuteMICAS DE LAS MATERIAS PRIMAS
Las importantes aplicaciones industriales de este grupo de minerales radican en sus propiedades
fiacutesico-quiacutemicas Dichas propiedades derivan principalmente de
Su extremadamente pequentildeo tamantildeo de partiacutecula (inferior a 2 mm)
Su morfologiacutea laminar (filosilicatos)
Las sustituciones isomoacuterficas que dan lugar a la aparicioacuten de carga en las laacuteminas
Por otra parte la existencia de carga en las laacuteminas se compensa como ya se ha citado con la
entrada en el espacio interlaminar de cationes deacutebilmente ligados y con estado variable de hi-
dratacioacuten que pueden ser intercambiados faacutecilmente mediante la puesta en contacto de la arci-
lla con una solucioacuten saturada en otros cationes a esta propiedad se la conoce como capacidad
de intercambio catioacutenico y es tambieacuten la base de multitud de aplicaciones industriales
Superficie especiacutefica La superficie especiacutefica o aacuterea superficial de una arcilla se define como el
aacuterea de la superficie externa maacutes el aacuterea de la superficie interna (en el caso de que esta exista)
de las partiacuteculas constituyentes por unidad de masa expresada en m2g Las arcillas poseen una
elevada superficie especiacutefica muy importante para ciertos usos industriales en los que la inter-
accioacuten soacutelido-fluido depende directamente de esta propiedad
A continuacioacuten se muestran algunos ejemplos de superficies especiacuteficas de arcillas
Caolinita de elevada cristalinidad hasta 15 m2g
Caolinita de baja cristalinidad hasta 50 m2g
Halloisita hasta 60 m2g
Illita hasta 50 m2g
Montmorillonita 80-300 m2g
Sepiolita 100-240 m2g
Paligorskita 100-200 m2g
Capacidad de Intercambio catioacutenico Es una propiedad fundamental de las esmectitas Son ca-
paces de cambiar faacutecilmente los iones fijados en la superficie exterior de sus cristales en los
espacios interlaminares o en otros espacios interiores de las estructuras por otros existentes en
las soluciones acuosas envolventes
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Sustituciones isomoacuterficas dentro de la estructura
Enlaces insaturados en los bordes y superficies externas
Disociacioacuten de los grupos hidroxilos accesibles
A continuacioacuten se muestran algunos ejemplos de capacidad de intercambio catioacutenico (en
meq100g)
Caolinita 3-5
Halloisita 10-40
Illita 10-50
Clorita 10-50
Vermiculita 100-200
Montmorillonita 80-200
Sepiolita-paligorskita 20-35
Los materiales primas de los ceraacutemicos son Minerales compuestos y elementos quiacutemicos forma-
dos mediante procesos inorgaacutenicos
Las propiedades de los minerales se estudian bajo las correspondientes divisiones mineralogiacutea
quiacutemica mineralogiacutea y fiacutesica
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PROCESO DE PRODUCCION
PROCESADO DE MATERIALES CERAacuteMICOS
Las ceraacutemicas no cristalinas (vidriosas) suelen ser formadas de fundiciones El vidrio es formado
por cualquiera de los siguientes meacutetodos soplado prensado laminado estirado colado o flota-
do y galvanizado
Los materiales ceraacutemicos cristalinos no son susceptibles de un variado rango de procesado Los
meacutetodos empleados para su manejo tienden a fallar en una de dos categoriacuteas -hacer ceraacutemica
en la forma deseada pro reaccioacuten in situ o por formacioacuten de polvos en la forma deseada y lue-
go sinterizados para formar un cuerpo soacutelido Algunos meacutetodos usados son un hiacutebrido de los dos
meacutetodos mencionados
Manufactura in situ
El uso maacutes comuacuten de este meacutetodo es en la produccioacuten de cemento y concreto Aquiacute los abrasi-
vos deshidratados son mezclados con agua Esto da comienzo a las reacciones de la hidratacioacuten
las cuales resultan en cristales grandes interconectados formaacutendose alrededor de los agregados
Pasado un tiempo esto resulta en una ceraacutemica soacutelida
El mayor problema con este meacutetodo es que la mayoriacutea de las reacciones son tan raacutepidas que no
es posible hacer una buena mezcla lo que tiende a impedir la construccioacuten en gran escala Sin
embargo los sistemas a pequentildea escala pueden ser realizados mediante teacutecnicas de depoacutesito
en donde los diferentes materiales son introducidos sobre un sustrato donde se produce la
reaccioacuten y la ceraacutemica se forma sobre este sustrato
Conformado de los polvos
El objetivo principal del conformado es dar forma y consistencia a la masa de polvos que deacute lugar
a un aumento de la densidad y por lo tanto a una mejora de las propiedades mecaacutenicas Existen
dos formas de realizar el conformado mediante la aplicacioacuten de presioacuten y temperaturas eleva-
das Con la aplicacioacuten de presioacuten y temperatura el proceso es similar a si no aplicaacutesemos altas
temperaturas pero obtenemos productos maacutes densos y homogeacuteneos a la vez que ahorramos
materias primas
Prensado uniaxial (en caliente o en friacuteo) Consiste en la aplicacioacuten de presioacuten en una uacutenica
direccioacuten hasta conseguir la compactacioacuten de los polvos ceraacutemicos La pieza asiacute conformada
tendraacute la forma de la matriz y las superficies con las que se aplica la presioacuten
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Prensado isostaacutetico en caliente o en friacuteo Consiste en compactar los polvos encerraacutendolos
hermeacuteticamente en moldes elaacutesticos tiacutepicamente de goma laacutetex o PVC aplicaacutendoles pre-
sioacuten hidrostaacutetica mediante un fluido que puede ser agua o aceite El fundamento de este
proceso es el Principio de Pascal de este modo conseguimos compactar uniformemente y
en todas las direcciones el material
Slip Casting Se fundamenta en el moldeo por barbotina de la ceraacutemica tradicional median-
te el cual obtenemos piezas de espesores pequentildeos utilizando moldes porosos
Meacutetodos basados en la sinterizacioacuten
Los principios de los meacutetodos basados en la sinterizacioacuten son sencillos Una vez que la materia
prima es acondicionada para su procesamiento (hornada) es introducida en el horno con lo que
el proceso de difusioacuten compacta a la materia prima
Los poros se achican resultando un producto maacutes denso y fuerte El quemado se hace a una
temperatura por debajo del punto de derretimiento de la ceraacutemica Siempre queda alguna poro-
sidad pero la verdadera ventaja de este meacutetodo es que la hornada puede ser producida de cual-
quier modo imaginable e incluso puede ser sinterizado Esto lo hace una ruta muy versaacutetil
Existen miles de posibles refinamientos de este proceso Algunos de los maacutes comunes involucran
presionar la hornada para darle la densidad la quema reduce el tiempo de sinterizacioacuten necesa-
rio A veces se antildeaden elementos orgaacutenicos junto a la hornada que son disueltos durante la
quema
Algunas veces se agregan lubricantes orgaacutenicos durante el proceso para incrementar la densi-
dad No es raro combinarlos agregando materia orgaacutenica y lubricantes a una hornada y luego
presionar (La formulacioacuten de estos aditivos quiacutemico orgaacutenicos es un arte en siacute mismo) Esto es
particularmente importante en la manufactura de ceraacutemica de alto rendimiento tales como las
usadas para la electroacutenica en condensadores inductores sensores etc
Puede realizarse una mezcla de componentes en vez de usar un solo polvo y luego verterlo en el
molde deseado dejaacutendolo secar y luego sinterizarlo De hecho en la alfareriacutea tradicional es he-
cho de esta forma usando una mezcla plaacutestica que es trabajada con las manos
Si una mezcla de materiales diferentes componentes es utilizada en una ceraacutemica algunas veces
la temperatura de sinterizacioacuten es mayor a la temperatura de fundicioacuten de alguno de sus com-
ponentes (fase liacutequida de sinterizacioacuten) Esto genera un periacuteodo maacutes corto de sinterizacioacuten com-
parado con el estado soacutelido sinterizado
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DESCRIPCIOacuteN DEL PROCESO DE PRODUCCIOacuteN
LA FABRICACIOacuteN
PROCESO Una vez que las materias primas que se procesan una serie de medidas llevaraacute a cabo
para obtener el producto terminado Estos pasos incluyen la dosificacioacuten mezcla y molienda
secado por aspersioacuten formando secado esmaltado y coccioacuten Muchos de estos pasos se reali-
zan ahora con equipos automatizados
De procesamiento por lotes Un caso de muchos productos de ceraacutemica incluyendo mosaico de
la composicioacuten corporal se determina por la cantidad y el tipo de materias primas Las materias
primas tambieacuten determinan el color del cuerpo del azulejo que puede ser rojo o blanco depen-
diendo de la cantidad de hierro que contienen materias primas empleadas Por lo tanto es im-
portante mezclar las cantidades correctas en conjunto para lograr las propiedades deseadas
Caacutelculos por lotes por tanto necesario que debe tener en cuenta tanto las propiedades fiacutesicas y
composicioacuten quiacutemica de las materias primas Una vez que el peso adecuado de cada materia
prima se determina las materias primas deben ser mezclados
Mezcla y molienda Una vez que los ingredientes se pesan que se suman en un mezclador de
shell mezclador de cinta o un mezclador intensivo Un mezclador de shell se compone de dos
cilindros unidos en forma de V que gira a caer y mezclar el material Un mezclador de cinta utili-
za aspas helicoidales y un mezclador intensivo utiliza haraacute raacutepidamente renovables Este paso
maacutes muele los ingredientes dando como resultado un tamantildeo de partiacutecula maacutes fina que mejora
el proceso de formacioacuten posterior (ver paso 4 a continuacioacuten)
A veces es necesario agregar agua para aumentar la mezcla de un lote con varios ingredientes
asiacute como para lograr la molienda fina Este proceso se denomina molienda huacutemeda y con fre-
cuencia se realiza mediante un molino de bolas El resultado lleno de agua mezcla que se llama
una papilla o deslizamiento El agua se extrae de la suspensioacuten pulsando filtro (que elimina el
40-50 por ciento de la humedad) seguida de molienda en seco
De secado por aspersioacuten Si la molienda huacutemeda es utilizada por primera vez el exceso de agua
suele ser removido a traveacutes de secado por aspersioacuten Esto implica el bombeo de la lechada con
un atomizador que consiste en un disco que gira raacutepidamente o la boquilla Las gotas de la hoja
se secan a medida que se calientan con una columna de aire ascendente caliente formando pe-
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quentildeos graacutenulos de libre movimiento que dan como resultado un polvo susceptible de confor-
macioacuten
Cuerpos de baldosas tambieacuten se puede preparar por molienda en seco seguido de granulacioacuten
Granulacioacuten se utiliza una maacutequina en la cual se mezcla la mezcla de material previamente seco
molido con agua para formar las partiacuteculas en graacutenulos que a su vez formar un polvo listo para
su formacioacuten
La formacioacuten La mayoriacutea de baldosas estaacute formada por prensado en seco En este meacutetodo el
polvo de flujo libre que contiene aglutinante orgaacutenico o un bajo porcentaje de humedad se deri-
va de una tolva en la matriz de la formacioacuten El material se comprime en una cavidad de acero
por eacutembolos de acero y luego es expulsado por el eacutembolo de la parte inferior Prensas automati-
zadas se utilizan para presiones de trabajo de hasta 2500 toneladas
Varios otros meacutetodos tambieacuten se utilizan en el cuerpo del azulejo estaacute en huacutemedo la forma maacutes
moldeable Extrusioacuten ademaacutes de perforacioacuten se utiliza para producir baldosas de forma irregu-
lar y maacutes delgada de baldosas maacutes raacutepida y econoacutemica Esto implica la compactacioacuten de una
masa de plaacutestico en el cilindro de presioacuten alta y obligando a que el material fluya hacia fuera de
la botella en las babosas cortoacute Estas balas son entonces un puntildeetazo en una o maacutes fichas con
troquelado hidraacuteulico o neumaacutetico
RAM presionando a menudo se utiliza para la baldosa muy perfilada Con este meacutetodo las bal-
dosas excluidas por el cuerpo del azulejo se presionan entre dos mitades de un molde duro o
porosa montada en una prensa hidraacuteulica El formoacute parte se elimina por la primera aplicacioacuten de
vaciacuteo a la mitad superior del molde para liberar la parte de la mitad inferior seguido forzando el
aire a traveacutes de la parte de arriba para liberar la parte superior El exceso de material debe ser
removido de la pieza y acabado adicional puede ser necesario
Otro proceso conocido como cristal de presioacuten se ha desarrollado recientemente Este proceso
combina el cristal y dar forma a la vez pulsando el esmalte (en forma de polvo atomizado) direc-
tamente en la matriz llena con el polvo del cuerpo de baldosas Las ventajas incluyen la elimina-
cioacuten de liacuteneas de esmaltado asiacute como el material de desecho cristales (llamados lodos) que se
produce con el meacutetodo convencional
El secado baldosas de ceraacutemica por lo general debe ser secado (con una humedad relativa alta)
despueacutes de la formacioacuten sobre todo si un meacutetodo huacutemedo se utiliza Secado lo que puede lle-
var varios diacuteas se quita el agua a una velocidad lo suficientemente lenta como para evitar las
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grietas por contraccioacuten Los secadores continuos o tuacuteneles que se utilizan son calentados con
gas o aceite laacutemparas de infrarrojos o energiacutea de microondas Secado por infrarrojos es maacutes
adecuado para baldosas finas mientras secado por microondas que funciona mejor para maacutes
gruesa de baldosas Otro meacutetodo el secado impulso utiliza pulsos de aire caliente que fluye en
la direccioacuten transversal en vez de manera continua en la direccioacuten del flujo de materiales
Acristalamiento Para preparar el glaseado los mismos meacutetodos que para el cuerpo del azulejo
Despueacutes de una formulacioacuten de lotes se calcula las materias primas se pesan se mezclan y seco
o huacutemedo molido Los esmaltes molidos se aplican mediante uno de los meacutetodos disponibles
En el acristalamiento de centriacutefuga o arado de discos el esmalte se alimenta a traveacutes de un disco
giratorio que arroja o lanza el esmalte en el azulejo En el meacutetodo de la campana cascada una
corriente de barniz se cae en el azulejo al pasar sobre una cinta transportadora por debajo A
veces el esmalte es simplemente rociado en Para aplicaciones de esmalte muacuteltiples impresioacuten
en pantalla por debajo o entre las baldosas que se han mojado cristal se utiliza En este proce-
so esmalte es forzada a traveacutes de una pantalla por una rasqueta de goma u otro dispositivo
Acristalamiento en seco tambieacuten se estaacute utilizando Esto implica la aplicacioacuten de polvos fritas
trituradas (materiales de vidrio) y esmaltes granulada en una superficie de baldosas mojadas
acristalamiento Despueacutes de la coccioacuten las partiacuteculas de esmalte se funden entre siacute para produ-
cir una superficie como el granito
Disparo Despueacutes de cristal el azulejo se debe calentar intensamente para fortalecerlo y darle la
porosidad deseada Hay dos tipos de hornos o Despueacutes de la formacioacuten el archivo se seca poco
a poco (durante varios diacuteas) y con una humedad alta para evitar el agrietamiento y la contrac-
cioacuten A continuacioacuten el barniz se aplica a continuacioacuten el azulejo se cuece en un horno o estu-
fa Aunque algunos tipos de baldosas requiere un proceso de coccioacuten en dos etapas huacutemedo
molido baldosas se dispara una sola vez a una temperatura de 2000 grados Fahrenheit o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten el azulejo es empacado y enviado
Los hornos se utilizan para la coccioacuten de baldosas Azulejo de la pared o azulejo que es prepa-
rado por molienda en seco en lugar de molienda huacutemeda requiere generalmente un proceso de
dos pasos En este proceso el azulejo pasa a traveacutes de un disparo de baja temperatura llamada
sopa de fuego antes de acristalamiento Este paso elimina los volaacutetiles de la materia y la mayor
parte o la totalidad de la contraccioacuten El cuerpo y el esmalte luego se disparoacute en un proceso lla-
mado despido glost Tanto los procesos de coccioacuten tienen lugar en un tuacutenel o un horno conti-
nuo que consta de una caacutemara a traveacutes del cual poco a poco el software se trasladoacute en un
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transportador de rollos de refractarios estantes construidos con materiales que son resistentes a
temperaturas altas o en contenedores denominados gacetas Coccioacuten en un horno tuacutenel puede
tomar de dos a tres diacuteas con temperaturas alrededor de disparar 2372 grados Fahrenheit
(1300 grados Celsius)
Para el azulejo que soacutelo requiere un uacutenico disparo por lo general de baldosas que se prepara por
viacutea huacutemeda de rodillos para moler los hornos se utilizan generalmente Estos hornos se mueven
las mercanciacuteas de un transportador de rodillos y no necesitan muebles horno tales como blo-
ques o gacetas Los tiempos de encender en los hornos de rodillos pueden ser tan bajos como
60 minutos con temperaturas de coccioacuten alrededor de 2102 grados Fahrenheit (1150 grados
Celsius) o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten y las pruebas el azulejo estaacute listo para ser empaquetados y enviados
Subproductos Una variedad de contaminantes se generan durante las etapas de fabricacioacuten
diferentes estas emisiones deben ser controladas para cumplir con las normas de control de
aire Entre los contaminantes que produce en la fabricacioacuten de baldosas estaacuten compuestos de
fluacuteor y el plomo que se producen durante la coccioacuten y vidriado Los compuestos de plomo se
han reducido significativamente con el reciente desarrollo de esmaltes sin plomo o de bajo plo-
mo Las emisiones de fluacuteor pueden ser controladas con los depuradores los dispositivos de ae-
rosol que baacutesicamente los gases con agua para eliminar los contaminantes dantildeinos Tambieacuten
se puede controlar con procesos en seco como los filtros de tela recubierta con cal Esta cal
puede ser reciclada como materia prima para el azulejo en el futuro
La industria del azulejo es tambieacuten el desarrollo de procesos para reciclar las aguas residuales y
lodos generados durante el mecanizado automaacutetico vidrios y el secado por atomizacioacuten Ya
que algunas plantas de reciclaje el exceso de polvo generado durante el prensado en seco asiacute
como el rociacuteo producido durante el acristalamiento Residuos de barniz y teja rechazoacute tambieacuten
se devuelven al proceso de preparacioacuten del cuerpo para su reutilizacioacuten
Control de calidad La mayoriacutea de fabricantes de baldosas utilizan ahora el control estadiacutestico de
procesos (SPC) para cada paso del proceso de fabricacioacuten Muchos de ellos tambieacuten trabajan
estrechamente con sus proveedores de materia prima para asegurar que se cumplan las especi-
ficaciones antes de que el material se utilice Control estadiacutestico del proceso consiste en las car-
tas que se utilizan para controlar diversos paraacutemetros de procesamiento tales como el tamantildeo
de las partiacuteculas el tiempo de molienda la temperatura de secado y el tiempo presioacuten de com-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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pactacioacuten dimensiones despueacutes del prensado la densidad la temperatura de coccioacuten y el tiem-
po y similares Estas cartas identificar problemas con el equipo fuera de las condiciones de
especificacioacuten y ayudar a mejorar el rendimiento antes de que el producto final esteacute terminado
El producto final debe cumplir con ciertas especificaciones en relacioacuten con propiedades fiacutesicas y
quiacutemicas Estas propiedades estaacuten determinados por las pruebas estaacutendar establecido por la
Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM) Propiedades medidas incluyen resistencia
mecaacutenica resistencia de abrasioacuten resistencia quiacutemica absorcioacuten de agua su estabilidad dimen-
sional resistencia al hielo y el coeficiente de expansioacuten teacutermica lineal Maacutes recientemente el
antideslizante que se puede determinar midiendo el coeficiente de friccioacuten se ha convertido en
una preocupacioacuten Sin embargo no existe una norma se ha establecido todaviacutea porque otros
factores (tales como el disentildeo del suelo y el cuidado apropiados) puede hacer que los resultados
sin sentido
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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APLICACIOacuteN EN LA ETAPA DE CONSTRUCCION YO POST-CONSTRUCCION
Su uso inicial fue fundamentalmente la elaboracioacuten de recipientes empleados para contener
alimentos o bebidas Maacutes adelante se utilizoacute para modelar figurillas de posible caraacutecter simboacuteli-
co maacutegico religioso o funerario Tambieacuten se empleoacute como material de construccioacuten en forma
de ladrillo teja baldosa o azulejo conformando muros o revistiendo paramentos La teacutecnica del
vidriado le proporcionoacute gran atractivo se utilizoacute tambieacuten en escultura Actualmente tambieacuten se
emplea como aislante eleacutectrico y teacutermico en hornos motores y en blindaje
Ceraacutemicas se utilizan en la fabricacioacuten de cuchillos La hoja del cuchillo de ceraacutemica perma-
neceraacute fuerte por mucho maacutes tiempo que el de un cuchillo de acero a pesar de que es maacutes
fraacutegil que se abrocha por la caiacuteda sobre una superficie dura
Ceraacutemicas como aluacutemina y carburo de boro se han utilizado en baliacutestica chalecos blindados
para repeler gran calibre rifle de fuego Dichas placas se conocen comuacutenmente como de
armas pequentildeas inserciones de proteccioacuten (SAPI) Material similar se utiliza para proteger
las cabinas de algunos aviones militares debido a su bajo peso del material
Las bolas de ceraacutemica se puede utilizar para sustituir el acero en rodamientos de bolas Su
mayor dureza que significa que son mucho menos susceptibles al desgaste y puede ofrecer
maacutes de vida triple Tambieacuten se deforman menos en el sentido de carga que tienen menos
contacto con las paredes de retencioacuten del rodamiento y puede rodar maacutes raacutepido En las
aplicaciones de muy alta velocidad el calor de la friccioacuten durante la rodadura puede causar
problemas para los rodamientos de metal los problemas que se reducen por el uso de la ce-
raacutemica La ceraacutemica es tambieacuten maacutes resistente a los quiacutemicos y puede utilizarse en ambien-
tes huacutemedos donde los rodamientos de acero se oxidaban El mayor inconveniente de uti-
lizar la ceraacutemica es un costo mucho maacutes elevado En muchos casos sus propiedades de ais-
lamiento eleacutectrico tambieacuten puede ser valiosa para los rodamientos
En la deacutecada de 1980 Toyota investigoacute la produccioacuten de una adiabaacutetica motor de ceraacutemica
que pueden funcionar a una temperatura de maacutes de 6000 deg F (3300 deg C) Motores ceraacutemicos
no necesitan un sistema de enfriamiento y por lo tanto permiten una importante reduccioacuten
de peso y la eficiencia de combustible por lo tanto mayor La eficiencia del combustible del
motor es tambieacuten maacutes alta a alta temperatura como se muestra por Carnot teorema En un
motor metaacutelico convencional mucha de la energiacutea liberada por el combustible debe ser di-
sipada como calor residual con el fin de evitar un colapso de las partes metaacutelicas A pesar
de todas estas propiedades deseables tales motores no estaacuten en produccioacuten ya que la fa-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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bricacioacuten de piezas de ceraacutemica de la precisioacuten necesaria y la durabilidad es difiacutecil Imper-
fecciones en la ceraacutemica lleva a las grietas que puede conducir a fallas en los equipos po-
tencialmente peligrosos Estos motores son posibles en el laboratorio pero la produccioacuten
en masa no es factible con la tecnologiacutea actual
Se estaacute trabajando en el desarrollo de piezas ceraacutemicas para turbinas de gas motores En
la actualidad incluso las hojas hechas de avanzadas aleaciones de metales utilizados en la
seccioacuten de los motores calientes requieren temperaturas de refrigeracioacuten y cuidadosos que
limitan la de Motores turbina hizo con ceraacutemicas podiacutea operar maacutes eficientemente dando
aviones mayor alcance y payload por un importe conjunto de combustible
Recientemente se han producido avances en la ceraacutemica que incluyen bio-ceraacutemica tales
como los implantes dentales y huesos sinteacuteticos hidroxiapatita el componente mineral na-
tural del hueso se ha hecho de forma sinteacutetica a partir de una serie de fuentes bioloacutegicas y
quiacutemicas y se pueden transformar en materiales ceraacutemicos Implantes ortopeacutedicos a partir
de estos bonos de materiales faacutecilmente a los tejidos oacuteseos y otras partes del cuerpo sin re-
chazo o reacciones inflamatorias Debido a esto son de gran intereacutes para la entrega de ge-
nes y la ingenieriacutea de tejidos andamios La mayoriacutea de la ceraacutemica de hidroxiapatita son
muy porosas y la falta de resistencia mecaacutenica y se utilizan para dispositivos ortopeacutedicos ca-
pa de metal para ayudar en la formacioacuten de un enlace con el hueso o como relleno oacuteseo
Tambieacuten se utilizan como relleno de tornillos ortopeacutedicos de plaacutestico para ayudar a reducir
la inflamacioacuten y aumentar la absorcioacuten de estos materiales de plaacutestico Se estaacute trabajando
para hacer fuerte y bien densa nano cristalina de materiales ceraacutemicos de hidroxiapatita pa-
ra dispositivos ortopeacutedicos que soportan peso en sustitucioacuten de metales y materiales plaacutes-
ticos extranjeros ortopeacutedico con un material sinteacutetico pero de origen natural mineral de los
huesos En uacuteltima instancia estos materiales ceraacutemicos se pueden utilizar como sustitutos
de hueso o con la incorporacioacuten de la proteiacutena colaacutegeno huesos sinteacuteticos
Ceraacutemica de alta tecnologiacutea se utiliza en relojeriacutea para la produccioacuten de cajas de relojes El
material se valora por los relojeros por su ligereza resistencia al rayado resistencia y tacto
suave CBI es una de las marcas que ha iniciado el uso de la ceraacutemica en la relojeriacutea El caso
de la CBI edicioacuten 2007 de Top Gun de la Vigilancia de la Pilot cronoacutegrafo doble se hace a
mano en ceraacutemica de alta tecnologiacutea negro
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Revestimiento con ceraacutemico Las ceraacutemicas se
comercializan clasificadas con un nuacutemero de
tono cuando compre las cajas verifique una por
una para evitar contratiempos a la hora de su
colocacioacuten
Para lograr el equilibrio de coloracioacuten es aconse-
jable mezclar las piezas antes de su colocacioacuten
En este sentido vaya sacando una ceraacutemica de cada caja y coloacutequelas en este orden ya que
siempre existe una pequentildea variacioacuten de matiz de una caja a otra pero que no se notaraacute cuando
se hallen instaladas En cuanto a los sistemas de colocacioacuten existen dos alternativas el sistema
mortero tradicional (praacutecticamente en desuso) y el sistema de capa fina El primero requiere
sumergir la ceraacutemica en agua limpia durante unos minutos como paso previo a su colocacioacuten Si
opta por este meacutetodo recuerde que la ceraacutemica no debe introducirse en el agua con su envase
de cartoacuten ya que podriacutea mancharse como consecuencia de la accioacuten de la tinta del envoltorio o
de la oxidacioacuten de los ganchos de cierre En este sistema es imprescindible tambieacuten mojar los
revoques de los muros y las carpetas de los pisos
Si emplea el segundo sistema que se trabaja sobre la base de un adhesivo cementicio no seraacute
necesario mojar la ceraacutemica ni los revoques No obstante independientemente del meacutetodo de
colocacioacuten utilizado usted deberaacute verificar que las ceraacutemicas esteacuten libres de polvo antes de su
instalacioacuten
En el piso no soacutelo deberaacute tener en cuenta la junta entre una ceraacutemica y otra sino tambieacuten una
separacioacuten perimetral que para superficies pequentildeas debe llegar a los 15 miliacutemetros
Las juntas entre ceraacutemicas deben sellarse con cemento Portland mezclado con arena marmolina
o cuarzo molido Si quiere dar color a la junta recuerde que no es conveniente utilizar colorantes
hidrosolubles como oacutexido de hierro o negro de humo porque pueden manchar la ceraacutemica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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EMPRESAS NACIONALES QUE PRODUCEN DICHOS PRODUCTOS
Las Compantildeiacutea Ceraacutemica o empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y pisos ceraacutemicos han tenido
como objetivo de mejorar la calidad de informacioacuten minimizar esfuerzos y recursos reducir costos y
brindar un mejor servicio al cliente que quiere adquirir estos productos para ello tenemos algunas
empresas nacionales descritos en esta investigacioacuten
COMPANtildeIacuteA DE CERAacuteMICA SA CELIMA
Es empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y
pisos ceraacutemicos desde 1982Ceraacutemica Lima SA
ldquoCelimardquo es una empresa cimentada en la tradicioacuten
milenaria de las culturas Nazca Moche y Chaviacuten para
el dominio de la ceraacutemica cuenta con personal alta-
mente calificado y tecnologiacutea de punta que le ha permitido ingresar a los mercados maacutes exigentes
del mundo tales como la Comunidad Econoacutemica Europea Estados Unidos Canadaacute Australia Centro
Ameacuterica y Sud-Ameacuterica Actualmente CELIMA tiene una capacidad de produccioacuten mensual de
1rsquo100000 m2 entre azulejos y pisos ceraacutemicos
CERAacuteMICA SAN LORENZO ndash PERUacute inicia la
construccioacuten de su planta en mayo de 1999
con los maacutes altos estaacutendares de seguridad
ambiental y tecnologiacutea italiana de vanguardia
Con una inversioacuten inicial de 17 millones de
doacutelares iniciaacutendose con una produccioacuten mensual de 200000 m2 de revestimiento ceraacutemico
para pisos
Antildeo y medio despueacutes amplia su capacidad productiva eacutesta se incrementa a 440000 m2 al
mes innovando en la produccioacuten del Revestimiento Ceraacutemico de Pared permitiendo asiacute
abastecer la demanda insatisfecha de los revestimientos de Pared que no disponiacutea ante-
riormente con una inversioacuten aproximada de 10 millones de doacutelares
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Luego con el objetivo de desarrollar un mercado de exportacioacuten a Estados Unidos donde el gru-
po ha iniciado operaciones a traveacutes de Ceraacutemica San Lorenzo INC (USA) se invierte en una
nueva liacutenea de esmaltado otorgaacutendole asiacute flexibilidad a la produccioacuten siendo eacutesta una alternativa
de disminucioacuten de tiempo en el cambio de producto y se suma a ella la reduccioacuten de ciclos de
proceso de coccioacuten aumentando asiacute la velocidad de la produccioacuten llegando a producir 620000
m2 mensuales
Tambieacuten dentro de los proyectos importantes tenemos el montaje y puesta en marcha de la
planta de productos de tercer fuego los cuales complementan nuestra liacutenea actual de revesti-
mientos Liacutenea de alto perfil desarrollar una serie de piezas especiales como son zoacutecalos liacutestelos
en sus distintas medidas insertos tacos etc
Debido al sostenido aumento de las ventas y con el fin de obtener el liderazgo en el mercado del
ceraacutemico actualmente Ceraacutemica San Lorenzo a incrementado su capacidad de produccioacuten con
una inversioacuten de 12 millones de doacutelares en una ampliacioacuten de planta de 420000 m2 de ceraacutemi-
cos mensuales bajo el concepto de ldquoalta productividadrdquo considerando en el proceso de produc-
cioacuten la molienda de arcillas por viacutea seca ahorrando asiacute gas natural y energiacutea eleacutectrica
Hoy Ceraacutemica San Lorenzo logra ofrecer una amplia gama de productos ceraacutemicos de alta cali-
dad con una produccioacuten superior al milloacuten de metros cuadrados
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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CONCLUSIONES
Se logro obtener la mayor y suficiente informacioacuten acerca del tema pisos ceraacutemicos y mayoacute-
licas
Se logro obtener conocimiento del tema a presentar en este trabajo ldquopisos ceraacutemicos y ma-
yoacutelicasrdquo ya que este tema en discusioacuten es de mucha importancia para nuestra carrera profe-
sional
Se logro obtener la informacioacuten suficiente del tema en investigacioacuten estructurado en los
siguientes apartados descripcioacuten del producto descripcioacuten de las materias primas proceso
de produccioacuten aplicacioacuten en la etapa de construccioacuten yo post-construccioacuten empresas na-
cionales que producen
Los ceraacutemicos son muy importante y aportan al desarrollo y a la comodidad de la humani-
dad asiacute como para la ingenieriacutea es muy importante ya que aporta a los acabados en cons-
trucciones
Por el presente trabajo de investigacioacuten se adquirioacute nuevos conocimientos en cuanto al ma-
terial llamado pisos ceraacutemicos y mayoacutelicas
Aprendimos cuales son los materias primas para la fabricacioacuten de las ceraacutemicas
Aprendimos las aplicaciones en la construccioacuten y en la post construccioacuten
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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RECOMENDACIONES
Se recomienda el uso adecuado y mesurado de la informacioacuten en investigacioacuten
Es maacutes factible hacer trabajos de investigacioacuten de materiales ya conocidos y comunes que
se usan en el proceso de construccioacuten y post construccioacuten
Los integrantes del grupo deben trabajar adecuadamente y con seriedad para que no se
produzca mayor y aprender a trabajar en equipo
Este trabajo fue realizado con mucho esmero y dedicacioacuten ya que el tema en investigacioacuten
es muy importante para nuestra carrera profesional
Observar y realizar un resumen de la informacioacuten recabada de acuerdo al tema en investi-
gacioacuten asiacute como recabar nueva y reciente informacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten tomar maacutes implicancia y verificar los avances de los
trabajos de investigacioacuten y detallar las dificultades de cada grupo asiacute como los errores y asiacute
realizar un mejor u buen trabajo de investigacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten organizar de mejor manera a los alumnos para una
buena y mejor elaboracioacuten de los trabajos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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BIBLIOGRAFIA
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Introduccioacuten a la ciencia e ingenieriacutea de los materiales WD Callister
Materiales Estructura propiedades y aplicaciones Saja Saez ndash Rodriacuteguez Perez ndash Rodriacuteguez
Mendez
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ANEXOS
Pisos ceraacutemicos en viviendas
Pisos ceraacutemicos en sshh
Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
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Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
Pisos ceraacutemicos en Inst Puacuteblicos
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En el siacutelice el enlace covalente requiere que los aacutetomos de silicio tengan junto 4 aacutetomos de oxiacute-
geno creando asiacute una estructura tetraeacutedrica esta es la unidad estructural fundamental del siacutelice
de las arcillas y de silicatos viacutetreos
Los compuestos de silicatos forman una serie de soluciones soacutelidas conocidas como olivinos y
orto silicatos
La composicioacuten de Estructuras laminares
Cuando la relacioacuten O resulta en la foacutermula
Si2O3
Los tetraedros se combinan para formar estructuras laminares en una formacioacuten ideal 3 aacuteto-
mos de oxiacutegeno formando un patroacuten hexagonal La caolinita que es una arcilla comuacuten estaacute com-
puesta por laacuteminas de silicato enlazadas ioacutenicamente a una hoja compuesta por ciertos grupos
las arcillas son componentes importantes de muchos ceraacutemicos
La composicioacuten de Siacutelice
Conforme incrementa la temperatura el siacutelice cambia de cuarzo alfa a cuarzo beta a tridimita
beta a cristobalita beta y a liacutequido la transformacioacuten de cuarzo alfa a beta crea un cambio de
dimensioacuten en el siacutelice acompantildeado por esfuerzos altos e incluso por agrietamiento
CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS Y QUIacuteMICAS DE LOS CERAacuteMICOS
Es necesario conocer las caracteriacutesticas fiacutesicas y quiacutemicas de los materiales riacutegidos modulares
tanto para discriminar la calidad de unos productos respecto de otros como para poder deducir
su adecuacioacuten al uso en funcioacuten de las exigencias previstas o previsibles en el lugar de destino
Para todos los materiales riacutegidos modulares destinados a un recubrimiento debemos tomar en
consideracioacuten caracteriacutesticas relacionadas con
Las caracteriacutesticas asociadas a cada grupo deben disponer de meacutetodos de ensayo normalizados o
al menos reconocidos en reglamentos nacionales y ello no siempre es posible pues las normas
de producto soacutelo contemplan aquellas caracteriacutesticas seleccionadas por los fabricantes como
fundamentales para sus fines empresariales
Podemos citar como caracteriacutesticas especiales
La resistencia a la corrosioacuten en niebla salina (seguacuten ISO 9227)
El comportamiento en atmoacutesfera de SO2 (seguacuten UNE-EN ISO 6988)
La permeabilidad frente a la lluvia (medida seguacuten BS431 Apeacutendice A)
La conductividad eleacutectrica
La resistencia al crecimiento de moho
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Las tres primeras suelen considerarse en materiales destinados a revestimientos exteriores la
cuarta en solados y alicatados que precisen equipotencial dad eleacutectrica o un nivel de conducti-
vdad eleacutectrica que permita evacuar a tierra cargas electrostaacuteticas que pueden generar explosio-
nes o incendio
Normales teacutecnicas
Las normas Teacutecnicas establecen los niveles de calidad y seguridad y son un medio oacuteptimo para
facilitar la transparencia en el mercado y en elemento fundamental para competir
Por este motivo el CID del INDECOPI contribuye a la mejora de la Competitividad - Paiacutes ponien-
do a disposicioacuten de las empresas Pymes consultores estudiantes y ciudadaniacutea en general el
ldquoCATAacuteLOGO DE NORMAS TEacuteCNICAS PERUANAS SOBRE PRODUCTOS CERAacuteMICOS PARA EDIFICA-
CIOacuteNrdquo aprobadas por el Indecopi a traveacutes de la Comisioacuten de Normalizacioacuten y de Fiscalizacioacuten de
Barreras Comerciales No Arancelarias La presentacioacuten del cataacutelogo es amigable y de faacutecil ubica-
cioacuten estaacute clasificada por aacutereas temaacuteticas de acuerdo a la Clasificacioacuten Internacional de Normas y
dentro de estas en orden correlativo por coacutedigo de NTP con un resumen del contenido de la
misma
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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DESCRIPCION DE LAS MATERIAS PRIMAS
MATERIAS PRIMAS PARA LA CONSTRUCCIOacuteN DE CERAacuteMICAS En las ceraacutemicas tradicionales se utilizan materias primas de depoacutesitos naturales Arcillas feldespatos cuarzo estos son poco purificadas
La materia prima es
La arcilla
El agua
La siacutelice
El plomo
El estantildeo
Se forman muacuteltiples fases en la coccioacuten Para cada composicioacuten se dan muchas aplicaciones En las ceraacutemicas teacutecnicas materias primas son de pureza alta y presentan fase uacutenica cada composi-cioacuten tiene una aplicacioacuten especificada Una pasta ceraacutemica baacutesicamente contiene
La arcilla estaacute constituida por agregados de silicatos de aluminio hidratados siendo blanca cuando es pura Surge de la descomposicioacuten de rocas que contienen feldespato originada en un proceso natural que dura decenas de miles de antildeos La foacutermula quiacutemica es Al2O3 middot 2SiO2 middot H2O
Feldespato Carbonato de calcio (caliza)La caliza es una roca sedimentaria porosa de origen quiacutemico formada mineraloacutegicamente por carbonatos La foacutermula de la caliza es CaMg(CO3)2
Chamota (residuo obtenido en el horno)
Chamota de ladrillo
Rotura cruda
Clasificacioacuten de la Arcilla
Las arcillas pueden clasificarse de acuerdo al proceso
geoloacutegico que las originoacute y a la ubicacioacuten del yacimiento en el que se encuentran Se puede re-
conocer
Arcilla primaria Se utiliza esta denominacioacuten cuando el yacimiento donde se encuentra es el
mismo lugar en donde se originoacute El caoliacuten es la uacutenica arcilla primaria conocida
Granulometriacutea Dentro de la clasificacioacuten granulomeacutetrica de las partiacuteculas del suelo las arcillas
ocupan el siguiente lugar
Feldespato
El feldespato es el mineral maacutes comuacuten sobre la
corteza terrestre iexclde manera que es muy posible
que lo encuentres entre las rocas que coleccionas
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Se encuentra en cada uno de los tres tipos de rocas pero es maacutes comuacuten encontrarlo en las
rocas iacutegneas intrusivas como el granito en donde los cristales son blancos o rosados Hay
diferentes tipos de feldespato
Las caracteriacutesticas de los dos tipos maacutes comunes se dan a continuacioacuten Excepto por su color
estos dos tipos comunes de feldespato son difiacuteciles de diferenciar El color puede ser de gran
ayuda pero hay que tener en cuenta que el mismo mineral puede tener colores diferentes
La mejor manera de diferenciar estos dos es mediante la observacioacuten de la superficie de los
cristales y ver si tienen estriaciones delgadas paralelas El feldespato de plagioclasa tiene
estriaciones y el feldespato ortoclase no tiene
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LAS MATERIAS PRIMAS
Algunos ceraacutemicos como la porcelana productos arcillosos estructurales y algunos componentes
electroacutenicos contienen una fase cristalina Durante el tratamiento a elevadas Temperaturas de este
tipo de materiales soacutelidos ceraacutemicos tiene lugar un proceso llamado Vitrificacioacuten por medio del cual
la fase cristalina se licuacutea y rellena los poros del material Esta Fase cristalina liacutequida puede reaccionar
con alguno de los soacutelidos restantes del material refractario Bajo enfriamiento la fase liquida solidifi-
ca para formar una matriz viacutetrea que une las partiacuteculas que no han fundido
CERAacuteMICOS TRADICIONALES
Los ceraacutemicos tradicionales estaacuten constituidos por tres
tipos baacutesicos
Arcilla siacutelice (siacutelex) y feldespato La arcilla estaacute com-
puesta principalmente por silicatos de Al hidratados
(Al2O3 Si O2 H20) con pequentildeas cantidades de otros
oacutexidos como TiO2 Fe2O3 MgO CaO Na2O K2O
En esta imagen podemos percibir la forma-
cioacuten de un cuello durante la sinterizacioacuten de
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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dos partiacuteculas pequentildeas La difusioacuten atoacutemica tiene lugar en la superficie de contacto y alarga el aacuterea
de contacto para formar un cuello
En al siguiente imagen observamos como al porosidad da frente al tiempo de compactos de MgO
dopados con un 02 en peso del CaO y sinterizado en aire estatico a 1330 y 1430 oC noacutetese que
una mayor temperatura de sinterizado produce una disminucioacuten maacutes raacutepida de la porosidad y un
nivel de porosidad maacutes bajo
La siacutelice (Si O2) Tambieacuten llamada Siacutelex o Cuarzo El feldespato potaacutesico que tiene la composicioacuten
baacutesica K2O Al2O3 6SiO2 se funde a bajas temperaturas y se transforma en vidrio cuando la mezcla
ceraacutemica se somete a alta temperatura y une los componentes refractarios
TABLA 1
CERAacuteMICOS DE INGENIERIacuteA
En contraste con los ceraacutemicos tradicionales que se basan principalmente en la arcilla los ceraacutemicos
teacutecnicos o de ingenieriacutea estaacuten constituidos por compuestos puros o casi puros principalmente oacutexidos
carburos o nitruros
TABLA 2
Tipo de pasta Caoliacuten Arcilla Plaacutestica
Feldespato Siacutelex Otros
Porcelana Dura 40 10 25 25
Art Aislantes Eleacutectricos 27 14 26 33
Art Sanitarios Viacutetreos 30 20 34 18
Aislantes Eleacutectricos 23 25 34 18
Tejas Viacutetreas 26 30 32 12
Porcelana Fina Semiviacutetrea 23 30 25 21
Porcelana inglesa 25 hellip 15 22
2CaC O3
Loza para hoteles 31 10 22 35
Porcelana dental
5 hellip 95
Alguno de los ceraacutemicos de ingenieriacutea maacutes importantes contienen compuestos como
Porcentaje en pesos de los oacutexidos principales
Tipo Al2O2 Si O2 Fe2O3 TiO2 CaO MgO Na2O K2O H20 Peacuterd por ignicioacuten
Caoliacuten 374 455 168 13 0004 003 0011 0005 139
Arc Plaacutestica de ten
309 54 074 15 014 02 045 072 hellip 114
Arc Plaacutestica de Ky
32 517 09 152 021 019 038 089 hellip 123
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Aluacutemina (Al2O3)
Nitruro de Silicio (Si3N4)
Carburo de silicio (SiC)
Zirconita (ZrO2) A continuacioacuten se ofrece una breve descripcioacuten de algunos compuestos procesos y aplica-
ciones de varios materiales ceraacutemicos importantes en ingenieriacutea
Aluacutemina (Al2O3)La aluacutemina se desarrolloacute originalmente para tubos refractarios y crisoles dealta
pureza de utilizacioacuten a elevadas temperaturas pero ahora tiene aplicaciones mucho maacutes variadas
Un ejemplo claacutesico de la utilizacioacuten de la aluacutemina es en materiales aislantes de las bujiacuteas El oacutexido de
aluminio se dopa con oacutexido de Mg se prensa en friacuteo y se sinteriza La aluacutemina se emplea frecuente-
mente para aplicaciones eleacutectricas de buena calidad donde se precisan bajas peacuterdidas dieleacutectricas y
alta resistividad
Nitruro de silicio (Si3N4)Los materiales ceraacutemicos con base de nitruro tienen una combinacioacuten
muy uacutetil de propiedades mecaacutenicas ingenieriles como resistencia razonable resistencia al impacto y
propiedades refractarias El Si3N4se disocia significativamente a temperaturas por encima de los
800degC y por consiguiente no se puede sinterizar directamente Sin embargo a lo largo de los uacuteltimos
antildeos se han desarrollado otros meacutetodos de fabricacioacuten delSi3N4Se han desarrollado cuatro procesos
principales para el nitruro de silicio procesos por reaccioacuten de unioacuten (RBSN) procesos de compacta-
cioacuten en caliente de nitruro de silicio (HPSN) proceso de nitruro de silicio sinterizado (SSN) proceso
de nitruro de silicio de compactacioacuten isostaacutetica en caliente (HIP-SN) En el proceso por reaccioacuten de
unioacuten un polvo compacto de silicio se nitrura en una corriente de gas nitroacutegeno Este proceso produ-
ce un Si3N4 microporoso y con moderadaresistencia
Propiedades de algunos ceraacutemicos de nitruro de silicio (TABLA 3)
RSBN SSN SIALON HIP-SN
Densidad Mgm3
27 33 33 33
Moacutedulo de Yung GPa
200 300 300 300
Resistencia en RT MPa
300+ 900+ 800+ 900++
Kic Mpam12
2 6 65 55-65
Desgaste por fatiga de contacto
NA Bajo Moderado Extremadamente bajo
Constante Dieleacutectrica a 1010Hz
6-7 65 hellip 65-75
$pieza de forma neta
El menor Medio Medio El mayor
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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RSBN= Nitruro de Silicio con enlace por reaccioacuten
SSN= Nitruro de silicio sinterizado
HIP-SN= Nitruro de silicio Comprimido en caliente isostaacuteticamente + Flexioacuten en cuatro puntos ++ Traccioacuten directa
Carburo de silicio (SiC)Los ceraacutemicos de altas prestaciones del tipo SiC tiene propiedades muy
importantes ya que su dureza es elevada son inertes quiacutemicamente tiene buena resistencia a la
abrasioacuten y a la oxidacioacuten a altas temperaturas Sin embargo el SiC es relativamente quebradizo
por su baja resistencia al impacto y es difiacutecil producir piezas ceraacutemicas densas de grano fino Para
hacer carburo de silicio sinterizado por reaccioacuten se infiltra un polvo compacto de SiC y carbono
(grafito) con silicio fundido que reacciona con el carbono para formar SiC uniendo los granos
originales de SiC El proceso no puede continuarse hasta que todos los poros que se encuentran
entre los granos originales se llenen ya que el silicio debe ser capaz de infiltrarse Asiacute el produc-
to final contiene entre un 8 y un 20 de Si libre El SiC se puede sinterizar usando polvo de SiC
alfa de calidad adecuada sin aplicacioacuten de presioacuten externa si se antildeaden ayudas al sinterizado
Para el sinterizado sin presioacuten del SiC se utilizan comuacutenmente compuestos de boro y aluminio
Zirconio (ZrO2)La zirconita pura es polimorfa y experimenta transformaciones desde una es-
tructura tetragonal a otra monocliacutenica sobre los 1170degC acompantildeada de una expansioacuten de vo-
lumen y posible ruptura Sin embargo combinando ZrO2 con otros oacutexidos refractarios tales co-
mo CaO MgO e Y2O3 la estructura cuacutebica se puede estabilizar a temperatura ambiente y se han
encontrado algunas aplicaciones donde se requiere alta resistencia a impactos
LOS VIDRIOS DE LOS CERAMICOS
Un vidrio es un material ceraacutemico que se fabrica a partir de materiales inorgaacutenicos a altas tem-
peraturas Sin embargo se distingue de otros ceraacutemicos en que sus constituyentes se calientan
hasta la fusioacuten y despueacutes se enfriacutean hasta un estado riacutegido sin cristalizacioacuten Una de sus caracte-
riacutesticas es que tiene una estructura cristalina o amorfa Las moleacuteculas de vidrio no estaacuten coloca-
das en un orden repetitivo de largo alcance como en el caso de un soacutelido cristalino
Composicioacuten de los vidrios El vidrio de siacutelice fundido presenta una alta transmisioacuten espectral y
no estaacute sujeto a dantildeos de radiacioacuten que origina coloracioacuten en otros vidrios Es por tanto el vidrio
ideal para la luna de los vehiacuteculos espaciales y de tuacuteneles aerodinaacutemicos y para sistemas oacutepticos
en dispositivos espectrofotomeacutetricos Sin embargo los vidrios de siacutelice son caros y difiacuteciles de
procesar
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS Y QUIacuteMICAS DE LAS MATERIAS PRIMAS
Las importantes aplicaciones industriales de este grupo de minerales radican en sus propiedades
fiacutesico-quiacutemicas Dichas propiedades derivan principalmente de
Su extremadamente pequentildeo tamantildeo de partiacutecula (inferior a 2 mm)
Su morfologiacutea laminar (filosilicatos)
Las sustituciones isomoacuterficas que dan lugar a la aparicioacuten de carga en las laacuteminas
Por otra parte la existencia de carga en las laacuteminas se compensa como ya se ha citado con la
entrada en el espacio interlaminar de cationes deacutebilmente ligados y con estado variable de hi-
dratacioacuten que pueden ser intercambiados faacutecilmente mediante la puesta en contacto de la arci-
lla con una solucioacuten saturada en otros cationes a esta propiedad se la conoce como capacidad
de intercambio catioacutenico y es tambieacuten la base de multitud de aplicaciones industriales
Superficie especiacutefica La superficie especiacutefica o aacuterea superficial de una arcilla se define como el
aacuterea de la superficie externa maacutes el aacuterea de la superficie interna (en el caso de que esta exista)
de las partiacuteculas constituyentes por unidad de masa expresada en m2g Las arcillas poseen una
elevada superficie especiacutefica muy importante para ciertos usos industriales en los que la inter-
accioacuten soacutelido-fluido depende directamente de esta propiedad
A continuacioacuten se muestran algunos ejemplos de superficies especiacuteficas de arcillas
Caolinita de elevada cristalinidad hasta 15 m2g
Caolinita de baja cristalinidad hasta 50 m2g
Halloisita hasta 60 m2g
Illita hasta 50 m2g
Montmorillonita 80-300 m2g
Sepiolita 100-240 m2g
Paligorskita 100-200 m2g
Capacidad de Intercambio catioacutenico Es una propiedad fundamental de las esmectitas Son ca-
paces de cambiar faacutecilmente los iones fijados en la superficie exterior de sus cristales en los
espacios interlaminares o en otros espacios interiores de las estructuras por otros existentes en
las soluciones acuosas envolventes
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Sustituciones isomoacuterficas dentro de la estructura
Enlaces insaturados en los bordes y superficies externas
Disociacioacuten de los grupos hidroxilos accesibles
A continuacioacuten se muestran algunos ejemplos de capacidad de intercambio catioacutenico (en
meq100g)
Caolinita 3-5
Halloisita 10-40
Illita 10-50
Clorita 10-50
Vermiculita 100-200
Montmorillonita 80-200
Sepiolita-paligorskita 20-35
Los materiales primas de los ceraacutemicos son Minerales compuestos y elementos quiacutemicos forma-
dos mediante procesos inorgaacutenicos
Las propiedades de los minerales se estudian bajo las correspondientes divisiones mineralogiacutea
quiacutemica mineralogiacutea y fiacutesica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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PROCESO DE PRODUCCION
PROCESADO DE MATERIALES CERAacuteMICOS
Las ceraacutemicas no cristalinas (vidriosas) suelen ser formadas de fundiciones El vidrio es formado
por cualquiera de los siguientes meacutetodos soplado prensado laminado estirado colado o flota-
do y galvanizado
Los materiales ceraacutemicos cristalinos no son susceptibles de un variado rango de procesado Los
meacutetodos empleados para su manejo tienden a fallar en una de dos categoriacuteas -hacer ceraacutemica
en la forma deseada pro reaccioacuten in situ o por formacioacuten de polvos en la forma deseada y lue-
go sinterizados para formar un cuerpo soacutelido Algunos meacutetodos usados son un hiacutebrido de los dos
meacutetodos mencionados
Manufactura in situ
El uso maacutes comuacuten de este meacutetodo es en la produccioacuten de cemento y concreto Aquiacute los abrasi-
vos deshidratados son mezclados con agua Esto da comienzo a las reacciones de la hidratacioacuten
las cuales resultan en cristales grandes interconectados formaacutendose alrededor de los agregados
Pasado un tiempo esto resulta en una ceraacutemica soacutelida
El mayor problema con este meacutetodo es que la mayoriacutea de las reacciones son tan raacutepidas que no
es posible hacer una buena mezcla lo que tiende a impedir la construccioacuten en gran escala Sin
embargo los sistemas a pequentildea escala pueden ser realizados mediante teacutecnicas de depoacutesito
en donde los diferentes materiales son introducidos sobre un sustrato donde se produce la
reaccioacuten y la ceraacutemica se forma sobre este sustrato
Conformado de los polvos
El objetivo principal del conformado es dar forma y consistencia a la masa de polvos que deacute lugar
a un aumento de la densidad y por lo tanto a una mejora de las propiedades mecaacutenicas Existen
dos formas de realizar el conformado mediante la aplicacioacuten de presioacuten y temperaturas eleva-
das Con la aplicacioacuten de presioacuten y temperatura el proceso es similar a si no aplicaacutesemos altas
temperaturas pero obtenemos productos maacutes densos y homogeacuteneos a la vez que ahorramos
materias primas
Prensado uniaxial (en caliente o en friacuteo) Consiste en la aplicacioacuten de presioacuten en una uacutenica
direccioacuten hasta conseguir la compactacioacuten de los polvos ceraacutemicos La pieza asiacute conformada
tendraacute la forma de la matriz y las superficies con las que se aplica la presioacuten
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Prensado isostaacutetico en caliente o en friacuteo Consiste en compactar los polvos encerraacutendolos
hermeacuteticamente en moldes elaacutesticos tiacutepicamente de goma laacutetex o PVC aplicaacutendoles pre-
sioacuten hidrostaacutetica mediante un fluido que puede ser agua o aceite El fundamento de este
proceso es el Principio de Pascal de este modo conseguimos compactar uniformemente y
en todas las direcciones el material
Slip Casting Se fundamenta en el moldeo por barbotina de la ceraacutemica tradicional median-
te el cual obtenemos piezas de espesores pequentildeos utilizando moldes porosos
Meacutetodos basados en la sinterizacioacuten
Los principios de los meacutetodos basados en la sinterizacioacuten son sencillos Una vez que la materia
prima es acondicionada para su procesamiento (hornada) es introducida en el horno con lo que
el proceso de difusioacuten compacta a la materia prima
Los poros se achican resultando un producto maacutes denso y fuerte El quemado se hace a una
temperatura por debajo del punto de derretimiento de la ceraacutemica Siempre queda alguna poro-
sidad pero la verdadera ventaja de este meacutetodo es que la hornada puede ser producida de cual-
quier modo imaginable e incluso puede ser sinterizado Esto lo hace una ruta muy versaacutetil
Existen miles de posibles refinamientos de este proceso Algunos de los maacutes comunes involucran
presionar la hornada para darle la densidad la quema reduce el tiempo de sinterizacioacuten necesa-
rio A veces se antildeaden elementos orgaacutenicos junto a la hornada que son disueltos durante la
quema
Algunas veces se agregan lubricantes orgaacutenicos durante el proceso para incrementar la densi-
dad No es raro combinarlos agregando materia orgaacutenica y lubricantes a una hornada y luego
presionar (La formulacioacuten de estos aditivos quiacutemico orgaacutenicos es un arte en siacute mismo) Esto es
particularmente importante en la manufactura de ceraacutemica de alto rendimiento tales como las
usadas para la electroacutenica en condensadores inductores sensores etc
Puede realizarse una mezcla de componentes en vez de usar un solo polvo y luego verterlo en el
molde deseado dejaacutendolo secar y luego sinterizarlo De hecho en la alfareriacutea tradicional es he-
cho de esta forma usando una mezcla plaacutestica que es trabajada con las manos
Si una mezcla de materiales diferentes componentes es utilizada en una ceraacutemica algunas veces
la temperatura de sinterizacioacuten es mayor a la temperatura de fundicioacuten de alguno de sus com-
ponentes (fase liacutequida de sinterizacioacuten) Esto genera un periacuteodo maacutes corto de sinterizacioacuten com-
parado con el estado soacutelido sinterizado
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DESCRIPCIOacuteN DEL PROCESO DE PRODUCCIOacuteN
LA FABRICACIOacuteN
PROCESO Una vez que las materias primas que se procesan una serie de medidas llevaraacute a cabo
para obtener el producto terminado Estos pasos incluyen la dosificacioacuten mezcla y molienda
secado por aspersioacuten formando secado esmaltado y coccioacuten Muchos de estos pasos se reali-
zan ahora con equipos automatizados
De procesamiento por lotes Un caso de muchos productos de ceraacutemica incluyendo mosaico de
la composicioacuten corporal se determina por la cantidad y el tipo de materias primas Las materias
primas tambieacuten determinan el color del cuerpo del azulejo que puede ser rojo o blanco depen-
diendo de la cantidad de hierro que contienen materias primas empleadas Por lo tanto es im-
portante mezclar las cantidades correctas en conjunto para lograr las propiedades deseadas
Caacutelculos por lotes por tanto necesario que debe tener en cuenta tanto las propiedades fiacutesicas y
composicioacuten quiacutemica de las materias primas Una vez que el peso adecuado de cada materia
prima se determina las materias primas deben ser mezclados
Mezcla y molienda Una vez que los ingredientes se pesan que se suman en un mezclador de
shell mezclador de cinta o un mezclador intensivo Un mezclador de shell se compone de dos
cilindros unidos en forma de V que gira a caer y mezclar el material Un mezclador de cinta utili-
za aspas helicoidales y un mezclador intensivo utiliza haraacute raacutepidamente renovables Este paso
maacutes muele los ingredientes dando como resultado un tamantildeo de partiacutecula maacutes fina que mejora
el proceso de formacioacuten posterior (ver paso 4 a continuacioacuten)
A veces es necesario agregar agua para aumentar la mezcla de un lote con varios ingredientes
asiacute como para lograr la molienda fina Este proceso se denomina molienda huacutemeda y con fre-
cuencia se realiza mediante un molino de bolas El resultado lleno de agua mezcla que se llama
una papilla o deslizamiento El agua se extrae de la suspensioacuten pulsando filtro (que elimina el
40-50 por ciento de la humedad) seguida de molienda en seco
De secado por aspersioacuten Si la molienda huacutemeda es utilizada por primera vez el exceso de agua
suele ser removido a traveacutes de secado por aspersioacuten Esto implica el bombeo de la lechada con
un atomizador que consiste en un disco que gira raacutepidamente o la boquilla Las gotas de la hoja
se secan a medida que se calientan con una columna de aire ascendente caliente formando pe-
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quentildeos graacutenulos de libre movimiento que dan como resultado un polvo susceptible de confor-
macioacuten
Cuerpos de baldosas tambieacuten se puede preparar por molienda en seco seguido de granulacioacuten
Granulacioacuten se utiliza una maacutequina en la cual se mezcla la mezcla de material previamente seco
molido con agua para formar las partiacuteculas en graacutenulos que a su vez formar un polvo listo para
su formacioacuten
La formacioacuten La mayoriacutea de baldosas estaacute formada por prensado en seco En este meacutetodo el
polvo de flujo libre que contiene aglutinante orgaacutenico o un bajo porcentaje de humedad se deri-
va de una tolva en la matriz de la formacioacuten El material se comprime en una cavidad de acero
por eacutembolos de acero y luego es expulsado por el eacutembolo de la parte inferior Prensas automati-
zadas se utilizan para presiones de trabajo de hasta 2500 toneladas
Varios otros meacutetodos tambieacuten se utilizan en el cuerpo del azulejo estaacute en huacutemedo la forma maacutes
moldeable Extrusioacuten ademaacutes de perforacioacuten se utiliza para producir baldosas de forma irregu-
lar y maacutes delgada de baldosas maacutes raacutepida y econoacutemica Esto implica la compactacioacuten de una
masa de plaacutestico en el cilindro de presioacuten alta y obligando a que el material fluya hacia fuera de
la botella en las babosas cortoacute Estas balas son entonces un puntildeetazo en una o maacutes fichas con
troquelado hidraacuteulico o neumaacutetico
RAM presionando a menudo se utiliza para la baldosa muy perfilada Con este meacutetodo las bal-
dosas excluidas por el cuerpo del azulejo se presionan entre dos mitades de un molde duro o
porosa montada en una prensa hidraacuteulica El formoacute parte se elimina por la primera aplicacioacuten de
vaciacuteo a la mitad superior del molde para liberar la parte de la mitad inferior seguido forzando el
aire a traveacutes de la parte de arriba para liberar la parte superior El exceso de material debe ser
removido de la pieza y acabado adicional puede ser necesario
Otro proceso conocido como cristal de presioacuten se ha desarrollado recientemente Este proceso
combina el cristal y dar forma a la vez pulsando el esmalte (en forma de polvo atomizado) direc-
tamente en la matriz llena con el polvo del cuerpo de baldosas Las ventajas incluyen la elimina-
cioacuten de liacuteneas de esmaltado asiacute como el material de desecho cristales (llamados lodos) que se
produce con el meacutetodo convencional
El secado baldosas de ceraacutemica por lo general debe ser secado (con una humedad relativa alta)
despueacutes de la formacioacuten sobre todo si un meacutetodo huacutemedo se utiliza Secado lo que puede lle-
var varios diacuteas se quita el agua a una velocidad lo suficientemente lenta como para evitar las
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grietas por contraccioacuten Los secadores continuos o tuacuteneles que se utilizan son calentados con
gas o aceite laacutemparas de infrarrojos o energiacutea de microondas Secado por infrarrojos es maacutes
adecuado para baldosas finas mientras secado por microondas que funciona mejor para maacutes
gruesa de baldosas Otro meacutetodo el secado impulso utiliza pulsos de aire caliente que fluye en
la direccioacuten transversal en vez de manera continua en la direccioacuten del flujo de materiales
Acristalamiento Para preparar el glaseado los mismos meacutetodos que para el cuerpo del azulejo
Despueacutes de una formulacioacuten de lotes se calcula las materias primas se pesan se mezclan y seco
o huacutemedo molido Los esmaltes molidos se aplican mediante uno de los meacutetodos disponibles
En el acristalamiento de centriacutefuga o arado de discos el esmalte se alimenta a traveacutes de un disco
giratorio que arroja o lanza el esmalte en el azulejo En el meacutetodo de la campana cascada una
corriente de barniz se cae en el azulejo al pasar sobre una cinta transportadora por debajo A
veces el esmalte es simplemente rociado en Para aplicaciones de esmalte muacuteltiples impresioacuten
en pantalla por debajo o entre las baldosas que se han mojado cristal se utiliza En este proce-
so esmalte es forzada a traveacutes de una pantalla por una rasqueta de goma u otro dispositivo
Acristalamiento en seco tambieacuten se estaacute utilizando Esto implica la aplicacioacuten de polvos fritas
trituradas (materiales de vidrio) y esmaltes granulada en una superficie de baldosas mojadas
acristalamiento Despueacutes de la coccioacuten las partiacuteculas de esmalte se funden entre siacute para produ-
cir una superficie como el granito
Disparo Despueacutes de cristal el azulejo se debe calentar intensamente para fortalecerlo y darle la
porosidad deseada Hay dos tipos de hornos o Despueacutes de la formacioacuten el archivo se seca poco
a poco (durante varios diacuteas) y con una humedad alta para evitar el agrietamiento y la contrac-
cioacuten A continuacioacuten el barniz se aplica a continuacioacuten el azulejo se cuece en un horno o estu-
fa Aunque algunos tipos de baldosas requiere un proceso de coccioacuten en dos etapas huacutemedo
molido baldosas se dispara una sola vez a una temperatura de 2000 grados Fahrenheit o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten el azulejo es empacado y enviado
Los hornos se utilizan para la coccioacuten de baldosas Azulejo de la pared o azulejo que es prepa-
rado por molienda en seco en lugar de molienda huacutemeda requiere generalmente un proceso de
dos pasos En este proceso el azulejo pasa a traveacutes de un disparo de baja temperatura llamada
sopa de fuego antes de acristalamiento Este paso elimina los volaacutetiles de la materia y la mayor
parte o la totalidad de la contraccioacuten El cuerpo y el esmalte luego se disparoacute en un proceso lla-
mado despido glost Tanto los procesos de coccioacuten tienen lugar en un tuacutenel o un horno conti-
nuo que consta de una caacutemara a traveacutes del cual poco a poco el software se trasladoacute en un
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transportador de rollos de refractarios estantes construidos con materiales que son resistentes a
temperaturas altas o en contenedores denominados gacetas Coccioacuten en un horno tuacutenel puede
tomar de dos a tres diacuteas con temperaturas alrededor de disparar 2372 grados Fahrenheit
(1300 grados Celsius)
Para el azulejo que soacutelo requiere un uacutenico disparo por lo general de baldosas que se prepara por
viacutea huacutemeda de rodillos para moler los hornos se utilizan generalmente Estos hornos se mueven
las mercanciacuteas de un transportador de rodillos y no necesitan muebles horno tales como blo-
ques o gacetas Los tiempos de encender en los hornos de rodillos pueden ser tan bajos como
60 minutos con temperaturas de coccioacuten alrededor de 2102 grados Fahrenheit (1150 grados
Celsius) o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten y las pruebas el azulejo estaacute listo para ser empaquetados y enviados
Subproductos Una variedad de contaminantes se generan durante las etapas de fabricacioacuten
diferentes estas emisiones deben ser controladas para cumplir con las normas de control de
aire Entre los contaminantes que produce en la fabricacioacuten de baldosas estaacuten compuestos de
fluacuteor y el plomo que se producen durante la coccioacuten y vidriado Los compuestos de plomo se
han reducido significativamente con el reciente desarrollo de esmaltes sin plomo o de bajo plo-
mo Las emisiones de fluacuteor pueden ser controladas con los depuradores los dispositivos de ae-
rosol que baacutesicamente los gases con agua para eliminar los contaminantes dantildeinos Tambieacuten
se puede controlar con procesos en seco como los filtros de tela recubierta con cal Esta cal
puede ser reciclada como materia prima para el azulejo en el futuro
La industria del azulejo es tambieacuten el desarrollo de procesos para reciclar las aguas residuales y
lodos generados durante el mecanizado automaacutetico vidrios y el secado por atomizacioacuten Ya
que algunas plantas de reciclaje el exceso de polvo generado durante el prensado en seco asiacute
como el rociacuteo producido durante el acristalamiento Residuos de barniz y teja rechazoacute tambieacuten
se devuelven al proceso de preparacioacuten del cuerpo para su reutilizacioacuten
Control de calidad La mayoriacutea de fabricantes de baldosas utilizan ahora el control estadiacutestico de
procesos (SPC) para cada paso del proceso de fabricacioacuten Muchos de ellos tambieacuten trabajan
estrechamente con sus proveedores de materia prima para asegurar que se cumplan las especi-
ficaciones antes de que el material se utilice Control estadiacutestico del proceso consiste en las car-
tas que se utilizan para controlar diversos paraacutemetros de procesamiento tales como el tamantildeo
de las partiacuteculas el tiempo de molienda la temperatura de secado y el tiempo presioacuten de com-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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pactacioacuten dimensiones despueacutes del prensado la densidad la temperatura de coccioacuten y el tiem-
po y similares Estas cartas identificar problemas con el equipo fuera de las condiciones de
especificacioacuten y ayudar a mejorar el rendimiento antes de que el producto final esteacute terminado
El producto final debe cumplir con ciertas especificaciones en relacioacuten con propiedades fiacutesicas y
quiacutemicas Estas propiedades estaacuten determinados por las pruebas estaacutendar establecido por la
Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM) Propiedades medidas incluyen resistencia
mecaacutenica resistencia de abrasioacuten resistencia quiacutemica absorcioacuten de agua su estabilidad dimen-
sional resistencia al hielo y el coeficiente de expansioacuten teacutermica lineal Maacutes recientemente el
antideslizante que se puede determinar midiendo el coeficiente de friccioacuten se ha convertido en
una preocupacioacuten Sin embargo no existe una norma se ha establecido todaviacutea porque otros
factores (tales como el disentildeo del suelo y el cuidado apropiados) puede hacer que los resultados
sin sentido
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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APLICACIOacuteN EN LA ETAPA DE CONSTRUCCION YO POST-CONSTRUCCION
Su uso inicial fue fundamentalmente la elaboracioacuten de recipientes empleados para contener
alimentos o bebidas Maacutes adelante se utilizoacute para modelar figurillas de posible caraacutecter simboacuteli-
co maacutegico religioso o funerario Tambieacuten se empleoacute como material de construccioacuten en forma
de ladrillo teja baldosa o azulejo conformando muros o revistiendo paramentos La teacutecnica del
vidriado le proporcionoacute gran atractivo se utilizoacute tambieacuten en escultura Actualmente tambieacuten se
emplea como aislante eleacutectrico y teacutermico en hornos motores y en blindaje
Ceraacutemicas se utilizan en la fabricacioacuten de cuchillos La hoja del cuchillo de ceraacutemica perma-
neceraacute fuerte por mucho maacutes tiempo que el de un cuchillo de acero a pesar de que es maacutes
fraacutegil que se abrocha por la caiacuteda sobre una superficie dura
Ceraacutemicas como aluacutemina y carburo de boro se han utilizado en baliacutestica chalecos blindados
para repeler gran calibre rifle de fuego Dichas placas se conocen comuacutenmente como de
armas pequentildeas inserciones de proteccioacuten (SAPI) Material similar se utiliza para proteger
las cabinas de algunos aviones militares debido a su bajo peso del material
Las bolas de ceraacutemica se puede utilizar para sustituir el acero en rodamientos de bolas Su
mayor dureza que significa que son mucho menos susceptibles al desgaste y puede ofrecer
maacutes de vida triple Tambieacuten se deforman menos en el sentido de carga que tienen menos
contacto con las paredes de retencioacuten del rodamiento y puede rodar maacutes raacutepido En las
aplicaciones de muy alta velocidad el calor de la friccioacuten durante la rodadura puede causar
problemas para los rodamientos de metal los problemas que se reducen por el uso de la ce-
raacutemica La ceraacutemica es tambieacuten maacutes resistente a los quiacutemicos y puede utilizarse en ambien-
tes huacutemedos donde los rodamientos de acero se oxidaban El mayor inconveniente de uti-
lizar la ceraacutemica es un costo mucho maacutes elevado En muchos casos sus propiedades de ais-
lamiento eleacutectrico tambieacuten puede ser valiosa para los rodamientos
En la deacutecada de 1980 Toyota investigoacute la produccioacuten de una adiabaacutetica motor de ceraacutemica
que pueden funcionar a una temperatura de maacutes de 6000 deg F (3300 deg C) Motores ceraacutemicos
no necesitan un sistema de enfriamiento y por lo tanto permiten una importante reduccioacuten
de peso y la eficiencia de combustible por lo tanto mayor La eficiencia del combustible del
motor es tambieacuten maacutes alta a alta temperatura como se muestra por Carnot teorema En un
motor metaacutelico convencional mucha de la energiacutea liberada por el combustible debe ser di-
sipada como calor residual con el fin de evitar un colapso de las partes metaacutelicas A pesar
de todas estas propiedades deseables tales motores no estaacuten en produccioacuten ya que la fa-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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bricacioacuten de piezas de ceraacutemica de la precisioacuten necesaria y la durabilidad es difiacutecil Imper-
fecciones en la ceraacutemica lleva a las grietas que puede conducir a fallas en los equipos po-
tencialmente peligrosos Estos motores son posibles en el laboratorio pero la produccioacuten
en masa no es factible con la tecnologiacutea actual
Se estaacute trabajando en el desarrollo de piezas ceraacutemicas para turbinas de gas motores En
la actualidad incluso las hojas hechas de avanzadas aleaciones de metales utilizados en la
seccioacuten de los motores calientes requieren temperaturas de refrigeracioacuten y cuidadosos que
limitan la de Motores turbina hizo con ceraacutemicas podiacutea operar maacutes eficientemente dando
aviones mayor alcance y payload por un importe conjunto de combustible
Recientemente se han producido avances en la ceraacutemica que incluyen bio-ceraacutemica tales
como los implantes dentales y huesos sinteacuteticos hidroxiapatita el componente mineral na-
tural del hueso se ha hecho de forma sinteacutetica a partir de una serie de fuentes bioloacutegicas y
quiacutemicas y se pueden transformar en materiales ceraacutemicos Implantes ortopeacutedicos a partir
de estos bonos de materiales faacutecilmente a los tejidos oacuteseos y otras partes del cuerpo sin re-
chazo o reacciones inflamatorias Debido a esto son de gran intereacutes para la entrega de ge-
nes y la ingenieriacutea de tejidos andamios La mayoriacutea de la ceraacutemica de hidroxiapatita son
muy porosas y la falta de resistencia mecaacutenica y se utilizan para dispositivos ortopeacutedicos ca-
pa de metal para ayudar en la formacioacuten de un enlace con el hueso o como relleno oacuteseo
Tambieacuten se utilizan como relleno de tornillos ortopeacutedicos de plaacutestico para ayudar a reducir
la inflamacioacuten y aumentar la absorcioacuten de estos materiales de plaacutestico Se estaacute trabajando
para hacer fuerte y bien densa nano cristalina de materiales ceraacutemicos de hidroxiapatita pa-
ra dispositivos ortopeacutedicos que soportan peso en sustitucioacuten de metales y materiales plaacutes-
ticos extranjeros ortopeacutedico con un material sinteacutetico pero de origen natural mineral de los
huesos En uacuteltima instancia estos materiales ceraacutemicos se pueden utilizar como sustitutos
de hueso o con la incorporacioacuten de la proteiacutena colaacutegeno huesos sinteacuteticos
Ceraacutemica de alta tecnologiacutea se utiliza en relojeriacutea para la produccioacuten de cajas de relojes El
material se valora por los relojeros por su ligereza resistencia al rayado resistencia y tacto
suave CBI es una de las marcas que ha iniciado el uso de la ceraacutemica en la relojeriacutea El caso
de la CBI edicioacuten 2007 de Top Gun de la Vigilancia de la Pilot cronoacutegrafo doble se hace a
mano en ceraacutemica de alta tecnologiacutea negro
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Revestimiento con ceraacutemico Las ceraacutemicas se
comercializan clasificadas con un nuacutemero de
tono cuando compre las cajas verifique una por
una para evitar contratiempos a la hora de su
colocacioacuten
Para lograr el equilibrio de coloracioacuten es aconse-
jable mezclar las piezas antes de su colocacioacuten
En este sentido vaya sacando una ceraacutemica de cada caja y coloacutequelas en este orden ya que
siempre existe una pequentildea variacioacuten de matiz de una caja a otra pero que no se notaraacute cuando
se hallen instaladas En cuanto a los sistemas de colocacioacuten existen dos alternativas el sistema
mortero tradicional (praacutecticamente en desuso) y el sistema de capa fina El primero requiere
sumergir la ceraacutemica en agua limpia durante unos minutos como paso previo a su colocacioacuten Si
opta por este meacutetodo recuerde que la ceraacutemica no debe introducirse en el agua con su envase
de cartoacuten ya que podriacutea mancharse como consecuencia de la accioacuten de la tinta del envoltorio o
de la oxidacioacuten de los ganchos de cierre En este sistema es imprescindible tambieacuten mojar los
revoques de los muros y las carpetas de los pisos
Si emplea el segundo sistema que se trabaja sobre la base de un adhesivo cementicio no seraacute
necesario mojar la ceraacutemica ni los revoques No obstante independientemente del meacutetodo de
colocacioacuten utilizado usted deberaacute verificar que las ceraacutemicas esteacuten libres de polvo antes de su
instalacioacuten
En el piso no soacutelo deberaacute tener en cuenta la junta entre una ceraacutemica y otra sino tambieacuten una
separacioacuten perimetral que para superficies pequentildeas debe llegar a los 15 miliacutemetros
Las juntas entre ceraacutemicas deben sellarse con cemento Portland mezclado con arena marmolina
o cuarzo molido Si quiere dar color a la junta recuerde que no es conveniente utilizar colorantes
hidrosolubles como oacutexido de hierro o negro de humo porque pueden manchar la ceraacutemica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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EMPRESAS NACIONALES QUE PRODUCEN DICHOS PRODUCTOS
Las Compantildeiacutea Ceraacutemica o empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y pisos ceraacutemicos han tenido
como objetivo de mejorar la calidad de informacioacuten minimizar esfuerzos y recursos reducir costos y
brindar un mejor servicio al cliente que quiere adquirir estos productos para ello tenemos algunas
empresas nacionales descritos en esta investigacioacuten
COMPANtildeIacuteA DE CERAacuteMICA SA CELIMA
Es empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y
pisos ceraacutemicos desde 1982Ceraacutemica Lima SA
ldquoCelimardquo es una empresa cimentada en la tradicioacuten
milenaria de las culturas Nazca Moche y Chaviacuten para
el dominio de la ceraacutemica cuenta con personal alta-
mente calificado y tecnologiacutea de punta que le ha permitido ingresar a los mercados maacutes exigentes
del mundo tales como la Comunidad Econoacutemica Europea Estados Unidos Canadaacute Australia Centro
Ameacuterica y Sud-Ameacuterica Actualmente CELIMA tiene una capacidad de produccioacuten mensual de
1rsquo100000 m2 entre azulejos y pisos ceraacutemicos
CERAacuteMICA SAN LORENZO ndash PERUacute inicia la
construccioacuten de su planta en mayo de 1999
con los maacutes altos estaacutendares de seguridad
ambiental y tecnologiacutea italiana de vanguardia
Con una inversioacuten inicial de 17 millones de
doacutelares iniciaacutendose con una produccioacuten mensual de 200000 m2 de revestimiento ceraacutemico
para pisos
Antildeo y medio despueacutes amplia su capacidad productiva eacutesta se incrementa a 440000 m2 al
mes innovando en la produccioacuten del Revestimiento Ceraacutemico de Pared permitiendo asiacute
abastecer la demanda insatisfecha de los revestimientos de Pared que no disponiacutea ante-
riormente con una inversioacuten aproximada de 10 millones de doacutelares
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Luego con el objetivo de desarrollar un mercado de exportacioacuten a Estados Unidos donde el gru-
po ha iniciado operaciones a traveacutes de Ceraacutemica San Lorenzo INC (USA) se invierte en una
nueva liacutenea de esmaltado otorgaacutendole asiacute flexibilidad a la produccioacuten siendo eacutesta una alternativa
de disminucioacuten de tiempo en el cambio de producto y se suma a ella la reduccioacuten de ciclos de
proceso de coccioacuten aumentando asiacute la velocidad de la produccioacuten llegando a producir 620000
m2 mensuales
Tambieacuten dentro de los proyectos importantes tenemos el montaje y puesta en marcha de la
planta de productos de tercer fuego los cuales complementan nuestra liacutenea actual de revesti-
mientos Liacutenea de alto perfil desarrollar una serie de piezas especiales como son zoacutecalos liacutestelos
en sus distintas medidas insertos tacos etc
Debido al sostenido aumento de las ventas y con el fin de obtener el liderazgo en el mercado del
ceraacutemico actualmente Ceraacutemica San Lorenzo a incrementado su capacidad de produccioacuten con
una inversioacuten de 12 millones de doacutelares en una ampliacioacuten de planta de 420000 m2 de ceraacutemi-
cos mensuales bajo el concepto de ldquoalta productividadrdquo considerando en el proceso de produc-
cioacuten la molienda de arcillas por viacutea seca ahorrando asiacute gas natural y energiacutea eleacutectrica
Hoy Ceraacutemica San Lorenzo logra ofrecer una amplia gama de productos ceraacutemicos de alta cali-
dad con una produccioacuten superior al milloacuten de metros cuadrados
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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CONCLUSIONES
Se logro obtener la mayor y suficiente informacioacuten acerca del tema pisos ceraacutemicos y mayoacute-
licas
Se logro obtener conocimiento del tema a presentar en este trabajo ldquopisos ceraacutemicos y ma-
yoacutelicasrdquo ya que este tema en discusioacuten es de mucha importancia para nuestra carrera profe-
sional
Se logro obtener la informacioacuten suficiente del tema en investigacioacuten estructurado en los
siguientes apartados descripcioacuten del producto descripcioacuten de las materias primas proceso
de produccioacuten aplicacioacuten en la etapa de construccioacuten yo post-construccioacuten empresas na-
cionales que producen
Los ceraacutemicos son muy importante y aportan al desarrollo y a la comodidad de la humani-
dad asiacute como para la ingenieriacutea es muy importante ya que aporta a los acabados en cons-
trucciones
Por el presente trabajo de investigacioacuten se adquirioacute nuevos conocimientos en cuanto al ma-
terial llamado pisos ceraacutemicos y mayoacutelicas
Aprendimos cuales son los materias primas para la fabricacioacuten de las ceraacutemicas
Aprendimos las aplicaciones en la construccioacuten y en la post construccioacuten
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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RECOMENDACIONES
Se recomienda el uso adecuado y mesurado de la informacioacuten en investigacioacuten
Es maacutes factible hacer trabajos de investigacioacuten de materiales ya conocidos y comunes que
se usan en el proceso de construccioacuten y post construccioacuten
Los integrantes del grupo deben trabajar adecuadamente y con seriedad para que no se
produzca mayor y aprender a trabajar en equipo
Este trabajo fue realizado con mucho esmero y dedicacioacuten ya que el tema en investigacioacuten
es muy importante para nuestra carrera profesional
Observar y realizar un resumen de la informacioacuten recabada de acuerdo al tema en investi-
gacioacuten asiacute como recabar nueva y reciente informacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten tomar maacutes implicancia y verificar los avances de los
trabajos de investigacioacuten y detallar las dificultades de cada grupo asiacute como los errores y asiacute
realizar un mejor u buen trabajo de investigacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten organizar de mejor manera a los alumnos para una
buena y mejor elaboracioacuten de los trabajos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
37
BIBLIOGRAFIA
Castaldo Paris Lluis- Necesidad e importancia de la ceraacutemica como manifestacioacuten humana
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Introduccioacuten a la ciencia e ingenieriacutea de los materiales WD Callister
Materiales Estructura propiedades y aplicaciones Saja Saez ndash Rodriacuteguez Perez ndash Rodriacuteguez
Mendez
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ANEXOS
Pisos ceraacutemicos en viviendas
Pisos ceraacutemicos en sshh
Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
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Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
Pisos ceraacutemicos en Inst Puacuteblicos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Las tres primeras suelen considerarse en materiales destinados a revestimientos exteriores la
cuarta en solados y alicatados que precisen equipotencial dad eleacutectrica o un nivel de conducti-
vdad eleacutectrica que permita evacuar a tierra cargas electrostaacuteticas que pueden generar explosio-
nes o incendio
Normales teacutecnicas
Las normas Teacutecnicas establecen los niveles de calidad y seguridad y son un medio oacuteptimo para
facilitar la transparencia en el mercado y en elemento fundamental para competir
Por este motivo el CID del INDECOPI contribuye a la mejora de la Competitividad - Paiacutes ponien-
do a disposicioacuten de las empresas Pymes consultores estudiantes y ciudadaniacutea en general el
ldquoCATAacuteLOGO DE NORMAS TEacuteCNICAS PERUANAS SOBRE PRODUCTOS CERAacuteMICOS PARA EDIFICA-
CIOacuteNrdquo aprobadas por el Indecopi a traveacutes de la Comisioacuten de Normalizacioacuten y de Fiscalizacioacuten de
Barreras Comerciales No Arancelarias La presentacioacuten del cataacutelogo es amigable y de faacutecil ubica-
cioacuten estaacute clasificada por aacutereas temaacuteticas de acuerdo a la Clasificacioacuten Internacional de Normas y
dentro de estas en orden correlativo por coacutedigo de NTP con un resumen del contenido de la
misma
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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DESCRIPCION DE LAS MATERIAS PRIMAS
MATERIAS PRIMAS PARA LA CONSTRUCCIOacuteN DE CERAacuteMICAS En las ceraacutemicas tradicionales se utilizan materias primas de depoacutesitos naturales Arcillas feldespatos cuarzo estos son poco purificadas
La materia prima es
La arcilla
El agua
La siacutelice
El plomo
El estantildeo
Se forman muacuteltiples fases en la coccioacuten Para cada composicioacuten se dan muchas aplicaciones En las ceraacutemicas teacutecnicas materias primas son de pureza alta y presentan fase uacutenica cada composi-cioacuten tiene una aplicacioacuten especificada Una pasta ceraacutemica baacutesicamente contiene
La arcilla estaacute constituida por agregados de silicatos de aluminio hidratados siendo blanca cuando es pura Surge de la descomposicioacuten de rocas que contienen feldespato originada en un proceso natural que dura decenas de miles de antildeos La foacutermula quiacutemica es Al2O3 middot 2SiO2 middot H2O
Feldespato Carbonato de calcio (caliza)La caliza es una roca sedimentaria porosa de origen quiacutemico formada mineraloacutegicamente por carbonatos La foacutermula de la caliza es CaMg(CO3)2
Chamota (residuo obtenido en el horno)
Chamota de ladrillo
Rotura cruda
Clasificacioacuten de la Arcilla
Las arcillas pueden clasificarse de acuerdo al proceso
geoloacutegico que las originoacute y a la ubicacioacuten del yacimiento en el que se encuentran Se puede re-
conocer
Arcilla primaria Se utiliza esta denominacioacuten cuando el yacimiento donde se encuentra es el
mismo lugar en donde se originoacute El caoliacuten es la uacutenica arcilla primaria conocida
Granulometriacutea Dentro de la clasificacioacuten granulomeacutetrica de las partiacuteculas del suelo las arcillas
ocupan el siguiente lugar
Feldespato
El feldespato es el mineral maacutes comuacuten sobre la
corteza terrestre iexclde manera que es muy posible
que lo encuentres entre las rocas que coleccionas
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Se encuentra en cada uno de los tres tipos de rocas pero es maacutes comuacuten encontrarlo en las
rocas iacutegneas intrusivas como el granito en donde los cristales son blancos o rosados Hay
diferentes tipos de feldespato
Las caracteriacutesticas de los dos tipos maacutes comunes se dan a continuacioacuten Excepto por su color
estos dos tipos comunes de feldespato son difiacuteciles de diferenciar El color puede ser de gran
ayuda pero hay que tener en cuenta que el mismo mineral puede tener colores diferentes
La mejor manera de diferenciar estos dos es mediante la observacioacuten de la superficie de los
cristales y ver si tienen estriaciones delgadas paralelas El feldespato de plagioclasa tiene
estriaciones y el feldespato ortoclase no tiene
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LAS MATERIAS PRIMAS
Algunos ceraacutemicos como la porcelana productos arcillosos estructurales y algunos componentes
electroacutenicos contienen una fase cristalina Durante el tratamiento a elevadas Temperaturas de este
tipo de materiales soacutelidos ceraacutemicos tiene lugar un proceso llamado Vitrificacioacuten por medio del cual
la fase cristalina se licuacutea y rellena los poros del material Esta Fase cristalina liacutequida puede reaccionar
con alguno de los soacutelidos restantes del material refractario Bajo enfriamiento la fase liquida solidifi-
ca para formar una matriz viacutetrea que une las partiacuteculas que no han fundido
CERAacuteMICOS TRADICIONALES
Los ceraacutemicos tradicionales estaacuten constituidos por tres
tipos baacutesicos
Arcilla siacutelice (siacutelex) y feldespato La arcilla estaacute com-
puesta principalmente por silicatos de Al hidratados
(Al2O3 Si O2 H20) con pequentildeas cantidades de otros
oacutexidos como TiO2 Fe2O3 MgO CaO Na2O K2O
En esta imagen podemos percibir la forma-
cioacuten de un cuello durante la sinterizacioacuten de
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dos partiacuteculas pequentildeas La difusioacuten atoacutemica tiene lugar en la superficie de contacto y alarga el aacuterea
de contacto para formar un cuello
En al siguiente imagen observamos como al porosidad da frente al tiempo de compactos de MgO
dopados con un 02 en peso del CaO y sinterizado en aire estatico a 1330 y 1430 oC noacutetese que
una mayor temperatura de sinterizado produce una disminucioacuten maacutes raacutepida de la porosidad y un
nivel de porosidad maacutes bajo
La siacutelice (Si O2) Tambieacuten llamada Siacutelex o Cuarzo El feldespato potaacutesico que tiene la composicioacuten
baacutesica K2O Al2O3 6SiO2 se funde a bajas temperaturas y se transforma en vidrio cuando la mezcla
ceraacutemica se somete a alta temperatura y une los componentes refractarios
TABLA 1
CERAacuteMICOS DE INGENIERIacuteA
En contraste con los ceraacutemicos tradicionales que se basan principalmente en la arcilla los ceraacutemicos
teacutecnicos o de ingenieriacutea estaacuten constituidos por compuestos puros o casi puros principalmente oacutexidos
carburos o nitruros
TABLA 2
Tipo de pasta Caoliacuten Arcilla Plaacutestica
Feldespato Siacutelex Otros
Porcelana Dura 40 10 25 25
Art Aislantes Eleacutectricos 27 14 26 33
Art Sanitarios Viacutetreos 30 20 34 18
Aislantes Eleacutectricos 23 25 34 18
Tejas Viacutetreas 26 30 32 12
Porcelana Fina Semiviacutetrea 23 30 25 21
Porcelana inglesa 25 hellip 15 22
2CaC O3
Loza para hoteles 31 10 22 35
Porcelana dental
5 hellip 95
Alguno de los ceraacutemicos de ingenieriacutea maacutes importantes contienen compuestos como
Porcentaje en pesos de los oacutexidos principales
Tipo Al2O2 Si O2 Fe2O3 TiO2 CaO MgO Na2O K2O H20 Peacuterd por ignicioacuten
Caoliacuten 374 455 168 13 0004 003 0011 0005 139
Arc Plaacutestica de ten
309 54 074 15 014 02 045 072 hellip 114
Arc Plaacutestica de Ky
32 517 09 152 021 019 038 089 hellip 123
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Aluacutemina (Al2O3)
Nitruro de Silicio (Si3N4)
Carburo de silicio (SiC)
Zirconita (ZrO2) A continuacioacuten se ofrece una breve descripcioacuten de algunos compuestos procesos y aplica-
ciones de varios materiales ceraacutemicos importantes en ingenieriacutea
Aluacutemina (Al2O3)La aluacutemina se desarrolloacute originalmente para tubos refractarios y crisoles dealta
pureza de utilizacioacuten a elevadas temperaturas pero ahora tiene aplicaciones mucho maacutes variadas
Un ejemplo claacutesico de la utilizacioacuten de la aluacutemina es en materiales aislantes de las bujiacuteas El oacutexido de
aluminio se dopa con oacutexido de Mg se prensa en friacuteo y se sinteriza La aluacutemina se emplea frecuente-
mente para aplicaciones eleacutectricas de buena calidad donde se precisan bajas peacuterdidas dieleacutectricas y
alta resistividad
Nitruro de silicio (Si3N4)Los materiales ceraacutemicos con base de nitruro tienen una combinacioacuten
muy uacutetil de propiedades mecaacutenicas ingenieriles como resistencia razonable resistencia al impacto y
propiedades refractarias El Si3N4se disocia significativamente a temperaturas por encima de los
800degC y por consiguiente no se puede sinterizar directamente Sin embargo a lo largo de los uacuteltimos
antildeos se han desarrollado otros meacutetodos de fabricacioacuten delSi3N4Se han desarrollado cuatro procesos
principales para el nitruro de silicio procesos por reaccioacuten de unioacuten (RBSN) procesos de compacta-
cioacuten en caliente de nitruro de silicio (HPSN) proceso de nitruro de silicio sinterizado (SSN) proceso
de nitruro de silicio de compactacioacuten isostaacutetica en caliente (HIP-SN) En el proceso por reaccioacuten de
unioacuten un polvo compacto de silicio se nitrura en una corriente de gas nitroacutegeno Este proceso produ-
ce un Si3N4 microporoso y con moderadaresistencia
Propiedades de algunos ceraacutemicos de nitruro de silicio (TABLA 3)
RSBN SSN SIALON HIP-SN
Densidad Mgm3
27 33 33 33
Moacutedulo de Yung GPa
200 300 300 300
Resistencia en RT MPa
300+ 900+ 800+ 900++
Kic Mpam12
2 6 65 55-65
Desgaste por fatiga de contacto
NA Bajo Moderado Extremadamente bajo
Constante Dieleacutectrica a 1010Hz
6-7 65 hellip 65-75
$pieza de forma neta
El menor Medio Medio El mayor
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RSBN= Nitruro de Silicio con enlace por reaccioacuten
SSN= Nitruro de silicio sinterizado
HIP-SN= Nitruro de silicio Comprimido en caliente isostaacuteticamente + Flexioacuten en cuatro puntos ++ Traccioacuten directa
Carburo de silicio (SiC)Los ceraacutemicos de altas prestaciones del tipo SiC tiene propiedades muy
importantes ya que su dureza es elevada son inertes quiacutemicamente tiene buena resistencia a la
abrasioacuten y a la oxidacioacuten a altas temperaturas Sin embargo el SiC es relativamente quebradizo
por su baja resistencia al impacto y es difiacutecil producir piezas ceraacutemicas densas de grano fino Para
hacer carburo de silicio sinterizado por reaccioacuten se infiltra un polvo compacto de SiC y carbono
(grafito) con silicio fundido que reacciona con el carbono para formar SiC uniendo los granos
originales de SiC El proceso no puede continuarse hasta que todos los poros que se encuentran
entre los granos originales se llenen ya que el silicio debe ser capaz de infiltrarse Asiacute el produc-
to final contiene entre un 8 y un 20 de Si libre El SiC se puede sinterizar usando polvo de SiC
alfa de calidad adecuada sin aplicacioacuten de presioacuten externa si se antildeaden ayudas al sinterizado
Para el sinterizado sin presioacuten del SiC se utilizan comuacutenmente compuestos de boro y aluminio
Zirconio (ZrO2)La zirconita pura es polimorfa y experimenta transformaciones desde una es-
tructura tetragonal a otra monocliacutenica sobre los 1170degC acompantildeada de una expansioacuten de vo-
lumen y posible ruptura Sin embargo combinando ZrO2 con otros oacutexidos refractarios tales co-
mo CaO MgO e Y2O3 la estructura cuacutebica se puede estabilizar a temperatura ambiente y se han
encontrado algunas aplicaciones donde se requiere alta resistencia a impactos
LOS VIDRIOS DE LOS CERAMICOS
Un vidrio es un material ceraacutemico que se fabrica a partir de materiales inorgaacutenicos a altas tem-
peraturas Sin embargo se distingue de otros ceraacutemicos en que sus constituyentes se calientan
hasta la fusioacuten y despueacutes se enfriacutean hasta un estado riacutegido sin cristalizacioacuten Una de sus caracte-
riacutesticas es que tiene una estructura cristalina o amorfa Las moleacuteculas de vidrio no estaacuten coloca-
das en un orden repetitivo de largo alcance como en el caso de un soacutelido cristalino
Composicioacuten de los vidrios El vidrio de siacutelice fundido presenta una alta transmisioacuten espectral y
no estaacute sujeto a dantildeos de radiacioacuten que origina coloracioacuten en otros vidrios Es por tanto el vidrio
ideal para la luna de los vehiacuteculos espaciales y de tuacuteneles aerodinaacutemicos y para sistemas oacutepticos
en dispositivos espectrofotomeacutetricos Sin embargo los vidrios de siacutelice son caros y difiacuteciles de
procesar
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS Y QUIacuteMICAS DE LAS MATERIAS PRIMAS
Las importantes aplicaciones industriales de este grupo de minerales radican en sus propiedades
fiacutesico-quiacutemicas Dichas propiedades derivan principalmente de
Su extremadamente pequentildeo tamantildeo de partiacutecula (inferior a 2 mm)
Su morfologiacutea laminar (filosilicatos)
Las sustituciones isomoacuterficas que dan lugar a la aparicioacuten de carga en las laacuteminas
Por otra parte la existencia de carga en las laacuteminas se compensa como ya se ha citado con la
entrada en el espacio interlaminar de cationes deacutebilmente ligados y con estado variable de hi-
dratacioacuten que pueden ser intercambiados faacutecilmente mediante la puesta en contacto de la arci-
lla con una solucioacuten saturada en otros cationes a esta propiedad se la conoce como capacidad
de intercambio catioacutenico y es tambieacuten la base de multitud de aplicaciones industriales
Superficie especiacutefica La superficie especiacutefica o aacuterea superficial de una arcilla se define como el
aacuterea de la superficie externa maacutes el aacuterea de la superficie interna (en el caso de que esta exista)
de las partiacuteculas constituyentes por unidad de masa expresada en m2g Las arcillas poseen una
elevada superficie especiacutefica muy importante para ciertos usos industriales en los que la inter-
accioacuten soacutelido-fluido depende directamente de esta propiedad
A continuacioacuten se muestran algunos ejemplos de superficies especiacuteficas de arcillas
Caolinita de elevada cristalinidad hasta 15 m2g
Caolinita de baja cristalinidad hasta 50 m2g
Halloisita hasta 60 m2g
Illita hasta 50 m2g
Montmorillonita 80-300 m2g
Sepiolita 100-240 m2g
Paligorskita 100-200 m2g
Capacidad de Intercambio catioacutenico Es una propiedad fundamental de las esmectitas Son ca-
paces de cambiar faacutecilmente los iones fijados en la superficie exterior de sus cristales en los
espacios interlaminares o en otros espacios interiores de las estructuras por otros existentes en
las soluciones acuosas envolventes
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Sustituciones isomoacuterficas dentro de la estructura
Enlaces insaturados en los bordes y superficies externas
Disociacioacuten de los grupos hidroxilos accesibles
A continuacioacuten se muestran algunos ejemplos de capacidad de intercambio catioacutenico (en
meq100g)
Caolinita 3-5
Halloisita 10-40
Illita 10-50
Clorita 10-50
Vermiculita 100-200
Montmorillonita 80-200
Sepiolita-paligorskita 20-35
Los materiales primas de los ceraacutemicos son Minerales compuestos y elementos quiacutemicos forma-
dos mediante procesos inorgaacutenicos
Las propiedades de los minerales se estudian bajo las correspondientes divisiones mineralogiacutea
quiacutemica mineralogiacutea y fiacutesica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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PROCESO DE PRODUCCION
PROCESADO DE MATERIALES CERAacuteMICOS
Las ceraacutemicas no cristalinas (vidriosas) suelen ser formadas de fundiciones El vidrio es formado
por cualquiera de los siguientes meacutetodos soplado prensado laminado estirado colado o flota-
do y galvanizado
Los materiales ceraacutemicos cristalinos no son susceptibles de un variado rango de procesado Los
meacutetodos empleados para su manejo tienden a fallar en una de dos categoriacuteas -hacer ceraacutemica
en la forma deseada pro reaccioacuten in situ o por formacioacuten de polvos en la forma deseada y lue-
go sinterizados para formar un cuerpo soacutelido Algunos meacutetodos usados son un hiacutebrido de los dos
meacutetodos mencionados
Manufactura in situ
El uso maacutes comuacuten de este meacutetodo es en la produccioacuten de cemento y concreto Aquiacute los abrasi-
vos deshidratados son mezclados con agua Esto da comienzo a las reacciones de la hidratacioacuten
las cuales resultan en cristales grandes interconectados formaacutendose alrededor de los agregados
Pasado un tiempo esto resulta en una ceraacutemica soacutelida
El mayor problema con este meacutetodo es que la mayoriacutea de las reacciones son tan raacutepidas que no
es posible hacer una buena mezcla lo que tiende a impedir la construccioacuten en gran escala Sin
embargo los sistemas a pequentildea escala pueden ser realizados mediante teacutecnicas de depoacutesito
en donde los diferentes materiales son introducidos sobre un sustrato donde se produce la
reaccioacuten y la ceraacutemica se forma sobre este sustrato
Conformado de los polvos
El objetivo principal del conformado es dar forma y consistencia a la masa de polvos que deacute lugar
a un aumento de la densidad y por lo tanto a una mejora de las propiedades mecaacutenicas Existen
dos formas de realizar el conformado mediante la aplicacioacuten de presioacuten y temperaturas eleva-
das Con la aplicacioacuten de presioacuten y temperatura el proceso es similar a si no aplicaacutesemos altas
temperaturas pero obtenemos productos maacutes densos y homogeacuteneos a la vez que ahorramos
materias primas
Prensado uniaxial (en caliente o en friacuteo) Consiste en la aplicacioacuten de presioacuten en una uacutenica
direccioacuten hasta conseguir la compactacioacuten de los polvos ceraacutemicos La pieza asiacute conformada
tendraacute la forma de la matriz y las superficies con las que se aplica la presioacuten
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Prensado isostaacutetico en caliente o en friacuteo Consiste en compactar los polvos encerraacutendolos
hermeacuteticamente en moldes elaacutesticos tiacutepicamente de goma laacutetex o PVC aplicaacutendoles pre-
sioacuten hidrostaacutetica mediante un fluido que puede ser agua o aceite El fundamento de este
proceso es el Principio de Pascal de este modo conseguimos compactar uniformemente y
en todas las direcciones el material
Slip Casting Se fundamenta en el moldeo por barbotina de la ceraacutemica tradicional median-
te el cual obtenemos piezas de espesores pequentildeos utilizando moldes porosos
Meacutetodos basados en la sinterizacioacuten
Los principios de los meacutetodos basados en la sinterizacioacuten son sencillos Una vez que la materia
prima es acondicionada para su procesamiento (hornada) es introducida en el horno con lo que
el proceso de difusioacuten compacta a la materia prima
Los poros se achican resultando un producto maacutes denso y fuerte El quemado se hace a una
temperatura por debajo del punto de derretimiento de la ceraacutemica Siempre queda alguna poro-
sidad pero la verdadera ventaja de este meacutetodo es que la hornada puede ser producida de cual-
quier modo imaginable e incluso puede ser sinterizado Esto lo hace una ruta muy versaacutetil
Existen miles de posibles refinamientos de este proceso Algunos de los maacutes comunes involucran
presionar la hornada para darle la densidad la quema reduce el tiempo de sinterizacioacuten necesa-
rio A veces se antildeaden elementos orgaacutenicos junto a la hornada que son disueltos durante la
quema
Algunas veces se agregan lubricantes orgaacutenicos durante el proceso para incrementar la densi-
dad No es raro combinarlos agregando materia orgaacutenica y lubricantes a una hornada y luego
presionar (La formulacioacuten de estos aditivos quiacutemico orgaacutenicos es un arte en siacute mismo) Esto es
particularmente importante en la manufactura de ceraacutemica de alto rendimiento tales como las
usadas para la electroacutenica en condensadores inductores sensores etc
Puede realizarse una mezcla de componentes en vez de usar un solo polvo y luego verterlo en el
molde deseado dejaacutendolo secar y luego sinterizarlo De hecho en la alfareriacutea tradicional es he-
cho de esta forma usando una mezcla plaacutestica que es trabajada con las manos
Si una mezcla de materiales diferentes componentes es utilizada en una ceraacutemica algunas veces
la temperatura de sinterizacioacuten es mayor a la temperatura de fundicioacuten de alguno de sus com-
ponentes (fase liacutequida de sinterizacioacuten) Esto genera un periacuteodo maacutes corto de sinterizacioacuten com-
parado con el estado soacutelido sinterizado
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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DESCRIPCIOacuteN DEL PROCESO DE PRODUCCIOacuteN
LA FABRICACIOacuteN
PROCESO Una vez que las materias primas que se procesan una serie de medidas llevaraacute a cabo
para obtener el producto terminado Estos pasos incluyen la dosificacioacuten mezcla y molienda
secado por aspersioacuten formando secado esmaltado y coccioacuten Muchos de estos pasos se reali-
zan ahora con equipos automatizados
De procesamiento por lotes Un caso de muchos productos de ceraacutemica incluyendo mosaico de
la composicioacuten corporal se determina por la cantidad y el tipo de materias primas Las materias
primas tambieacuten determinan el color del cuerpo del azulejo que puede ser rojo o blanco depen-
diendo de la cantidad de hierro que contienen materias primas empleadas Por lo tanto es im-
portante mezclar las cantidades correctas en conjunto para lograr las propiedades deseadas
Caacutelculos por lotes por tanto necesario que debe tener en cuenta tanto las propiedades fiacutesicas y
composicioacuten quiacutemica de las materias primas Una vez que el peso adecuado de cada materia
prima se determina las materias primas deben ser mezclados
Mezcla y molienda Una vez que los ingredientes se pesan que se suman en un mezclador de
shell mezclador de cinta o un mezclador intensivo Un mezclador de shell se compone de dos
cilindros unidos en forma de V que gira a caer y mezclar el material Un mezclador de cinta utili-
za aspas helicoidales y un mezclador intensivo utiliza haraacute raacutepidamente renovables Este paso
maacutes muele los ingredientes dando como resultado un tamantildeo de partiacutecula maacutes fina que mejora
el proceso de formacioacuten posterior (ver paso 4 a continuacioacuten)
A veces es necesario agregar agua para aumentar la mezcla de un lote con varios ingredientes
asiacute como para lograr la molienda fina Este proceso se denomina molienda huacutemeda y con fre-
cuencia se realiza mediante un molino de bolas El resultado lleno de agua mezcla que se llama
una papilla o deslizamiento El agua se extrae de la suspensioacuten pulsando filtro (que elimina el
40-50 por ciento de la humedad) seguida de molienda en seco
De secado por aspersioacuten Si la molienda huacutemeda es utilizada por primera vez el exceso de agua
suele ser removido a traveacutes de secado por aspersioacuten Esto implica el bombeo de la lechada con
un atomizador que consiste en un disco que gira raacutepidamente o la boquilla Las gotas de la hoja
se secan a medida que se calientan con una columna de aire ascendente caliente formando pe-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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quentildeos graacutenulos de libre movimiento que dan como resultado un polvo susceptible de confor-
macioacuten
Cuerpos de baldosas tambieacuten se puede preparar por molienda en seco seguido de granulacioacuten
Granulacioacuten se utiliza una maacutequina en la cual se mezcla la mezcla de material previamente seco
molido con agua para formar las partiacuteculas en graacutenulos que a su vez formar un polvo listo para
su formacioacuten
La formacioacuten La mayoriacutea de baldosas estaacute formada por prensado en seco En este meacutetodo el
polvo de flujo libre que contiene aglutinante orgaacutenico o un bajo porcentaje de humedad se deri-
va de una tolva en la matriz de la formacioacuten El material se comprime en una cavidad de acero
por eacutembolos de acero y luego es expulsado por el eacutembolo de la parte inferior Prensas automati-
zadas se utilizan para presiones de trabajo de hasta 2500 toneladas
Varios otros meacutetodos tambieacuten se utilizan en el cuerpo del azulejo estaacute en huacutemedo la forma maacutes
moldeable Extrusioacuten ademaacutes de perforacioacuten se utiliza para producir baldosas de forma irregu-
lar y maacutes delgada de baldosas maacutes raacutepida y econoacutemica Esto implica la compactacioacuten de una
masa de plaacutestico en el cilindro de presioacuten alta y obligando a que el material fluya hacia fuera de
la botella en las babosas cortoacute Estas balas son entonces un puntildeetazo en una o maacutes fichas con
troquelado hidraacuteulico o neumaacutetico
RAM presionando a menudo se utiliza para la baldosa muy perfilada Con este meacutetodo las bal-
dosas excluidas por el cuerpo del azulejo se presionan entre dos mitades de un molde duro o
porosa montada en una prensa hidraacuteulica El formoacute parte se elimina por la primera aplicacioacuten de
vaciacuteo a la mitad superior del molde para liberar la parte de la mitad inferior seguido forzando el
aire a traveacutes de la parte de arriba para liberar la parte superior El exceso de material debe ser
removido de la pieza y acabado adicional puede ser necesario
Otro proceso conocido como cristal de presioacuten se ha desarrollado recientemente Este proceso
combina el cristal y dar forma a la vez pulsando el esmalte (en forma de polvo atomizado) direc-
tamente en la matriz llena con el polvo del cuerpo de baldosas Las ventajas incluyen la elimina-
cioacuten de liacuteneas de esmaltado asiacute como el material de desecho cristales (llamados lodos) que se
produce con el meacutetodo convencional
El secado baldosas de ceraacutemica por lo general debe ser secado (con una humedad relativa alta)
despueacutes de la formacioacuten sobre todo si un meacutetodo huacutemedo se utiliza Secado lo que puede lle-
var varios diacuteas se quita el agua a una velocidad lo suficientemente lenta como para evitar las
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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grietas por contraccioacuten Los secadores continuos o tuacuteneles que se utilizan son calentados con
gas o aceite laacutemparas de infrarrojos o energiacutea de microondas Secado por infrarrojos es maacutes
adecuado para baldosas finas mientras secado por microondas que funciona mejor para maacutes
gruesa de baldosas Otro meacutetodo el secado impulso utiliza pulsos de aire caliente que fluye en
la direccioacuten transversal en vez de manera continua en la direccioacuten del flujo de materiales
Acristalamiento Para preparar el glaseado los mismos meacutetodos que para el cuerpo del azulejo
Despueacutes de una formulacioacuten de lotes se calcula las materias primas se pesan se mezclan y seco
o huacutemedo molido Los esmaltes molidos se aplican mediante uno de los meacutetodos disponibles
En el acristalamiento de centriacutefuga o arado de discos el esmalte se alimenta a traveacutes de un disco
giratorio que arroja o lanza el esmalte en el azulejo En el meacutetodo de la campana cascada una
corriente de barniz se cae en el azulejo al pasar sobre una cinta transportadora por debajo A
veces el esmalte es simplemente rociado en Para aplicaciones de esmalte muacuteltiples impresioacuten
en pantalla por debajo o entre las baldosas que se han mojado cristal se utiliza En este proce-
so esmalte es forzada a traveacutes de una pantalla por una rasqueta de goma u otro dispositivo
Acristalamiento en seco tambieacuten se estaacute utilizando Esto implica la aplicacioacuten de polvos fritas
trituradas (materiales de vidrio) y esmaltes granulada en una superficie de baldosas mojadas
acristalamiento Despueacutes de la coccioacuten las partiacuteculas de esmalte se funden entre siacute para produ-
cir una superficie como el granito
Disparo Despueacutes de cristal el azulejo se debe calentar intensamente para fortalecerlo y darle la
porosidad deseada Hay dos tipos de hornos o Despueacutes de la formacioacuten el archivo se seca poco
a poco (durante varios diacuteas) y con una humedad alta para evitar el agrietamiento y la contrac-
cioacuten A continuacioacuten el barniz se aplica a continuacioacuten el azulejo se cuece en un horno o estu-
fa Aunque algunos tipos de baldosas requiere un proceso de coccioacuten en dos etapas huacutemedo
molido baldosas se dispara una sola vez a una temperatura de 2000 grados Fahrenheit o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten el azulejo es empacado y enviado
Los hornos se utilizan para la coccioacuten de baldosas Azulejo de la pared o azulejo que es prepa-
rado por molienda en seco en lugar de molienda huacutemeda requiere generalmente un proceso de
dos pasos En este proceso el azulejo pasa a traveacutes de un disparo de baja temperatura llamada
sopa de fuego antes de acristalamiento Este paso elimina los volaacutetiles de la materia y la mayor
parte o la totalidad de la contraccioacuten El cuerpo y el esmalte luego se disparoacute en un proceso lla-
mado despido glost Tanto los procesos de coccioacuten tienen lugar en un tuacutenel o un horno conti-
nuo que consta de una caacutemara a traveacutes del cual poco a poco el software se trasladoacute en un
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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transportador de rollos de refractarios estantes construidos con materiales que son resistentes a
temperaturas altas o en contenedores denominados gacetas Coccioacuten en un horno tuacutenel puede
tomar de dos a tres diacuteas con temperaturas alrededor de disparar 2372 grados Fahrenheit
(1300 grados Celsius)
Para el azulejo que soacutelo requiere un uacutenico disparo por lo general de baldosas que se prepara por
viacutea huacutemeda de rodillos para moler los hornos se utilizan generalmente Estos hornos se mueven
las mercanciacuteas de un transportador de rodillos y no necesitan muebles horno tales como blo-
ques o gacetas Los tiempos de encender en los hornos de rodillos pueden ser tan bajos como
60 minutos con temperaturas de coccioacuten alrededor de 2102 grados Fahrenheit (1150 grados
Celsius) o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten y las pruebas el azulejo estaacute listo para ser empaquetados y enviados
Subproductos Una variedad de contaminantes se generan durante las etapas de fabricacioacuten
diferentes estas emisiones deben ser controladas para cumplir con las normas de control de
aire Entre los contaminantes que produce en la fabricacioacuten de baldosas estaacuten compuestos de
fluacuteor y el plomo que se producen durante la coccioacuten y vidriado Los compuestos de plomo se
han reducido significativamente con el reciente desarrollo de esmaltes sin plomo o de bajo plo-
mo Las emisiones de fluacuteor pueden ser controladas con los depuradores los dispositivos de ae-
rosol que baacutesicamente los gases con agua para eliminar los contaminantes dantildeinos Tambieacuten
se puede controlar con procesos en seco como los filtros de tela recubierta con cal Esta cal
puede ser reciclada como materia prima para el azulejo en el futuro
La industria del azulejo es tambieacuten el desarrollo de procesos para reciclar las aguas residuales y
lodos generados durante el mecanizado automaacutetico vidrios y el secado por atomizacioacuten Ya
que algunas plantas de reciclaje el exceso de polvo generado durante el prensado en seco asiacute
como el rociacuteo producido durante el acristalamiento Residuos de barniz y teja rechazoacute tambieacuten
se devuelven al proceso de preparacioacuten del cuerpo para su reutilizacioacuten
Control de calidad La mayoriacutea de fabricantes de baldosas utilizan ahora el control estadiacutestico de
procesos (SPC) para cada paso del proceso de fabricacioacuten Muchos de ellos tambieacuten trabajan
estrechamente con sus proveedores de materia prima para asegurar que se cumplan las especi-
ficaciones antes de que el material se utilice Control estadiacutestico del proceso consiste en las car-
tas que se utilizan para controlar diversos paraacutemetros de procesamiento tales como el tamantildeo
de las partiacuteculas el tiempo de molienda la temperatura de secado y el tiempo presioacuten de com-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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pactacioacuten dimensiones despueacutes del prensado la densidad la temperatura de coccioacuten y el tiem-
po y similares Estas cartas identificar problemas con el equipo fuera de las condiciones de
especificacioacuten y ayudar a mejorar el rendimiento antes de que el producto final esteacute terminado
El producto final debe cumplir con ciertas especificaciones en relacioacuten con propiedades fiacutesicas y
quiacutemicas Estas propiedades estaacuten determinados por las pruebas estaacutendar establecido por la
Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM) Propiedades medidas incluyen resistencia
mecaacutenica resistencia de abrasioacuten resistencia quiacutemica absorcioacuten de agua su estabilidad dimen-
sional resistencia al hielo y el coeficiente de expansioacuten teacutermica lineal Maacutes recientemente el
antideslizante que se puede determinar midiendo el coeficiente de friccioacuten se ha convertido en
una preocupacioacuten Sin embargo no existe una norma se ha establecido todaviacutea porque otros
factores (tales como el disentildeo del suelo y el cuidado apropiados) puede hacer que los resultados
sin sentido
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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APLICACIOacuteN EN LA ETAPA DE CONSTRUCCION YO POST-CONSTRUCCION
Su uso inicial fue fundamentalmente la elaboracioacuten de recipientes empleados para contener
alimentos o bebidas Maacutes adelante se utilizoacute para modelar figurillas de posible caraacutecter simboacuteli-
co maacutegico religioso o funerario Tambieacuten se empleoacute como material de construccioacuten en forma
de ladrillo teja baldosa o azulejo conformando muros o revistiendo paramentos La teacutecnica del
vidriado le proporcionoacute gran atractivo se utilizoacute tambieacuten en escultura Actualmente tambieacuten se
emplea como aislante eleacutectrico y teacutermico en hornos motores y en blindaje
Ceraacutemicas se utilizan en la fabricacioacuten de cuchillos La hoja del cuchillo de ceraacutemica perma-
neceraacute fuerte por mucho maacutes tiempo que el de un cuchillo de acero a pesar de que es maacutes
fraacutegil que se abrocha por la caiacuteda sobre una superficie dura
Ceraacutemicas como aluacutemina y carburo de boro se han utilizado en baliacutestica chalecos blindados
para repeler gran calibre rifle de fuego Dichas placas se conocen comuacutenmente como de
armas pequentildeas inserciones de proteccioacuten (SAPI) Material similar se utiliza para proteger
las cabinas de algunos aviones militares debido a su bajo peso del material
Las bolas de ceraacutemica se puede utilizar para sustituir el acero en rodamientos de bolas Su
mayor dureza que significa que son mucho menos susceptibles al desgaste y puede ofrecer
maacutes de vida triple Tambieacuten se deforman menos en el sentido de carga que tienen menos
contacto con las paredes de retencioacuten del rodamiento y puede rodar maacutes raacutepido En las
aplicaciones de muy alta velocidad el calor de la friccioacuten durante la rodadura puede causar
problemas para los rodamientos de metal los problemas que se reducen por el uso de la ce-
raacutemica La ceraacutemica es tambieacuten maacutes resistente a los quiacutemicos y puede utilizarse en ambien-
tes huacutemedos donde los rodamientos de acero se oxidaban El mayor inconveniente de uti-
lizar la ceraacutemica es un costo mucho maacutes elevado En muchos casos sus propiedades de ais-
lamiento eleacutectrico tambieacuten puede ser valiosa para los rodamientos
En la deacutecada de 1980 Toyota investigoacute la produccioacuten de una adiabaacutetica motor de ceraacutemica
que pueden funcionar a una temperatura de maacutes de 6000 deg F (3300 deg C) Motores ceraacutemicos
no necesitan un sistema de enfriamiento y por lo tanto permiten una importante reduccioacuten
de peso y la eficiencia de combustible por lo tanto mayor La eficiencia del combustible del
motor es tambieacuten maacutes alta a alta temperatura como se muestra por Carnot teorema En un
motor metaacutelico convencional mucha de la energiacutea liberada por el combustible debe ser di-
sipada como calor residual con el fin de evitar un colapso de las partes metaacutelicas A pesar
de todas estas propiedades deseables tales motores no estaacuten en produccioacuten ya que la fa-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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bricacioacuten de piezas de ceraacutemica de la precisioacuten necesaria y la durabilidad es difiacutecil Imper-
fecciones en la ceraacutemica lleva a las grietas que puede conducir a fallas en los equipos po-
tencialmente peligrosos Estos motores son posibles en el laboratorio pero la produccioacuten
en masa no es factible con la tecnologiacutea actual
Se estaacute trabajando en el desarrollo de piezas ceraacutemicas para turbinas de gas motores En
la actualidad incluso las hojas hechas de avanzadas aleaciones de metales utilizados en la
seccioacuten de los motores calientes requieren temperaturas de refrigeracioacuten y cuidadosos que
limitan la de Motores turbina hizo con ceraacutemicas podiacutea operar maacutes eficientemente dando
aviones mayor alcance y payload por un importe conjunto de combustible
Recientemente se han producido avances en la ceraacutemica que incluyen bio-ceraacutemica tales
como los implantes dentales y huesos sinteacuteticos hidroxiapatita el componente mineral na-
tural del hueso se ha hecho de forma sinteacutetica a partir de una serie de fuentes bioloacutegicas y
quiacutemicas y se pueden transformar en materiales ceraacutemicos Implantes ortopeacutedicos a partir
de estos bonos de materiales faacutecilmente a los tejidos oacuteseos y otras partes del cuerpo sin re-
chazo o reacciones inflamatorias Debido a esto son de gran intereacutes para la entrega de ge-
nes y la ingenieriacutea de tejidos andamios La mayoriacutea de la ceraacutemica de hidroxiapatita son
muy porosas y la falta de resistencia mecaacutenica y se utilizan para dispositivos ortopeacutedicos ca-
pa de metal para ayudar en la formacioacuten de un enlace con el hueso o como relleno oacuteseo
Tambieacuten se utilizan como relleno de tornillos ortopeacutedicos de plaacutestico para ayudar a reducir
la inflamacioacuten y aumentar la absorcioacuten de estos materiales de plaacutestico Se estaacute trabajando
para hacer fuerte y bien densa nano cristalina de materiales ceraacutemicos de hidroxiapatita pa-
ra dispositivos ortopeacutedicos que soportan peso en sustitucioacuten de metales y materiales plaacutes-
ticos extranjeros ortopeacutedico con un material sinteacutetico pero de origen natural mineral de los
huesos En uacuteltima instancia estos materiales ceraacutemicos se pueden utilizar como sustitutos
de hueso o con la incorporacioacuten de la proteiacutena colaacutegeno huesos sinteacuteticos
Ceraacutemica de alta tecnologiacutea se utiliza en relojeriacutea para la produccioacuten de cajas de relojes El
material se valora por los relojeros por su ligereza resistencia al rayado resistencia y tacto
suave CBI es una de las marcas que ha iniciado el uso de la ceraacutemica en la relojeriacutea El caso
de la CBI edicioacuten 2007 de Top Gun de la Vigilancia de la Pilot cronoacutegrafo doble se hace a
mano en ceraacutemica de alta tecnologiacutea negro
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Revestimiento con ceraacutemico Las ceraacutemicas se
comercializan clasificadas con un nuacutemero de
tono cuando compre las cajas verifique una por
una para evitar contratiempos a la hora de su
colocacioacuten
Para lograr el equilibrio de coloracioacuten es aconse-
jable mezclar las piezas antes de su colocacioacuten
En este sentido vaya sacando una ceraacutemica de cada caja y coloacutequelas en este orden ya que
siempre existe una pequentildea variacioacuten de matiz de una caja a otra pero que no se notaraacute cuando
se hallen instaladas En cuanto a los sistemas de colocacioacuten existen dos alternativas el sistema
mortero tradicional (praacutecticamente en desuso) y el sistema de capa fina El primero requiere
sumergir la ceraacutemica en agua limpia durante unos minutos como paso previo a su colocacioacuten Si
opta por este meacutetodo recuerde que la ceraacutemica no debe introducirse en el agua con su envase
de cartoacuten ya que podriacutea mancharse como consecuencia de la accioacuten de la tinta del envoltorio o
de la oxidacioacuten de los ganchos de cierre En este sistema es imprescindible tambieacuten mojar los
revoques de los muros y las carpetas de los pisos
Si emplea el segundo sistema que se trabaja sobre la base de un adhesivo cementicio no seraacute
necesario mojar la ceraacutemica ni los revoques No obstante independientemente del meacutetodo de
colocacioacuten utilizado usted deberaacute verificar que las ceraacutemicas esteacuten libres de polvo antes de su
instalacioacuten
En el piso no soacutelo deberaacute tener en cuenta la junta entre una ceraacutemica y otra sino tambieacuten una
separacioacuten perimetral que para superficies pequentildeas debe llegar a los 15 miliacutemetros
Las juntas entre ceraacutemicas deben sellarse con cemento Portland mezclado con arena marmolina
o cuarzo molido Si quiere dar color a la junta recuerde que no es conveniente utilizar colorantes
hidrosolubles como oacutexido de hierro o negro de humo porque pueden manchar la ceraacutemica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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EMPRESAS NACIONALES QUE PRODUCEN DICHOS PRODUCTOS
Las Compantildeiacutea Ceraacutemica o empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y pisos ceraacutemicos han tenido
como objetivo de mejorar la calidad de informacioacuten minimizar esfuerzos y recursos reducir costos y
brindar un mejor servicio al cliente que quiere adquirir estos productos para ello tenemos algunas
empresas nacionales descritos en esta investigacioacuten
COMPANtildeIacuteA DE CERAacuteMICA SA CELIMA
Es empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y
pisos ceraacutemicos desde 1982Ceraacutemica Lima SA
ldquoCelimardquo es una empresa cimentada en la tradicioacuten
milenaria de las culturas Nazca Moche y Chaviacuten para
el dominio de la ceraacutemica cuenta con personal alta-
mente calificado y tecnologiacutea de punta que le ha permitido ingresar a los mercados maacutes exigentes
del mundo tales como la Comunidad Econoacutemica Europea Estados Unidos Canadaacute Australia Centro
Ameacuterica y Sud-Ameacuterica Actualmente CELIMA tiene una capacidad de produccioacuten mensual de
1rsquo100000 m2 entre azulejos y pisos ceraacutemicos
CERAacuteMICA SAN LORENZO ndash PERUacute inicia la
construccioacuten de su planta en mayo de 1999
con los maacutes altos estaacutendares de seguridad
ambiental y tecnologiacutea italiana de vanguardia
Con una inversioacuten inicial de 17 millones de
doacutelares iniciaacutendose con una produccioacuten mensual de 200000 m2 de revestimiento ceraacutemico
para pisos
Antildeo y medio despueacutes amplia su capacidad productiva eacutesta se incrementa a 440000 m2 al
mes innovando en la produccioacuten del Revestimiento Ceraacutemico de Pared permitiendo asiacute
abastecer la demanda insatisfecha de los revestimientos de Pared que no disponiacutea ante-
riormente con una inversioacuten aproximada de 10 millones de doacutelares
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Luego con el objetivo de desarrollar un mercado de exportacioacuten a Estados Unidos donde el gru-
po ha iniciado operaciones a traveacutes de Ceraacutemica San Lorenzo INC (USA) se invierte en una
nueva liacutenea de esmaltado otorgaacutendole asiacute flexibilidad a la produccioacuten siendo eacutesta una alternativa
de disminucioacuten de tiempo en el cambio de producto y se suma a ella la reduccioacuten de ciclos de
proceso de coccioacuten aumentando asiacute la velocidad de la produccioacuten llegando a producir 620000
m2 mensuales
Tambieacuten dentro de los proyectos importantes tenemos el montaje y puesta en marcha de la
planta de productos de tercer fuego los cuales complementan nuestra liacutenea actual de revesti-
mientos Liacutenea de alto perfil desarrollar una serie de piezas especiales como son zoacutecalos liacutestelos
en sus distintas medidas insertos tacos etc
Debido al sostenido aumento de las ventas y con el fin de obtener el liderazgo en el mercado del
ceraacutemico actualmente Ceraacutemica San Lorenzo a incrementado su capacidad de produccioacuten con
una inversioacuten de 12 millones de doacutelares en una ampliacioacuten de planta de 420000 m2 de ceraacutemi-
cos mensuales bajo el concepto de ldquoalta productividadrdquo considerando en el proceso de produc-
cioacuten la molienda de arcillas por viacutea seca ahorrando asiacute gas natural y energiacutea eleacutectrica
Hoy Ceraacutemica San Lorenzo logra ofrecer una amplia gama de productos ceraacutemicos de alta cali-
dad con una produccioacuten superior al milloacuten de metros cuadrados
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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CONCLUSIONES
Se logro obtener la mayor y suficiente informacioacuten acerca del tema pisos ceraacutemicos y mayoacute-
licas
Se logro obtener conocimiento del tema a presentar en este trabajo ldquopisos ceraacutemicos y ma-
yoacutelicasrdquo ya que este tema en discusioacuten es de mucha importancia para nuestra carrera profe-
sional
Se logro obtener la informacioacuten suficiente del tema en investigacioacuten estructurado en los
siguientes apartados descripcioacuten del producto descripcioacuten de las materias primas proceso
de produccioacuten aplicacioacuten en la etapa de construccioacuten yo post-construccioacuten empresas na-
cionales que producen
Los ceraacutemicos son muy importante y aportan al desarrollo y a la comodidad de la humani-
dad asiacute como para la ingenieriacutea es muy importante ya que aporta a los acabados en cons-
trucciones
Por el presente trabajo de investigacioacuten se adquirioacute nuevos conocimientos en cuanto al ma-
terial llamado pisos ceraacutemicos y mayoacutelicas
Aprendimos cuales son los materias primas para la fabricacioacuten de las ceraacutemicas
Aprendimos las aplicaciones en la construccioacuten y en la post construccioacuten
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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RECOMENDACIONES
Se recomienda el uso adecuado y mesurado de la informacioacuten en investigacioacuten
Es maacutes factible hacer trabajos de investigacioacuten de materiales ya conocidos y comunes que
se usan en el proceso de construccioacuten y post construccioacuten
Los integrantes del grupo deben trabajar adecuadamente y con seriedad para que no se
produzca mayor y aprender a trabajar en equipo
Este trabajo fue realizado con mucho esmero y dedicacioacuten ya que el tema en investigacioacuten
es muy importante para nuestra carrera profesional
Observar y realizar un resumen de la informacioacuten recabada de acuerdo al tema en investi-
gacioacuten asiacute como recabar nueva y reciente informacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten tomar maacutes implicancia y verificar los avances de los
trabajos de investigacioacuten y detallar las dificultades de cada grupo asiacute como los errores y asiacute
realizar un mejor u buen trabajo de investigacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten organizar de mejor manera a los alumnos para una
buena y mejor elaboracioacuten de los trabajos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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BIBLIOGRAFIA
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Introduccioacuten a la ciencia e ingenieriacutea de los materiales WD Callister
Materiales Estructura propiedades y aplicaciones Saja Saez ndash Rodriacuteguez Perez ndash Rodriacuteguez
Mendez
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ANEXOS
Pisos ceraacutemicos en viviendas
Pisos ceraacutemicos en sshh
Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
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Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
Pisos ceraacutemicos en Inst Puacuteblicos
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DESCRIPCION DE LAS MATERIAS PRIMAS
MATERIAS PRIMAS PARA LA CONSTRUCCIOacuteN DE CERAacuteMICAS En las ceraacutemicas tradicionales se utilizan materias primas de depoacutesitos naturales Arcillas feldespatos cuarzo estos son poco purificadas
La materia prima es
La arcilla
El agua
La siacutelice
El plomo
El estantildeo
Se forman muacuteltiples fases en la coccioacuten Para cada composicioacuten se dan muchas aplicaciones En las ceraacutemicas teacutecnicas materias primas son de pureza alta y presentan fase uacutenica cada composi-cioacuten tiene una aplicacioacuten especificada Una pasta ceraacutemica baacutesicamente contiene
La arcilla estaacute constituida por agregados de silicatos de aluminio hidratados siendo blanca cuando es pura Surge de la descomposicioacuten de rocas que contienen feldespato originada en un proceso natural que dura decenas de miles de antildeos La foacutermula quiacutemica es Al2O3 middot 2SiO2 middot H2O
Feldespato Carbonato de calcio (caliza)La caliza es una roca sedimentaria porosa de origen quiacutemico formada mineraloacutegicamente por carbonatos La foacutermula de la caliza es CaMg(CO3)2
Chamota (residuo obtenido en el horno)
Chamota de ladrillo
Rotura cruda
Clasificacioacuten de la Arcilla
Las arcillas pueden clasificarse de acuerdo al proceso
geoloacutegico que las originoacute y a la ubicacioacuten del yacimiento en el que se encuentran Se puede re-
conocer
Arcilla primaria Se utiliza esta denominacioacuten cuando el yacimiento donde se encuentra es el
mismo lugar en donde se originoacute El caoliacuten es la uacutenica arcilla primaria conocida
Granulometriacutea Dentro de la clasificacioacuten granulomeacutetrica de las partiacuteculas del suelo las arcillas
ocupan el siguiente lugar
Feldespato
El feldespato es el mineral maacutes comuacuten sobre la
corteza terrestre iexclde manera que es muy posible
que lo encuentres entre las rocas que coleccionas
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Se encuentra en cada uno de los tres tipos de rocas pero es maacutes comuacuten encontrarlo en las
rocas iacutegneas intrusivas como el granito en donde los cristales son blancos o rosados Hay
diferentes tipos de feldespato
Las caracteriacutesticas de los dos tipos maacutes comunes se dan a continuacioacuten Excepto por su color
estos dos tipos comunes de feldespato son difiacuteciles de diferenciar El color puede ser de gran
ayuda pero hay que tener en cuenta que el mismo mineral puede tener colores diferentes
La mejor manera de diferenciar estos dos es mediante la observacioacuten de la superficie de los
cristales y ver si tienen estriaciones delgadas paralelas El feldespato de plagioclasa tiene
estriaciones y el feldespato ortoclase no tiene
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LAS MATERIAS PRIMAS
Algunos ceraacutemicos como la porcelana productos arcillosos estructurales y algunos componentes
electroacutenicos contienen una fase cristalina Durante el tratamiento a elevadas Temperaturas de este
tipo de materiales soacutelidos ceraacutemicos tiene lugar un proceso llamado Vitrificacioacuten por medio del cual
la fase cristalina se licuacutea y rellena los poros del material Esta Fase cristalina liacutequida puede reaccionar
con alguno de los soacutelidos restantes del material refractario Bajo enfriamiento la fase liquida solidifi-
ca para formar una matriz viacutetrea que une las partiacuteculas que no han fundido
CERAacuteMICOS TRADICIONALES
Los ceraacutemicos tradicionales estaacuten constituidos por tres
tipos baacutesicos
Arcilla siacutelice (siacutelex) y feldespato La arcilla estaacute com-
puesta principalmente por silicatos de Al hidratados
(Al2O3 Si O2 H20) con pequentildeas cantidades de otros
oacutexidos como TiO2 Fe2O3 MgO CaO Na2O K2O
En esta imagen podemos percibir la forma-
cioacuten de un cuello durante la sinterizacioacuten de
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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dos partiacuteculas pequentildeas La difusioacuten atoacutemica tiene lugar en la superficie de contacto y alarga el aacuterea
de contacto para formar un cuello
En al siguiente imagen observamos como al porosidad da frente al tiempo de compactos de MgO
dopados con un 02 en peso del CaO y sinterizado en aire estatico a 1330 y 1430 oC noacutetese que
una mayor temperatura de sinterizado produce una disminucioacuten maacutes raacutepida de la porosidad y un
nivel de porosidad maacutes bajo
La siacutelice (Si O2) Tambieacuten llamada Siacutelex o Cuarzo El feldespato potaacutesico que tiene la composicioacuten
baacutesica K2O Al2O3 6SiO2 se funde a bajas temperaturas y se transforma en vidrio cuando la mezcla
ceraacutemica se somete a alta temperatura y une los componentes refractarios
TABLA 1
CERAacuteMICOS DE INGENIERIacuteA
En contraste con los ceraacutemicos tradicionales que se basan principalmente en la arcilla los ceraacutemicos
teacutecnicos o de ingenieriacutea estaacuten constituidos por compuestos puros o casi puros principalmente oacutexidos
carburos o nitruros
TABLA 2
Tipo de pasta Caoliacuten Arcilla Plaacutestica
Feldespato Siacutelex Otros
Porcelana Dura 40 10 25 25
Art Aislantes Eleacutectricos 27 14 26 33
Art Sanitarios Viacutetreos 30 20 34 18
Aislantes Eleacutectricos 23 25 34 18
Tejas Viacutetreas 26 30 32 12
Porcelana Fina Semiviacutetrea 23 30 25 21
Porcelana inglesa 25 hellip 15 22
2CaC O3
Loza para hoteles 31 10 22 35
Porcelana dental
5 hellip 95
Alguno de los ceraacutemicos de ingenieriacutea maacutes importantes contienen compuestos como
Porcentaje en pesos de los oacutexidos principales
Tipo Al2O2 Si O2 Fe2O3 TiO2 CaO MgO Na2O K2O H20 Peacuterd por ignicioacuten
Caoliacuten 374 455 168 13 0004 003 0011 0005 139
Arc Plaacutestica de ten
309 54 074 15 014 02 045 072 hellip 114
Arc Plaacutestica de Ky
32 517 09 152 021 019 038 089 hellip 123
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Aluacutemina (Al2O3)
Nitruro de Silicio (Si3N4)
Carburo de silicio (SiC)
Zirconita (ZrO2) A continuacioacuten se ofrece una breve descripcioacuten de algunos compuestos procesos y aplica-
ciones de varios materiales ceraacutemicos importantes en ingenieriacutea
Aluacutemina (Al2O3)La aluacutemina se desarrolloacute originalmente para tubos refractarios y crisoles dealta
pureza de utilizacioacuten a elevadas temperaturas pero ahora tiene aplicaciones mucho maacutes variadas
Un ejemplo claacutesico de la utilizacioacuten de la aluacutemina es en materiales aislantes de las bujiacuteas El oacutexido de
aluminio se dopa con oacutexido de Mg se prensa en friacuteo y se sinteriza La aluacutemina se emplea frecuente-
mente para aplicaciones eleacutectricas de buena calidad donde se precisan bajas peacuterdidas dieleacutectricas y
alta resistividad
Nitruro de silicio (Si3N4)Los materiales ceraacutemicos con base de nitruro tienen una combinacioacuten
muy uacutetil de propiedades mecaacutenicas ingenieriles como resistencia razonable resistencia al impacto y
propiedades refractarias El Si3N4se disocia significativamente a temperaturas por encima de los
800degC y por consiguiente no se puede sinterizar directamente Sin embargo a lo largo de los uacuteltimos
antildeos se han desarrollado otros meacutetodos de fabricacioacuten delSi3N4Se han desarrollado cuatro procesos
principales para el nitruro de silicio procesos por reaccioacuten de unioacuten (RBSN) procesos de compacta-
cioacuten en caliente de nitruro de silicio (HPSN) proceso de nitruro de silicio sinterizado (SSN) proceso
de nitruro de silicio de compactacioacuten isostaacutetica en caliente (HIP-SN) En el proceso por reaccioacuten de
unioacuten un polvo compacto de silicio se nitrura en una corriente de gas nitroacutegeno Este proceso produ-
ce un Si3N4 microporoso y con moderadaresistencia
Propiedades de algunos ceraacutemicos de nitruro de silicio (TABLA 3)
RSBN SSN SIALON HIP-SN
Densidad Mgm3
27 33 33 33
Moacutedulo de Yung GPa
200 300 300 300
Resistencia en RT MPa
300+ 900+ 800+ 900++
Kic Mpam12
2 6 65 55-65
Desgaste por fatiga de contacto
NA Bajo Moderado Extremadamente bajo
Constante Dieleacutectrica a 1010Hz
6-7 65 hellip 65-75
$pieza de forma neta
El menor Medio Medio El mayor
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RSBN= Nitruro de Silicio con enlace por reaccioacuten
SSN= Nitruro de silicio sinterizado
HIP-SN= Nitruro de silicio Comprimido en caliente isostaacuteticamente + Flexioacuten en cuatro puntos ++ Traccioacuten directa
Carburo de silicio (SiC)Los ceraacutemicos de altas prestaciones del tipo SiC tiene propiedades muy
importantes ya que su dureza es elevada son inertes quiacutemicamente tiene buena resistencia a la
abrasioacuten y a la oxidacioacuten a altas temperaturas Sin embargo el SiC es relativamente quebradizo
por su baja resistencia al impacto y es difiacutecil producir piezas ceraacutemicas densas de grano fino Para
hacer carburo de silicio sinterizado por reaccioacuten se infiltra un polvo compacto de SiC y carbono
(grafito) con silicio fundido que reacciona con el carbono para formar SiC uniendo los granos
originales de SiC El proceso no puede continuarse hasta que todos los poros que se encuentran
entre los granos originales se llenen ya que el silicio debe ser capaz de infiltrarse Asiacute el produc-
to final contiene entre un 8 y un 20 de Si libre El SiC se puede sinterizar usando polvo de SiC
alfa de calidad adecuada sin aplicacioacuten de presioacuten externa si se antildeaden ayudas al sinterizado
Para el sinterizado sin presioacuten del SiC se utilizan comuacutenmente compuestos de boro y aluminio
Zirconio (ZrO2)La zirconita pura es polimorfa y experimenta transformaciones desde una es-
tructura tetragonal a otra monocliacutenica sobre los 1170degC acompantildeada de una expansioacuten de vo-
lumen y posible ruptura Sin embargo combinando ZrO2 con otros oacutexidos refractarios tales co-
mo CaO MgO e Y2O3 la estructura cuacutebica se puede estabilizar a temperatura ambiente y se han
encontrado algunas aplicaciones donde se requiere alta resistencia a impactos
LOS VIDRIOS DE LOS CERAMICOS
Un vidrio es un material ceraacutemico que se fabrica a partir de materiales inorgaacutenicos a altas tem-
peraturas Sin embargo se distingue de otros ceraacutemicos en que sus constituyentes se calientan
hasta la fusioacuten y despueacutes se enfriacutean hasta un estado riacutegido sin cristalizacioacuten Una de sus caracte-
riacutesticas es que tiene una estructura cristalina o amorfa Las moleacuteculas de vidrio no estaacuten coloca-
das en un orden repetitivo de largo alcance como en el caso de un soacutelido cristalino
Composicioacuten de los vidrios El vidrio de siacutelice fundido presenta una alta transmisioacuten espectral y
no estaacute sujeto a dantildeos de radiacioacuten que origina coloracioacuten en otros vidrios Es por tanto el vidrio
ideal para la luna de los vehiacuteculos espaciales y de tuacuteneles aerodinaacutemicos y para sistemas oacutepticos
en dispositivos espectrofotomeacutetricos Sin embargo los vidrios de siacutelice son caros y difiacuteciles de
procesar
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CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS Y QUIacuteMICAS DE LAS MATERIAS PRIMAS
Las importantes aplicaciones industriales de este grupo de minerales radican en sus propiedades
fiacutesico-quiacutemicas Dichas propiedades derivan principalmente de
Su extremadamente pequentildeo tamantildeo de partiacutecula (inferior a 2 mm)
Su morfologiacutea laminar (filosilicatos)
Las sustituciones isomoacuterficas que dan lugar a la aparicioacuten de carga en las laacuteminas
Por otra parte la existencia de carga en las laacuteminas se compensa como ya se ha citado con la
entrada en el espacio interlaminar de cationes deacutebilmente ligados y con estado variable de hi-
dratacioacuten que pueden ser intercambiados faacutecilmente mediante la puesta en contacto de la arci-
lla con una solucioacuten saturada en otros cationes a esta propiedad se la conoce como capacidad
de intercambio catioacutenico y es tambieacuten la base de multitud de aplicaciones industriales
Superficie especiacutefica La superficie especiacutefica o aacuterea superficial de una arcilla se define como el
aacuterea de la superficie externa maacutes el aacuterea de la superficie interna (en el caso de que esta exista)
de las partiacuteculas constituyentes por unidad de masa expresada en m2g Las arcillas poseen una
elevada superficie especiacutefica muy importante para ciertos usos industriales en los que la inter-
accioacuten soacutelido-fluido depende directamente de esta propiedad
A continuacioacuten se muestran algunos ejemplos de superficies especiacuteficas de arcillas
Caolinita de elevada cristalinidad hasta 15 m2g
Caolinita de baja cristalinidad hasta 50 m2g
Halloisita hasta 60 m2g
Illita hasta 50 m2g
Montmorillonita 80-300 m2g
Sepiolita 100-240 m2g
Paligorskita 100-200 m2g
Capacidad de Intercambio catioacutenico Es una propiedad fundamental de las esmectitas Son ca-
paces de cambiar faacutecilmente los iones fijados en la superficie exterior de sus cristales en los
espacios interlaminares o en otros espacios interiores de las estructuras por otros existentes en
las soluciones acuosas envolventes
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Sustituciones isomoacuterficas dentro de la estructura
Enlaces insaturados en los bordes y superficies externas
Disociacioacuten de los grupos hidroxilos accesibles
A continuacioacuten se muestran algunos ejemplos de capacidad de intercambio catioacutenico (en
meq100g)
Caolinita 3-5
Halloisita 10-40
Illita 10-50
Clorita 10-50
Vermiculita 100-200
Montmorillonita 80-200
Sepiolita-paligorskita 20-35
Los materiales primas de los ceraacutemicos son Minerales compuestos y elementos quiacutemicos forma-
dos mediante procesos inorgaacutenicos
Las propiedades de los minerales se estudian bajo las correspondientes divisiones mineralogiacutea
quiacutemica mineralogiacutea y fiacutesica
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PROCESO DE PRODUCCION
PROCESADO DE MATERIALES CERAacuteMICOS
Las ceraacutemicas no cristalinas (vidriosas) suelen ser formadas de fundiciones El vidrio es formado
por cualquiera de los siguientes meacutetodos soplado prensado laminado estirado colado o flota-
do y galvanizado
Los materiales ceraacutemicos cristalinos no son susceptibles de un variado rango de procesado Los
meacutetodos empleados para su manejo tienden a fallar en una de dos categoriacuteas -hacer ceraacutemica
en la forma deseada pro reaccioacuten in situ o por formacioacuten de polvos en la forma deseada y lue-
go sinterizados para formar un cuerpo soacutelido Algunos meacutetodos usados son un hiacutebrido de los dos
meacutetodos mencionados
Manufactura in situ
El uso maacutes comuacuten de este meacutetodo es en la produccioacuten de cemento y concreto Aquiacute los abrasi-
vos deshidratados son mezclados con agua Esto da comienzo a las reacciones de la hidratacioacuten
las cuales resultan en cristales grandes interconectados formaacutendose alrededor de los agregados
Pasado un tiempo esto resulta en una ceraacutemica soacutelida
El mayor problema con este meacutetodo es que la mayoriacutea de las reacciones son tan raacutepidas que no
es posible hacer una buena mezcla lo que tiende a impedir la construccioacuten en gran escala Sin
embargo los sistemas a pequentildea escala pueden ser realizados mediante teacutecnicas de depoacutesito
en donde los diferentes materiales son introducidos sobre un sustrato donde se produce la
reaccioacuten y la ceraacutemica se forma sobre este sustrato
Conformado de los polvos
El objetivo principal del conformado es dar forma y consistencia a la masa de polvos que deacute lugar
a un aumento de la densidad y por lo tanto a una mejora de las propiedades mecaacutenicas Existen
dos formas de realizar el conformado mediante la aplicacioacuten de presioacuten y temperaturas eleva-
das Con la aplicacioacuten de presioacuten y temperatura el proceso es similar a si no aplicaacutesemos altas
temperaturas pero obtenemos productos maacutes densos y homogeacuteneos a la vez que ahorramos
materias primas
Prensado uniaxial (en caliente o en friacuteo) Consiste en la aplicacioacuten de presioacuten en una uacutenica
direccioacuten hasta conseguir la compactacioacuten de los polvos ceraacutemicos La pieza asiacute conformada
tendraacute la forma de la matriz y las superficies con las que se aplica la presioacuten
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Prensado isostaacutetico en caliente o en friacuteo Consiste en compactar los polvos encerraacutendolos
hermeacuteticamente en moldes elaacutesticos tiacutepicamente de goma laacutetex o PVC aplicaacutendoles pre-
sioacuten hidrostaacutetica mediante un fluido que puede ser agua o aceite El fundamento de este
proceso es el Principio de Pascal de este modo conseguimos compactar uniformemente y
en todas las direcciones el material
Slip Casting Se fundamenta en el moldeo por barbotina de la ceraacutemica tradicional median-
te el cual obtenemos piezas de espesores pequentildeos utilizando moldes porosos
Meacutetodos basados en la sinterizacioacuten
Los principios de los meacutetodos basados en la sinterizacioacuten son sencillos Una vez que la materia
prima es acondicionada para su procesamiento (hornada) es introducida en el horno con lo que
el proceso de difusioacuten compacta a la materia prima
Los poros se achican resultando un producto maacutes denso y fuerte El quemado se hace a una
temperatura por debajo del punto de derretimiento de la ceraacutemica Siempre queda alguna poro-
sidad pero la verdadera ventaja de este meacutetodo es que la hornada puede ser producida de cual-
quier modo imaginable e incluso puede ser sinterizado Esto lo hace una ruta muy versaacutetil
Existen miles de posibles refinamientos de este proceso Algunos de los maacutes comunes involucran
presionar la hornada para darle la densidad la quema reduce el tiempo de sinterizacioacuten necesa-
rio A veces se antildeaden elementos orgaacutenicos junto a la hornada que son disueltos durante la
quema
Algunas veces se agregan lubricantes orgaacutenicos durante el proceso para incrementar la densi-
dad No es raro combinarlos agregando materia orgaacutenica y lubricantes a una hornada y luego
presionar (La formulacioacuten de estos aditivos quiacutemico orgaacutenicos es un arte en siacute mismo) Esto es
particularmente importante en la manufactura de ceraacutemica de alto rendimiento tales como las
usadas para la electroacutenica en condensadores inductores sensores etc
Puede realizarse una mezcla de componentes en vez de usar un solo polvo y luego verterlo en el
molde deseado dejaacutendolo secar y luego sinterizarlo De hecho en la alfareriacutea tradicional es he-
cho de esta forma usando una mezcla plaacutestica que es trabajada con las manos
Si una mezcla de materiales diferentes componentes es utilizada en una ceraacutemica algunas veces
la temperatura de sinterizacioacuten es mayor a la temperatura de fundicioacuten de alguno de sus com-
ponentes (fase liacutequida de sinterizacioacuten) Esto genera un periacuteodo maacutes corto de sinterizacioacuten com-
parado con el estado soacutelido sinterizado
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DESCRIPCIOacuteN DEL PROCESO DE PRODUCCIOacuteN
LA FABRICACIOacuteN
PROCESO Una vez que las materias primas que se procesan una serie de medidas llevaraacute a cabo
para obtener el producto terminado Estos pasos incluyen la dosificacioacuten mezcla y molienda
secado por aspersioacuten formando secado esmaltado y coccioacuten Muchos de estos pasos se reali-
zan ahora con equipos automatizados
De procesamiento por lotes Un caso de muchos productos de ceraacutemica incluyendo mosaico de
la composicioacuten corporal se determina por la cantidad y el tipo de materias primas Las materias
primas tambieacuten determinan el color del cuerpo del azulejo que puede ser rojo o blanco depen-
diendo de la cantidad de hierro que contienen materias primas empleadas Por lo tanto es im-
portante mezclar las cantidades correctas en conjunto para lograr las propiedades deseadas
Caacutelculos por lotes por tanto necesario que debe tener en cuenta tanto las propiedades fiacutesicas y
composicioacuten quiacutemica de las materias primas Una vez que el peso adecuado de cada materia
prima se determina las materias primas deben ser mezclados
Mezcla y molienda Una vez que los ingredientes se pesan que se suman en un mezclador de
shell mezclador de cinta o un mezclador intensivo Un mezclador de shell se compone de dos
cilindros unidos en forma de V que gira a caer y mezclar el material Un mezclador de cinta utili-
za aspas helicoidales y un mezclador intensivo utiliza haraacute raacutepidamente renovables Este paso
maacutes muele los ingredientes dando como resultado un tamantildeo de partiacutecula maacutes fina que mejora
el proceso de formacioacuten posterior (ver paso 4 a continuacioacuten)
A veces es necesario agregar agua para aumentar la mezcla de un lote con varios ingredientes
asiacute como para lograr la molienda fina Este proceso se denomina molienda huacutemeda y con fre-
cuencia se realiza mediante un molino de bolas El resultado lleno de agua mezcla que se llama
una papilla o deslizamiento El agua se extrae de la suspensioacuten pulsando filtro (que elimina el
40-50 por ciento de la humedad) seguida de molienda en seco
De secado por aspersioacuten Si la molienda huacutemeda es utilizada por primera vez el exceso de agua
suele ser removido a traveacutes de secado por aspersioacuten Esto implica el bombeo de la lechada con
un atomizador que consiste en un disco que gira raacutepidamente o la boquilla Las gotas de la hoja
se secan a medida que se calientan con una columna de aire ascendente caliente formando pe-
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quentildeos graacutenulos de libre movimiento que dan como resultado un polvo susceptible de confor-
macioacuten
Cuerpos de baldosas tambieacuten se puede preparar por molienda en seco seguido de granulacioacuten
Granulacioacuten se utiliza una maacutequina en la cual se mezcla la mezcla de material previamente seco
molido con agua para formar las partiacuteculas en graacutenulos que a su vez formar un polvo listo para
su formacioacuten
La formacioacuten La mayoriacutea de baldosas estaacute formada por prensado en seco En este meacutetodo el
polvo de flujo libre que contiene aglutinante orgaacutenico o un bajo porcentaje de humedad se deri-
va de una tolva en la matriz de la formacioacuten El material se comprime en una cavidad de acero
por eacutembolos de acero y luego es expulsado por el eacutembolo de la parte inferior Prensas automati-
zadas se utilizan para presiones de trabajo de hasta 2500 toneladas
Varios otros meacutetodos tambieacuten se utilizan en el cuerpo del azulejo estaacute en huacutemedo la forma maacutes
moldeable Extrusioacuten ademaacutes de perforacioacuten se utiliza para producir baldosas de forma irregu-
lar y maacutes delgada de baldosas maacutes raacutepida y econoacutemica Esto implica la compactacioacuten de una
masa de plaacutestico en el cilindro de presioacuten alta y obligando a que el material fluya hacia fuera de
la botella en las babosas cortoacute Estas balas son entonces un puntildeetazo en una o maacutes fichas con
troquelado hidraacuteulico o neumaacutetico
RAM presionando a menudo se utiliza para la baldosa muy perfilada Con este meacutetodo las bal-
dosas excluidas por el cuerpo del azulejo se presionan entre dos mitades de un molde duro o
porosa montada en una prensa hidraacuteulica El formoacute parte se elimina por la primera aplicacioacuten de
vaciacuteo a la mitad superior del molde para liberar la parte de la mitad inferior seguido forzando el
aire a traveacutes de la parte de arriba para liberar la parte superior El exceso de material debe ser
removido de la pieza y acabado adicional puede ser necesario
Otro proceso conocido como cristal de presioacuten se ha desarrollado recientemente Este proceso
combina el cristal y dar forma a la vez pulsando el esmalte (en forma de polvo atomizado) direc-
tamente en la matriz llena con el polvo del cuerpo de baldosas Las ventajas incluyen la elimina-
cioacuten de liacuteneas de esmaltado asiacute como el material de desecho cristales (llamados lodos) que se
produce con el meacutetodo convencional
El secado baldosas de ceraacutemica por lo general debe ser secado (con una humedad relativa alta)
despueacutes de la formacioacuten sobre todo si un meacutetodo huacutemedo se utiliza Secado lo que puede lle-
var varios diacuteas se quita el agua a una velocidad lo suficientemente lenta como para evitar las
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grietas por contraccioacuten Los secadores continuos o tuacuteneles que se utilizan son calentados con
gas o aceite laacutemparas de infrarrojos o energiacutea de microondas Secado por infrarrojos es maacutes
adecuado para baldosas finas mientras secado por microondas que funciona mejor para maacutes
gruesa de baldosas Otro meacutetodo el secado impulso utiliza pulsos de aire caliente que fluye en
la direccioacuten transversal en vez de manera continua en la direccioacuten del flujo de materiales
Acristalamiento Para preparar el glaseado los mismos meacutetodos que para el cuerpo del azulejo
Despueacutes de una formulacioacuten de lotes se calcula las materias primas se pesan se mezclan y seco
o huacutemedo molido Los esmaltes molidos se aplican mediante uno de los meacutetodos disponibles
En el acristalamiento de centriacutefuga o arado de discos el esmalte se alimenta a traveacutes de un disco
giratorio que arroja o lanza el esmalte en el azulejo En el meacutetodo de la campana cascada una
corriente de barniz se cae en el azulejo al pasar sobre una cinta transportadora por debajo A
veces el esmalte es simplemente rociado en Para aplicaciones de esmalte muacuteltiples impresioacuten
en pantalla por debajo o entre las baldosas que se han mojado cristal se utiliza En este proce-
so esmalte es forzada a traveacutes de una pantalla por una rasqueta de goma u otro dispositivo
Acristalamiento en seco tambieacuten se estaacute utilizando Esto implica la aplicacioacuten de polvos fritas
trituradas (materiales de vidrio) y esmaltes granulada en una superficie de baldosas mojadas
acristalamiento Despueacutes de la coccioacuten las partiacuteculas de esmalte se funden entre siacute para produ-
cir una superficie como el granito
Disparo Despueacutes de cristal el azulejo se debe calentar intensamente para fortalecerlo y darle la
porosidad deseada Hay dos tipos de hornos o Despueacutes de la formacioacuten el archivo se seca poco
a poco (durante varios diacuteas) y con una humedad alta para evitar el agrietamiento y la contrac-
cioacuten A continuacioacuten el barniz se aplica a continuacioacuten el azulejo se cuece en un horno o estu-
fa Aunque algunos tipos de baldosas requiere un proceso de coccioacuten en dos etapas huacutemedo
molido baldosas se dispara una sola vez a una temperatura de 2000 grados Fahrenheit o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten el azulejo es empacado y enviado
Los hornos se utilizan para la coccioacuten de baldosas Azulejo de la pared o azulejo que es prepa-
rado por molienda en seco en lugar de molienda huacutemeda requiere generalmente un proceso de
dos pasos En este proceso el azulejo pasa a traveacutes de un disparo de baja temperatura llamada
sopa de fuego antes de acristalamiento Este paso elimina los volaacutetiles de la materia y la mayor
parte o la totalidad de la contraccioacuten El cuerpo y el esmalte luego se disparoacute en un proceso lla-
mado despido glost Tanto los procesos de coccioacuten tienen lugar en un tuacutenel o un horno conti-
nuo que consta de una caacutemara a traveacutes del cual poco a poco el software se trasladoacute en un
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transportador de rollos de refractarios estantes construidos con materiales que son resistentes a
temperaturas altas o en contenedores denominados gacetas Coccioacuten en un horno tuacutenel puede
tomar de dos a tres diacuteas con temperaturas alrededor de disparar 2372 grados Fahrenheit
(1300 grados Celsius)
Para el azulejo que soacutelo requiere un uacutenico disparo por lo general de baldosas que se prepara por
viacutea huacutemeda de rodillos para moler los hornos se utilizan generalmente Estos hornos se mueven
las mercanciacuteas de un transportador de rodillos y no necesitan muebles horno tales como blo-
ques o gacetas Los tiempos de encender en los hornos de rodillos pueden ser tan bajos como
60 minutos con temperaturas de coccioacuten alrededor de 2102 grados Fahrenheit (1150 grados
Celsius) o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten y las pruebas el azulejo estaacute listo para ser empaquetados y enviados
Subproductos Una variedad de contaminantes se generan durante las etapas de fabricacioacuten
diferentes estas emisiones deben ser controladas para cumplir con las normas de control de
aire Entre los contaminantes que produce en la fabricacioacuten de baldosas estaacuten compuestos de
fluacuteor y el plomo que se producen durante la coccioacuten y vidriado Los compuestos de plomo se
han reducido significativamente con el reciente desarrollo de esmaltes sin plomo o de bajo plo-
mo Las emisiones de fluacuteor pueden ser controladas con los depuradores los dispositivos de ae-
rosol que baacutesicamente los gases con agua para eliminar los contaminantes dantildeinos Tambieacuten
se puede controlar con procesos en seco como los filtros de tela recubierta con cal Esta cal
puede ser reciclada como materia prima para el azulejo en el futuro
La industria del azulejo es tambieacuten el desarrollo de procesos para reciclar las aguas residuales y
lodos generados durante el mecanizado automaacutetico vidrios y el secado por atomizacioacuten Ya
que algunas plantas de reciclaje el exceso de polvo generado durante el prensado en seco asiacute
como el rociacuteo producido durante el acristalamiento Residuos de barniz y teja rechazoacute tambieacuten
se devuelven al proceso de preparacioacuten del cuerpo para su reutilizacioacuten
Control de calidad La mayoriacutea de fabricantes de baldosas utilizan ahora el control estadiacutestico de
procesos (SPC) para cada paso del proceso de fabricacioacuten Muchos de ellos tambieacuten trabajan
estrechamente con sus proveedores de materia prima para asegurar que se cumplan las especi-
ficaciones antes de que el material se utilice Control estadiacutestico del proceso consiste en las car-
tas que se utilizan para controlar diversos paraacutemetros de procesamiento tales como el tamantildeo
de las partiacuteculas el tiempo de molienda la temperatura de secado y el tiempo presioacuten de com-
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pactacioacuten dimensiones despueacutes del prensado la densidad la temperatura de coccioacuten y el tiem-
po y similares Estas cartas identificar problemas con el equipo fuera de las condiciones de
especificacioacuten y ayudar a mejorar el rendimiento antes de que el producto final esteacute terminado
El producto final debe cumplir con ciertas especificaciones en relacioacuten con propiedades fiacutesicas y
quiacutemicas Estas propiedades estaacuten determinados por las pruebas estaacutendar establecido por la
Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM) Propiedades medidas incluyen resistencia
mecaacutenica resistencia de abrasioacuten resistencia quiacutemica absorcioacuten de agua su estabilidad dimen-
sional resistencia al hielo y el coeficiente de expansioacuten teacutermica lineal Maacutes recientemente el
antideslizante que se puede determinar midiendo el coeficiente de friccioacuten se ha convertido en
una preocupacioacuten Sin embargo no existe una norma se ha establecido todaviacutea porque otros
factores (tales como el disentildeo del suelo y el cuidado apropiados) puede hacer que los resultados
sin sentido
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APLICACIOacuteN EN LA ETAPA DE CONSTRUCCION YO POST-CONSTRUCCION
Su uso inicial fue fundamentalmente la elaboracioacuten de recipientes empleados para contener
alimentos o bebidas Maacutes adelante se utilizoacute para modelar figurillas de posible caraacutecter simboacuteli-
co maacutegico religioso o funerario Tambieacuten se empleoacute como material de construccioacuten en forma
de ladrillo teja baldosa o azulejo conformando muros o revistiendo paramentos La teacutecnica del
vidriado le proporcionoacute gran atractivo se utilizoacute tambieacuten en escultura Actualmente tambieacuten se
emplea como aislante eleacutectrico y teacutermico en hornos motores y en blindaje
Ceraacutemicas se utilizan en la fabricacioacuten de cuchillos La hoja del cuchillo de ceraacutemica perma-
neceraacute fuerte por mucho maacutes tiempo que el de un cuchillo de acero a pesar de que es maacutes
fraacutegil que se abrocha por la caiacuteda sobre una superficie dura
Ceraacutemicas como aluacutemina y carburo de boro se han utilizado en baliacutestica chalecos blindados
para repeler gran calibre rifle de fuego Dichas placas se conocen comuacutenmente como de
armas pequentildeas inserciones de proteccioacuten (SAPI) Material similar se utiliza para proteger
las cabinas de algunos aviones militares debido a su bajo peso del material
Las bolas de ceraacutemica se puede utilizar para sustituir el acero en rodamientos de bolas Su
mayor dureza que significa que son mucho menos susceptibles al desgaste y puede ofrecer
maacutes de vida triple Tambieacuten se deforman menos en el sentido de carga que tienen menos
contacto con las paredes de retencioacuten del rodamiento y puede rodar maacutes raacutepido En las
aplicaciones de muy alta velocidad el calor de la friccioacuten durante la rodadura puede causar
problemas para los rodamientos de metal los problemas que se reducen por el uso de la ce-
raacutemica La ceraacutemica es tambieacuten maacutes resistente a los quiacutemicos y puede utilizarse en ambien-
tes huacutemedos donde los rodamientos de acero se oxidaban El mayor inconveniente de uti-
lizar la ceraacutemica es un costo mucho maacutes elevado En muchos casos sus propiedades de ais-
lamiento eleacutectrico tambieacuten puede ser valiosa para los rodamientos
En la deacutecada de 1980 Toyota investigoacute la produccioacuten de una adiabaacutetica motor de ceraacutemica
que pueden funcionar a una temperatura de maacutes de 6000 deg F (3300 deg C) Motores ceraacutemicos
no necesitan un sistema de enfriamiento y por lo tanto permiten una importante reduccioacuten
de peso y la eficiencia de combustible por lo tanto mayor La eficiencia del combustible del
motor es tambieacuten maacutes alta a alta temperatura como se muestra por Carnot teorema En un
motor metaacutelico convencional mucha de la energiacutea liberada por el combustible debe ser di-
sipada como calor residual con el fin de evitar un colapso de las partes metaacutelicas A pesar
de todas estas propiedades deseables tales motores no estaacuten en produccioacuten ya que la fa-
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bricacioacuten de piezas de ceraacutemica de la precisioacuten necesaria y la durabilidad es difiacutecil Imper-
fecciones en la ceraacutemica lleva a las grietas que puede conducir a fallas en los equipos po-
tencialmente peligrosos Estos motores son posibles en el laboratorio pero la produccioacuten
en masa no es factible con la tecnologiacutea actual
Se estaacute trabajando en el desarrollo de piezas ceraacutemicas para turbinas de gas motores En
la actualidad incluso las hojas hechas de avanzadas aleaciones de metales utilizados en la
seccioacuten de los motores calientes requieren temperaturas de refrigeracioacuten y cuidadosos que
limitan la de Motores turbina hizo con ceraacutemicas podiacutea operar maacutes eficientemente dando
aviones mayor alcance y payload por un importe conjunto de combustible
Recientemente se han producido avances en la ceraacutemica que incluyen bio-ceraacutemica tales
como los implantes dentales y huesos sinteacuteticos hidroxiapatita el componente mineral na-
tural del hueso se ha hecho de forma sinteacutetica a partir de una serie de fuentes bioloacutegicas y
quiacutemicas y se pueden transformar en materiales ceraacutemicos Implantes ortopeacutedicos a partir
de estos bonos de materiales faacutecilmente a los tejidos oacuteseos y otras partes del cuerpo sin re-
chazo o reacciones inflamatorias Debido a esto son de gran intereacutes para la entrega de ge-
nes y la ingenieriacutea de tejidos andamios La mayoriacutea de la ceraacutemica de hidroxiapatita son
muy porosas y la falta de resistencia mecaacutenica y se utilizan para dispositivos ortopeacutedicos ca-
pa de metal para ayudar en la formacioacuten de un enlace con el hueso o como relleno oacuteseo
Tambieacuten se utilizan como relleno de tornillos ortopeacutedicos de plaacutestico para ayudar a reducir
la inflamacioacuten y aumentar la absorcioacuten de estos materiales de plaacutestico Se estaacute trabajando
para hacer fuerte y bien densa nano cristalina de materiales ceraacutemicos de hidroxiapatita pa-
ra dispositivos ortopeacutedicos que soportan peso en sustitucioacuten de metales y materiales plaacutes-
ticos extranjeros ortopeacutedico con un material sinteacutetico pero de origen natural mineral de los
huesos En uacuteltima instancia estos materiales ceraacutemicos se pueden utilizar como sustitutos
de hueso o con la incorporacioacuten de la proteiacutena colaacutegeno huesos sinteacuteticos
Ceraacutemica de alta tecnologiacutea se utiliza en relojeriacutea para la produccioacuten de cajas de relojes El
material se valora por los relojeros por su ligereza resistencia al rayado resistencia y tacto
suave CBI es una de las marcas que ha iniciado el uso de la ceraacutemica en la relojeriacutea El caso
de la CBI edicioacuten 2007 de Top Gun de la Vigilancia de la Pilot cronoacutegrafo doble se hace a
mano en ceraacutemica de alta tecnologiacutea negro
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Revestimiento con ceraacutemico Las ceraacutemicas se
comercializan clasificadas con un nuacutemero de
tono cuando compre las cajas verifique una por
una para evitar contratiempos a la hora de su
colocacioacuten
Para lograr el equilibrio de coloracioacuten es aconse-
jable mezclar las piezas antes de su colocacioacuten
En este sentido vaya sacando una ceraacutemica de cada caja y coloacutequelas en este orden ya que
siempre existe una pequentildea variacioacuten de matiz de una caja a otra pero que no se notaraacute cuando
se hallen instaladas En cuanto a los sistemas de colocacioacuten existen dos alternativas el sistema
mortero tradicional (praacutecticamente en desuso) y el sistema de capa fina El primero requiere
sumergir la ceraacutemica en agua limpia durante unos minutos como paso previo a su colocacioacuten Si
opta por este meacutetodo recuerde que la ceraacutemica no debe introducirse en el agua con su envase
de cartoacuten ya que podriacutea mancharse como consecuencia de la accioacuten de la tinta del envoltorio o
de la oxidacioacuten de los ganchos de cierre En este sistema es imprescindible tambieacuten mojar los
revoques de los muros y las carpetas de los pisos
Si emplea el segundo sistema que se trabaja sobre la base de un adhesivo cementicio no seraacute
necesario mojar la ceraacutemica ni los revoques No obstante independientemente del meacutetodo de
colocacioacuten utilizado usted deberaacute verificar que las ceraacutemicas esteacuten libres de polvo antes de su
instalacioacuten
En el piso no soacutelo deberaacute tener en cuenta la junta entre una ceraacutemica y otra sino tambieacuten una
separacioacuten perimetral que para superficies pequentildeas debe llegar a los 15 miliacutemetros
Las juntas entre ceraacutemicas deben sellarse con cemento Portland mezclado con arena marmolina
o cuarzo molido Si quiere dar color a la junta recuerde que no es conveniente utilizar colorantes
hidrosolubles como oacutexido de hierro o negro de humo porque pueden manchar la ceraacutemica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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EMPRESAS NACIONALES QUE PRODUCEN DICHOS PRODUCTOS
Las Compantildeiacutea Ceraacutemica o empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y pisos ceraacutemicos han tenido
como objetivo de mejorar la calidad de informacioacuten minimizar esfuerzos y recursos reducir costos y
brindar un mejor servicio al cliente que quiere adquirir estos productos para ello tenemos algunas
empresas nacionales descritos en esta investigacioacuten
COMPANtildeIacuteA DE CERAacuteMICA SA CELIMA
Es empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y
pisos ceraacutemicos desde 1982Ceraacutemica Lima SA
ldquoCelimardquo es una empresa cimentada en la tradicioacuten
milenaria de las culturas Nazca Moche y Chaviacuten para
el dominio de la ceraacutemica cuenta con personal alta-
mente calificado y tecnologiacutea de punta que le ha permitido ingresar a los mercados maacutes exigentes
del mundo tales como la Comunidad Econoacutemica Europea Estados Unidos Canadaacute Australia Centro
Ameacuterica y Sud-Ameacuterica Actualmente CELIMA tiene una capacidad de produccioacuten mensual de
1rsquo100000 m2 entre azulejos y pisos ceraacutemicos
CERAacuteMICA SAN LORENZO ndash PERUacute inicia la
construccioacuten de su planta en mayo de 1999
con los maacutes altos estaacutendares de seguridad
ambiental y tecnologiacutea italiana de vanguardia
Con una inversioacuten inicial de 17 millones de
doacutelares iniciaacutendose con una produccioacuten mensual de 200000 m2 de revestimiento ceraacutemico
para pisos
Antildeo y medio despueacutes amplia su capacidad productiva eacutesta se incrementa a 440000 m2 al
mes innovando en la produccioacuten del Revestimiento Ceraacutemico de Pared permitiendo asiacute
abastecer la demanda insatisfecha de los revestimientos de Pared que no disponiacutea ante-
riormente con una inversioacuten aproximada de 10 millones de doacutelares
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Luego con el objetivo de desarrollar un mercado de exportacioacuten a Estados Unidos donde el gru-
po ha iniciado operaciones a traveacutes de Ceraacutemica San Lorenzo INC (USA) se invierte en una
nueva liacutenea de esmaltado otorgaacutendole asiacute flexibilidad a la produccioacuten siendo eacutesta una alternativa
de disminucioacuten de tiempo en el cambio de producto y se suma a ella la reduccioacuten de ciclos de
proceso de coccioacuten aumentando asiacute la velocidad de la produccioacuten llegando a producir 620000
m2 mensuales
Tambieacuten dentro de los proyectos importantes tenemos el montaje y puesta en marcha de la
planta de productos de tercer fuego los cuales complementan nuestra liacutenea actual de revesti-
mientos Liacutenea de alto perfil desarrollar una serie de piezas especiales como son zoacutecalos liacutestelos
en sus distintas medidas insertos tacos etc
Debido al sostenido aumento de las ventas y con el fin de obtener el liderazgo en el mercado del
ceraacutemico actualmente Ceraacutemica San Lorenzo a incrementado su capacidad de produccioacuten con
una inversioacuten de 12 millones de doacutelares en una ampliacioacuten de planta de 420000 m2 de ceraacutemi-
cos mensuales bajo el concepto de ldquoalta productividadrdquo considerando en el proceso de produc-
cioacuten la molienda de arcillas por viacutea seca ahorrando asiacute gas natural y energiacutea eleacutectrica
Hoy Ceraacutemica San Lorenzo logra ofrecer una amplia gama de productos ceraacutemicos de alta cali-
dad con una produccioacuten superior al milloacuten de metros cuadrados
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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CONCLUSIONES
Se logro obtener la mayor y suficiente informacioacuten acerca del tema pisos ceraacutemicos y mayoacute-
licas
Se logro obtener conocimiento del tema a presentar en este trabajo ldquopisos ceraacutemicos y ma-
yoacutelicasrdquo ya que este tema en discusioacuten es de mucha importancia para nuestra carrera profe-
sional
Se logro obtener la informacioacuten suficiente del tema en investigacioacuten estructurado en los
siguientes apartados descripcioacuten del producto descripcioacuten de las materias primas proceso
de produccioacuten aplicacioacuten en la etapa de construccioacuten yo post-construccioacuten empresas na-
cionales que producen
Los ceraacutemicos son muy importante y aportan al desarrollo y a la comodidad de la humani-
dad asiacute como para la ingenieriacutea es muy importante ya que aporta a los acabados en cons-
trucciones
Por el presente trabajo de investigacioacuten se adquirioacute nuevos conocimientos en cuanto al ma-
terial llamado pisos ceraacutemicos y mayoacutelicas
Aprendimos cuales son los materias primas para la fabricacioacuten de las ceraacutemicas
Aprendimos las aplicaciones en la construccioacuten y en la post construccioacuten
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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RECOMENDACIONES
Se recomienda el uso adecuado y mesurado de la informacioacuten en investigacioacuten
Es maacutes factible hacer trabajos de investigacioacuten de materiales ya conocidos y comunes que
se usan en el proceso de construccioacuten y post construccioacuten
Los integrantes del grupo deben trabajar adecuadamente y con seriedad para que no se
produzca mayor y aprender a trabajar en equipo
Este trabajo fue realizado con mucho esmero y dedicacioacuten ya que el tema en investigacioacuten
es muy importante para nuestra carrera profesional
Observar y realizar un resumen de la informacioacuten recabada de acuerdo al tema en investi-
gacioacuten asiacute como recabar nueva y reciente informacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten tomar maacutes implicancia y verificar los avances de los
trabajos de investigacioacuten y detallar las dificultades de cada grupo asiacute como los errores y asiacute
realizar un mejor u buen trabajo de investigacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten organizar de mejor manera a los alumnos para una
buena y mejor elaboracioacuten de los trabajos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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BIBLIOGRAFIA
Castaldo Paris Lluis- Necesidad e importancia de la ceraacutemica como manifestacioacuten humana
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Introduccioacuten a la ciencia e ingenieriacutea de los materiales WD Callister
Materiales Estructura propiedades y aplicaciones Saja Saez ndash Rodriacuteguez Perez ndash Rodriacuteguez
Mendez
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ANEXOS
Pisos ceraacutemicos en viviendas
Pisos ceraacutemicos en sshh
Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
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Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
Pisos ceraacutemicos en Inst Puacuteblicos
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Se encuentra en cada uno de los tres tipos de rocas pero es maacutes comuacuten encontrarlo en las
rocas iacutegneas intrusivas como el granito en donde los cristales son blancos o rosados Hay
diferentes tipos de feldespato
Las caracteriacutesticas de los dos tipos maacutes comunes se dan a continuacioacuten Excepto por su color
estos dos tipos comunes de feldespato son difiacuteciles de diferenciar El color puede ser de gran
ayuda pero hay que tener en cuenta que el mismo mineral puede tener colores diferentes
La mejor manera de diferenciar estos dos es mediante la observacioacuten de la superficie de los
cristales y ver si tienen estriaciones delgadas paralelas El feldespato de plagioclasa tiene
estriaciones y el feldespato ortoclase no tiene
COMPOSICIOacuteN QUIacuteMICA DE LAS MATERIAS PRIMAS
Algunos ceraacutemicos como la porcelana productos arcillosos estructurales y algunos componentes
electroacutenicos contienen una fase cristalina Durante el tratamiento a elevadas Temperaturas de este
tipo de materiales soacutelidos ceraacutemicos tiene lugar un proceso llamado Vitrificacioacuten por medio del cual
la fase cristalina se licuacutea y rellena los poros del material Esta Fase cristalina liacutequida puede reaccionar
con alguno de los soacutelidos restantes del material refractario Bajo enfriamiento la fase liquida solidifi-
ca para formar una matriz viacutetrea que une las partiacuteculas que no han fundido
CERAacuteMICOS TRADICIONALES
Los ceraacutemicos tradicionales estaacuten constituidos por tres
tipos baacutesicos
Arcilla siacutelice (siacutelex) y feldespato La arcilla estaacute com-
puesta principalmente por silicatos de Al hidratados
(Al2O3 Si O2 H20) con pequentildeas cantidades de otros
oacutexidos como TiO2 Fe2O3 MgO CaO Na2O K2O
En esta imagen podemos percibir la forma-
cioacuten de un cuello durante la sinterizacioacuten de
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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dos partiacuteculas pequentildeas La difusioacuten atoacutemica tiene lugar en la superficie de contacto y alarga el aacuterea
de contacto para formar un cuello
En al siguiente imagen observamos como al porosidad da frente al tiempo de compactos de MgO
dopados con un 02 en peso del CaO y sinterizado en aire estatico a 1330 y 1430 oC noacutetese que
una mayor temperatura de sinterizado produce una disminucioacuten maacutes raacutepida de la porosidad y un
nivel de porosidad maacutes bajo
La siacutelice (Si O2) Tambieacuten llamada Siacutelex o Cuarzo El feldespato potaacutesico que tiene la composicioacuten
baacutesica K2O Al2O3 6SiO2 se funde a bajas temperaturas y se transforma en vidrio cuando la mezcla
ceraacutemica se somete a alta temperatura y une los componentes refractarios
TABLA 1
CERAacuteMICOS DE INGENIERIacuteA
En contraste con los ceraacutemicos tradicionales que se basan principalmente en la arcilla los ceraacutemicos
teacutecnicos o de ingenieriacutea estaacuten constituidos por compuestos puros o casi puros principalmente oacutexidos
carburos o nitruros
TABLA 2
Tipo de pasta Caoliacuten Arcilla Plaacutestica
Feldespato Siacutelex Otros
Porcelana Dura 40 10 25 25
Art Aislantes Eleacutectricos 27 14 26 33
Art Sanitarios Viacutetreos 30 20 34 18
Aislantes Eleacutectricos 23 25 34 18
Tejas Viacutetreas 26 30 32 12
Porcelana Fina Semiviacutetrea 23 30 25 21
Porcelana inglesa 25 hellip 15 22
2CaC O3
Loza para hoteles 31 10 22 35
Porcelana dental
5 hellip 95
Alguno de los ceraacutemicos de ingenieriacutea maacutes importantes contienen compuestos como
Porcentaje en pesos de los oacutexidos principales
Tipo Al2O2 Si O2 Fe2O3 TiO2 CaO MgO Na2O K2O H20 Peacuterd por ignicioacuten
Caoliacuten 374 455 168 13 0004 003 0011 0005 139
Arc Plaacutestica de ten
309 54 074 15 014 02 045 072 hellip 114
Arc Plaacutestica de Ky
32 517 09 152 021 019 038 089 hellip 123
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Aluacutemina (Al2O3)
Nitruro de Silicio (Si3N4)
Carburo de silicio (SiC)
Zirconita (ZrO2) A continuacioacuten se ofrece una breve descripcioacuten de algunos compuestos procesos y aplica-
ciones de varios materiales ceraacutemicos importantes en ingenieriacutea
Aluacutemina (Al2O3)La aluacutemina se desarrolloacute originalmente para tubos refractarios y crisoles dealta
pureza de utilizacioacuten a elevadas temperaturas pero ahora tiene aplicaciones mucho maacutes variadas
Un ejemplo claacutesico de la utilizacioacuten de la aluacutemina es en materiales aislantes de las bujiacuteas El oacutexido de
aluminio se dopa con oacutexido de Mg se prensa en friacuteo y se sinteriza La aluacutemina se emplea frecuente-
mente para aplicaciones eleacutectricas de buena calidad donde se precisan bajas peacuterdidas dieleacutectricas y
alta resistividad
Nitruro de silicio (Si3N4)Los materiales ceraacutemicos con base de nitruro tienen una combinacioacuten
muy uacutetil de propiedades mecaacutenicas ingenieriles como resistencia razonable resistencia al impacto y
propiedades refractarias El Si3N4se disocia significativamente a temperaturas por encima de los
800degC y por consiguiente no se puede sinterizar directamente Sin embargo a lo largo de los uacuteltimos
antildeos se han desarrollado otros meacutetodos de fabricacioacuten delSi3N4Se han desarrollado cuatro procesos
principales para el nitruro de silicio procesos por reaccioacuten de unioacuten (RBSN) procesos de compacta-
cioacuten en caliente de nitruro de silicio (HPSN) proceso de nitruro de silicio sinterizado (SSN) proceso
de nitruro de silicio de compactacioacuten isostaacutetica en caliente (HIP-SN) En el proceso por reaccioacuten de
unioacuten un polvo compacto de silicio se nitrura en una corriente de gas nitroacutegeno Este proceso produ-
ce un Si3N4 microporoso y con moderadaresistencia
Propiedades de algunos ceraacutemicos de nitruro de silicio (TABLA 3)
RSBN SSN SIALON HIP-SN
Densidad Mgm3
27 33 33 33
Moacutedulo de Yung GPa
200 300 300 300
Resistencia en RT MPa
300+ 900+ 800+ 900++
Kic Mpam12
2 6 65 55-65
Desgaste por fatiga de contacto
NA Bajo Moderado Extremadamente bajo
Constante Dieleacutectrica a 1010Hz
6-7 65 hellip 65-75
$pieza de forma neta
El menor Medio Medio El mayor
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RSBN= Nitruro de Silicio con enlace por reaccioacuten
SSN= Nitruro de silicio sinterizado
HIP-SN= Nitruro de silicio Comprimido en caliente isostaacuteticamente + Flexioacuten en cuatro puntos ++ Traccioacuten directa
Carburo de silicio (SiC)Los ceraacutemicos de altas prestaciones del tipo SiC tiene propiedades muy
importantes ya que su dureza es elevada son inertes quiacutemicamente tiene buena resistencia a la
abrasioacuten y a la oxidacioacuten a altas temperaturas Sin embargo el SiC es relativamente quebradizo
por su baja resistencia al impacto y es difiacutecil producir piezas ceraacutemicas densas de grano fino Para
hacer carburo de silicio sinterizado por reaccioacuten se infiltra un polvo compacto de SiC y carbono
(grafito) con silicio fundido que reacciona con el carbono para formar SiC uniendo los granos
originales de SiC El proceso no puede continuarse hasta que todos los poros que se encuentran
entre los granos originales se llenen ya que el silicio debe ser capaz de infiltrarse Asiacute el produc-
to final contiene entre un 8 y un 20 de Si libre El SiC se puede sinterizar usando polvo de SiC
alfa de calidad adecuada sin aplicacioacuten de presioacuten externa si se antildeaden ayudas al sinterizado
Para el sinterizado sin presioacuten del SiC se utilizan comuacutenmente compuestos de boro y aluminio
Zirconio (ZrO2)La zirconita pura es polimorfa y experimenta transformaciones desde una es-
tructura tetragonal a otra monocliacutenica sobre los 1170degC acompantildeada de una expansioacuten de vo-
lumen y posible ruptura Sin embargo combinando ZrO2 con otros oacutexidos refractarios tales co-
mo CaO MgO e Y2O3 la estructura cuacutebica se puede estabilizar a temperatura ambiente y se han
encontrado algunas aplicaciones donde se requiere alta resistencia a impactos
LOS VIDRIOS DE LOS CERAMICOS
Un vidrio es un material ceraacutemico que se fabrica a partir de materiales inorgaacutenicos a altas tem-
peraturas Sin embargo se distingue de otros ceraacutemicos en que sus constituyentes se calientan
hasta la fusioacuten y despueacutes se enfriacutean hasta un estado riacutegido sin cristalizacioacuten Una de sus caracte-
riacutesticas es que tiene una estructura cristalina o amorfa Las moleacuteculas de vidrio no estaacuten coloca-
das en un orden repetitivo de largo alcance como en el caso de un soacutelido cristalino
Composicioacuten de los vidrios El vidrio de siacutelice fundido presenta una alta transmisioacuten espectral y
no estaacute sujeto a dantildeos de radiacioacuten que origina coloracioacuten en otros vidrios Es por tanto el vidrio
ideal para la luna de los vehiacuteculos espaciales y de tuacuteneles aerodinaacutemicos y para sistemas oacutepticos
en dispositivos espectrofotomeacutetricos Sin embargo los vidrios de siacutelice son caros y difiacuteciles de
procesar
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS Y QUIacuteMICAS DE LAS MATERIAS PRIMAS
Las importantes aplicaciones industriales de este grupo de minerales radican en sus propiedades
fiacutesico-quiacutemicas Dichas propiedades derivan principalmente de
Su extremadamente pequentildeo tamantildeo de partiacutecula (inferior a 2 mm)
Su morfologiacutea laminar (filosilicatos)
Las sustituciones isomoacuterficas que dan lugar a la aparicioacuten de carga en las laacuteminas
Por otra parte la existencia de carga en las laacuteminas se compensa como ya se ha citado con la
entrada en el espacio interlaminar de cationes deacutebilmente ligados y con estado variable de hi-
dratacioacuten que pueden ser intercambiados faacutecilmente mediante la puesta en contacto de la arci-
lla con una solucioacuten saturada en otros cationes a esta propiedad se la conoce como capacidad
de intercambio catioacutenico y es tambieacuten la base de multitud de aplicaciones industriales
Superficie especiacutefica La superficie especiacutefica o aacuterea superficial de una arcilla se define como el
aacuterea de la superficie externa maacutes el aacuterea de la superficie interna (en el caso de que esta exista)
de las partiacuteculas constituyentes por unidad de masa expresada en m2g Las arcillas poseen una
elevada superficie especiacutefica muy importante para ciertos usos industriales en los que la inter-
accioacuten soacutelido-fluido depende directamente de esta propiedad
A continuacioacuten se muestran algunos ejemplos de superficies especiacuteficas de arcillas
Caolinita de elevada cristalinidad hasta 15 m2g
Caolinita de baja cristalinidad hasta 50 m2g
Halloisita hasta 60 m2g
Illita hasta 50 m2g
Montmorillonita 80-300 m2g
Sepiolita 100-240 m2g
Paligorskita 100-200 m2g
Capacidad de Intercambio catioacutenico Es una propiedad fundamental de las esmectitas Son ca-
paces de cambiar faacutecilmente los iones fijados en la superficie exterior de sus cristales en los
espacios interlaminares o en otros espacios interiores de las estructuras por otros existentes en
las soluciones acuosas envolventes
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
22
Sustituciones isomoacuterficas dentro de la estructura
Enlaces insaturados en los bordes y superficies externas
Disociacioacuten de los grupos hidroxilos accesibles
A continuacioacuten se muestran algunos ejemplos de capacidad de intercambio catioacutenico (en
meq100g)
Caolinita 3-5
Halloisita 10-40
Illita 10-50
Clorita 10-50
Vermiculita 100-200
Montmorillonita 80-200
Sepiolita-paligorskita 20-35
Los materiales primas de los ceraacutemicos son Minerales compuestos y elementos quiacutemicos forma-
dos mediante procesos inorgaacutenicos
Las propiedades de los minerales se estudian bajo las correspondientes divisiones mineralogiacutea
quiacutemica mineralogiacutea y fiacutesica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
23
PROCESO DE PRODUCCION
PROCESADO DE MATERIALES CERAacuteMICOS
Las ceraacutemicas no cristalinas (vidriosas) suelen ser formadas de fundiciones El vidrio es formado
por cualquiera de los siguientes meacutetodos soplado prensado laminado estirado colado o flota-
do y galvanizado
Los materiales ceraacutemicos cristalinos no son susceptibles de un variado rango de procesado Los
meacutetodos empleados para su manejo tienden a fallar en una de dos categoriacuteas -hacer ceraacutemica
en la forma deseada pro reaccioacuten in situ o por formacioacuten de polvos en la forma deseada y lue-
go sinterizados para formar un cuerpo soacutelido Algunos meacutetodos usados son un hiacutebrido de los dos
meacutetodos mencionados
Manufactura in situ
El uso maacutes comuacuten de este meacutetodo es en la produccioacuten de cemento y concreto Aquiacute los abrasi-
vos deshidratados son mezclados con agua Esto da comienzo a las reacciones de la hidratacioacuten
las cuales resultan en cristales grandes interconectados formaacutendose alrededor de los agregados
Pasado un tiempo esto resulta en una ceraacutemica soacutelida
El mayor problema con este meacutetodo es que la mayoriacutea de las reacciones son tan raacutepidas que no
es posible hacer una buena mezcla lo que tiende a impedir la construccioacuten en gran escala Sin
embargo los sistemas a pequentildea escala pueden ser realizados mediante teacutecnicas de depoacutesito
en donde los diferentes materiales son introducidos sobre un sustrato donde se produce la
reaccioacuten y la ceraacutemica se forma sobre este sustrato
Conformado de los polvos
El objetivo principal del conformado es dar forma y consistencia a la masa de polvos que deacute lugar
a un aumento de la densidad y por lo tanto a una mejora de las propiedades mecaacutenicas Existen
dos formas de realizar el conformado mediante la aplicacioacuten de presioacuten y temperaturas eleva-
das Con la aplicacioacuten de presioacuten y temperatura el proceso es similar a si no aplicaacutesemos altas
temperaturas pero obtenemos productos maacutes densos y homogeacuteneos a la vez que ahorramos
materias primas
Prensado uniaxial (en caliente o en friacuteo) Consiste en la aplicacioacuten de presioacuten en una uacutenica
direccioacuten hasta conseguir la compactacioacuten de los polvos ceraacutemicos La pieza asiacute conformada
tendraacute la forma de la matriz y las superficies con las que se aplica la presioacuten
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Prensado isostaacutetico en caliente o en friacuteo Consiste en compactar los polvos encerraacutendolos
hermeacuteticamente en moldes elaacutesticos tiacutepicamente de goma laacutetex o PVC aplicaacutendoles pre-
sioacuten hidrostaacutetica mediante un fluido que puede ser agua o aceite El fundamento de este
proceso es el Principio de Pascal de este modo conseguimos compactar uniformemente y
en todas las direcciones el material
Slip Casting Se fundamenta en el moldeo por barbotina de la ceraacutemica tradicional median-
te el cual obtenemos piezas de espesores pequentildeos utilizando moldes porosos
Meacutetodos basados en la sinterizacioacuten
Los principios de los meacutetodos basados en la sinterizacioacuten son sencillos Una vez que la materia
prima es acondicionada para su procesamiento (hornada) es introducida en el horno con lo que
el proceso de difusioacuten compacta a la materia prima
Los poros se achican resultando un producto maacutes denso y fuerte El quemado se hace a una
temperatura por debajo del punto de derretimiento de la ceraacutemica Siempre queda alguna poro-
sidad pero la verdadera ventaja de este meacutetodo es que la hornada puede ser producida de cual-
quier modo imaginable e incluso puede ser sinterizado Esto lo hace una ruta muy versaacutetil
Existen miles de posibles refinamientos de este proceso Algunos de los maacutes comunes involucran
presionar la hornada para darle la densidad la quema reduce el tiempo de sinterizacioacuten necesa-
rio A veces se antildeaden elementos orgaacutenicos junto a la hornada que son disueltos durante la
quema
Algunas veces se agregan lubricantes orgaacutenicos durante el proceso para incrementar la densi-
dad No es raro combinarlos agregando materia orgaacutenica y lubricantes a una hornada y luego
presionar (La formulacioacuten de estos aditivos quiacutemico orgaacutenicos es un arte en siacute mismo) Esto es
particularmente importante en la manufactura de ceraacutemica de alto rendimiento tales como las
usadas para la electroacutenica en condensadores inductores sensores etc
Puede realizarse una mezcla de componentes en vez de usar un solo polvo y luego verterlo en el
molde deseado dejaacutendolo secar y luego sinterizarlo De hecho en la alfareriacutea tradicional es he-
cho de esta forma usando una mezcla plaacutestica que es trabajada con las manos
Si una mezcla de materiales diferentes componentes es utilizada en una ceraacutemica algunas veces
la temperatura de sinterizacioacuten es mayor a la temperatura de fundicioacuten de alguno de sus com-
ponentes (fase liacutequida de sinterizacioacuten) Esto genera un periacuteodo maacutes corto de sinterizacioacuten com-
parado con el estado soacutelido sinterizado
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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DESCRIPCIOacuteN DEL PROCESO DE PRODUCCIOacuteN
LA FABRICACIOacuteN
PROCESO Una vez que las materias primas que se procesan una serie de medidas llevaraacute a cabo
para obtener el producto terminado Estos pasos incluyen la dosificacioacuten mezcla y molienda
secado por aspersioacuten formando secado esmaltado y coccioacuten Muchos de estos pasos se reali-
zan ahora con equipos automatizados
De procesamiento por lotes Un caso de muchos productos de ceraacutemica incluyendo mosaico de
la composicioacuten corporal se determina por la cantidad y el tipo de materias primas Las materias
primas tambieacuten determinan el color del cuerpo del azulejo que puede ser rojo o blanco depen-
diendo de la cantidad de hierro que contienen materias primas empleadas Por lo tanto es im-
portante mezclar las cantidades correctas en conjunto para lograr las propiedades deseadas
Caacutelculos por lotes por tanto necesario que debe tener en cuenta tanto las propiedades fiacutesicas y
composicioacuten quiacutemica de las materias primas Una vez que el peso adecuado de cada materia
prima se determina las materias primas deben ser mezclados
Mezcla y molienda Una vez que los ingredientes se pesan que se suman en un mezclador de
shell mezclador de cinta o un mezclador intensivo Un mezclador de shell se compone de dos
cilindros unidos en forma de V que gira a caer y mezclar el material Un mezclador de cinta utili-
za aspas helicoidales y un mezclador intensivo utiliza haraacute raacutepidamente renovables Este paso
maacutes muele los ingredientes dando como resultado un tamantildeo de partiacutecula maacutes fina que mejora
el proceso de formacioacuten posterior (ver paso 4 a continuacioacuten)
A veces es necesario agregar agua para aumentar la mezcla de un lote con varios ingredientes
asiacute como para lograr la molienda fina Este proceso se denomina molienda huacutemeda y con fre-
cuencia se realiza mediante un molino de bolas El resultado lleno de agua mezcla que se llama
una papilla o deslizamiento El agua se extrae de la suspensioacuten pulsando filtro (que elimina el
40-50 por ciento de la humedad) seguida de molienda en seco
De secado por aspersioacuten Si la molienda huacutemeda es utilizada por primera vez el exceso de agua
suele ser removido a traveacutes de secado por aspersioacuten Esto implica el bombeo de la lechada con
un atomizador que consiste en un disco que gira raacutepidamente o la boquilla Las gotas de la hoja
se secan a medida que se calientan con una columna de aire ascendente caliente formando pe-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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quentildeos graacutenulos de libre movimiento que dan como resultado un polvo susceptible de confor-
macioacuten
Cuerpos de baldosas tambieacuten se puede preparar por molienda en seco seguido de granulacioacuten
Granulacioacuten se utiliza una maacutequina en la cual se mezcla la mezcla de material previamente seco
molido con agua para formar las partiacuteculas en graacutenulos que a su vez formar un polvo listo para
su formacioacuten
La formacioacuten La mayoriacutea de baldosas estaacute formada por prensado en seco En este meacutetodo el
polvo de flujo libre que contiene aglutinante orgaacutenico o un bajo porcentaje de humedad se deri-
va de una tolva en la matriz de la formacioacuten El material se comprime en una cavidad de acero
por eacutembolos de acero y luego es expulsado por el eacutembolo de la parte inferior Prensas automati-
zadas se utilizan para presiones de trabajo de hasta 2500 toneladas
Varios otros meacutetodos tambieacuten se utilizan en el cuerpo del azulejo estaacute en huacutemedo la forma maacutes
moldeable Extrusioacuten ademaacutes de perforacioacuten se utiliza para producir baldosas de forma irregu-
lar y maacutes delgada de baldosas maacutes raacutepida y econoacutemica Esto implica la compactacioacuten de una
masa de plaacutestico en el cilindro de presioacuten alta y obligando a que el material fluya hacia fuera de
la botella en las babosas cortoacute Estas balas son entonces un puntildeetazo en una o maacutes fichas con
troquelado hidraacuteulico o neumaacutetico
RAM presionando a menudo se utiliza para la baldosa muy perfilada Con este meacutetodo las bal-
dosas excluidas por el cuerpo del azulejo se presionan entre dos mitades de un molde duro o
porosa montada en una prensa hidraacuteulica El formoacute parte se elimina por la primera aplicacioacuten de
vaciacuteo a la mitad superior del molde para liberar la parte de la mitad inferior seguido forzando el
aire a traveacutes de la parte de arriba para liberar la parte superior El exceso de material debe ser
removido de la pieza y acabado adicional puede ser necesario
Otro proceso conocido como cristal de presioacuten se ha desarrollado recientemente Este proceso
combina el cristal y dar forma a la vez pulsando el esmalte (en forma de polvo atomizado) direc-
tamente en la matriz llena con el polvo del cuerpo de baldosas Las ventajas incluyen la elimina-
cioacuten de liacuteneas de esmaltado asiacute como el material de desecho cristales (llamados lodos) que se
produce con el meacutetodo convencional
El secado baldosas de ceraacutemica por lo general debe ser secado (con una humedad relativa alta)
despueacutes de la formacioacuten sobre todo si un meacutetodo huacutemedo se utiliza Secado lo que puede lle-
var varios diacuteas se quita el agua a una velocidad lo suficientemente lenta como para evitar las
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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grietas por contraccioacuten Los secadores continuos o tuacuteneles que se utilizan son calentados con
gas o aceite laacutemparas de infrarrojos o energiacutea de microondas Secado por infrarrojos es maacutes
adecuado para baldosas finas mientras secado por microondas que funciona mejor para maacutes
gruesa de baldosas Otro meacutetodo el secado impulso utiliza pulsos de aire caliente que fluye en
la direccioacuten transversal en vez de manera continua en la direccioacuten del flujo de materiales
Acristalamiento Para preparar el glaseado los mismos meacutetodos que para el cuerpo del azulejo
Despueacutes de una formulacioacuten de lotes se calcula las materias primas se pesan se mezclan y seco
o huacutemedo molido Los esmaltes molidos se aplican mediante uno de los meacutetodos disponibles
En el acristalamiento de centriacutefuga o arado de discos el esmalte se alimenta a traveacutes de un disco
giratorio que arroja o lanza el esmalte en el azulejo En el meacutetodo de la campana cascada una
corriente de barniz se cae en el azulejo al pasar sobre una cinta transportadora por debajo A
veces el esmalte es simplemente rociado en Para aplicaciones de esmalte muacuteltiples impresioacuten
en pantalla por debajo o entre las baldosas que se han mojado cristal se utiliza En este proce-
so esmalte es forzada a traveacutes de una pantalla por una rasqueta de goma u otro dispositivo
Acristalamiento en seco tambieacuten se estaacute utilizando Esto implica la aplicacioacuten de polvos fritas
trituradas (materiales de vidrio) y esmaltes granulada en una superficie de baldosas mojadas
acristalamiento Despueacutes de la coccioacuten las partiacuteculas de esmalte se funden entre siacute para produ-
cir una superficie como el granito
Disparo Despueacutes de cristal el azulejo se debe calentar intensamente para fortalecerlo y darle la
porosidad deseada Hay dos tipos de hornos o Despueacutes de la formacioacuten el archivo se seca poco
a poco (durante varios diacuteas) y con una humedad alta para evitar el agrietamiento y la contrac-
cioacuten A continuacioacuten el barniz se aplica a continuacioacuten el azulejo se cuece en un horno o estu-
fa Aunque algunos tipos de baldosas requiere un proceso de coccioacuten en dos etapas huacutemedo
molido baldosas se dispara una sola vez a una temperatura de 2000 grados Fahrenheit o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten el azulejo es empacado y enviado
Los hornos se utilizan para la coccioacuten de baldosas Azulejo de la pared o azulejo que es prepa-
rado por molienda en seco en lugar de molienda huacutemeda requiere generalmente un proceso de
dos pasos En este proceso el azulejo pasa a traveacutes de un disparo de baja temperatura llamada
sopa de fuego antes de acristalamiento Este paso elimina los volaacutetiles de la materia y la mayor
parte o la totalidad de la contraccioacuten El cuerpo y el esmalte luego se disparoacute en un proceso lla-
mado despido glost Tanto los procesos de coccioacuten tienen lugar en un tuacutenel o un horno conti-
nuo que consta de una caacutemara a traveacutes del cual poco a poco el software se trasladoacute en un
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transportador de rollos de refractarios estantes construidos con materiales que son resistentes a
temperaturas altas o en contenedores denominados gacetas Coccioacuten en un horno tuacutenel puede
tomar de dos a tres diacuteas con temperaturas alrededor de disparar 2372 grados Fahrenheit
(1300 grados Celsius)
Para el azulejo que soacutelo requiere un uacutenico disparo por lo general de baldosas que se prepara por
viacutea huacutemeda de rodillos para moler los hornos se utilizan generalmente Estos hornos se mueven
las mercanciacuteas de un transportador de rodillos y no necesitan muebles horno tales como blo-
ques o gacetas Los tiempos de encender en los hornos de rodillos pueden ser tan bajos como
60 minutos con temperaturas de coccioacuten alrededor de 2102 grados Fahrenheit (1150 grados
Celsius) o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten y las pruebas el azulejo estaacute listo para ser empaquetados y enviados
Subproductos Una variedad de contaminantes se generan durante las etapas de fabricacioacuten
diferentes estas emisiones deben ser controladas para cumplir con las normas de control de
aire Entre los contaminantes que produce en la fabricacioacuten de baldosas estaacuten compuestos de
fluacuteor y el plomo que se producen durante la coccioacuten y vidriado Los compuestos de plomo se
han reducido significativamente con el reciente desarrollo de esmaltes sin plomo o de bajo plo-
mo Las emisiones de fluacuteor pueden ser controladas con los depuradores los dispositivos de ae-
rosol que baacutesicamente los gases con agua para eliminar los contaminantes dantildeinos Tambieacuten
se puede controlar con procesos en seco como los filtros de tela recubierta con cal Esta cal
puede ser reciclada como materia prima para el azulejo en el futuro
La industria del azulejo es tambieacuten el desarrollo de procesos para reciclar las aguas residuales y
lodos generados durante el mecanizado automaacutetico vidrios y el secado por atomizacioacuten Ya
que algunas plantas de reciclaje el exceso de polvo generado durante el prensado en seco asiacute
como el rociacuteo producido durante el acristalamiento Residuos de barniz y teja rechazoacute tambieacuten
se devuelven al proceso de preparacioacuten del cuerpo para su reutilizacioacuten
Control de calidad La mayoriacutea de fabricantes de baldosas utilizan ahora el control estadiacutestico de
procesos (SPC) para cada paso del proceso de fabricacioacuten Muchos de ellos tambieacuten trabajan
estrechamente con sus proveedores de materia prima para asegurar que se cumplan las especi-
ficaciones antes de que el material se utilice Control estadiacutestico del proceso consiste en las car-
tas que se utilizan para controlar diversos paraacutemetros de procesamiento tales como el tamantildeo
de las partiacuteculas el tiempo de molienda la temperatura de secado y el tiempo presioacuten de com-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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pactacioacuten dimensiones despueacutes del prensado la densidad la temperatura de coccioacuten y el tiem-
po y similares Estas cartas identificar problemas con el equipo fuera de las condiciones de
especificacioacuten y ayudar a mejorar el rendimiento antes de que el producto final esteacute terminado
El producto final debe cumplir con ciertas especificaciones en relacioacuten con propiedades fiacutesicas y
quiacutemicas Estas propiedades estaacuten determinados por las pruebas estaacutendar establecido por la
Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM) Propiedades medidas incluyen resistencia
mecaacutenica resistencia de abrasioacuten resistencia quiacutemica absorcioacuten de agua su estabilidad dimen-
sional resistencia al hielo y el coeficiente de expansioacuten teacutermica lineal Maacutes recientemente el
antideslizante que se puede determinar midiendo el coeficiente de friccioacuten se ha convertido en
una preocupacioacuten Sin embargo no existe una norma se ha establecido todaviacutea porque otros
factores (tales como el disentildeo del suelo y el cuidado apropiados) puede hacer que los resultados
sin sentido
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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APLICACIOacuteN EN LA ETAPA DE CONSTRUCCION YO POST-CONSTRUCCION
Su uso inicial fue fundamentalmente la elaboracioacuten de recipientes empleados para contener
alimentos o bebidas Maacutes adelante se utilizoacute para modelar figurillas de posible caraacutecter simboacuteli-
co maacutegico religioso o funerario Tambieacuten se empleoacute como material de construccioacuten en forma
de ladrillo teja baldosa o azulejo conformando muros o revistiendo paramentos La teacutecnica del
vidriado le proporcionoacute gran atractivo se utilizoacute tambieacuten en escultura Actualmente tambieacuten se
emplea como aislante eleacutectrico y teacutermico en hornos motores y en blindaje
Ceraacutemicas se utilizan en la fabricacioacuten de cuchillos La hoja del cuchillo de ceraacutemica perma-
neceraacute fuerte por mucho maacutes tiempo que el de un cuchillo de acero a pesar de que es maacutes
fraacutegil que se abrocha por la caiacuteda sobre una superficie dura
Ceraacutemicas como aluacutemina y carburo de boro se han utilizado en baliacutestica chalecos blindados
para repeler gran calibre rifle de fuego Dichas placas se conocen comuacutenmente como de
armas pequentildeas inserciones de proteccioacuten (SAPI) Material similar se utiliza para proteger
las cabinas de algunos aviones militares debido a su bajo peso del material
Las bolas de ceraacutemica se puede utilizar para sustituir el acero en rodamientos de bolas Su
mayor dureza que significa que son mucho menos susceptibles al desgaste y puede ofrecer
maacutes de vida triple Tambieacuten se deforman menos en el sentido de carga que tienen menos
contacto con las paredes de retencioacuten del rodamiento y puede rodar maacutes raacutepido En las
aplicaciones de muy alta velocidad el calor de la friccioacuten durante la rodadura puede causar
problemas para los rodamientos de metal los problemas que se reducen por el uso de la ce-
raacutemica La ceraacutemica es tambieacuten maacutes resistente a los quiacutemicos y puede utilizarse en ambien-
tes huacutemedos donde los rodamientos de acero se oxidaban El mayor inconveniente de uti-
lizar la ceraacutemica es un costo mucho maacutes elevado En muchos casos sus propiedades de ais-
lamiento eleacutectrico tambieacuten puede ser valiosa para los rodamientos
En la deacutecada de 1980 Toyota investigoacute la produccioacuten de una adiabaacutetica motor de ceraacutemica
que pueden funcionar a una temperatura de maacutes de 6000 deg F (3300 deg C) Motores ceraacutemicos
no necesitan un sistema de enfriamiento y por lo tanto permiten una importante reduccioacuten
de peso y la eficiencia de combustible por lo tanto mayor La eficiencia del combustible del
motor es tambieacuten maacutes alta a alta temperatura como se muestra por Carnot teorema En un
motor metaacutelico convencional mucha de la energiacutea liberada por el combustible debe ser di-
sipada como calor residual con el fin de evitar un colapso de las partes metaacutelicas A pesar
de todas estas propiedades deseables tales motores no estaacuten en produccioacuten ya que la fa-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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bricacioacuten de piezas de ceraacutemica de la precisioacuten necesaria y la durabilidad es difiacutecil Imper-
fecciones en la ceraacutemica lleva a las grietas que puede conducir a fallas en los equipos po-
tencialmente peligrosos Estos motores son posibles en el laboratorio pero la produccioacuten
en masa no es factible con la tecnologiacutea actual
Se estaacute trabajando en el desarrollo de piezas ceraacutemicas para turbinas de gas motores En
la actualidad incluso las hojas hechas de avanzadas aleaciones de metales utilizados en la
seccioacuten de los motores calientes requieren temperaturas de refrigeracioacuten y cuidadosos que
limitan la de Motores turbina hizo con ceraacutemicas podiacutea operar maacutes eficientemente dando
aviones mayor alcance y payload por un importe conjunto de combustible
Recientemente se han producido avances en la ceraacutemica que incluyen bio-ceraacutemica tales
como los implantes dentales y huesos sinteacuteticos hidroxiapatita el componente mineral na-
tural del hueso se ha hecho de forma sinteacutetica a partir de una serie de fuentes bioloacutegicas y
quiacutemicas y se pueden transformar en materiales ceraacutemicos Implantes ortopeacutedicos a partir
de estos bonos de materiales faacutecilmente a los tejidos oacuteseos y otras partes del cuerpo sin re-
chazo o reacciones inflamatorias Debido a esto son de gran intereacutes para la entrega de ge-
nes y la ingenieriacutea de tejidos andamios La mayoriacutea de la ceraacutemica de hidroxiapatita son
muy porosas y la falta de resistencia mecaacutenica y se utilizan para dispositivos ortopeacutedicos ca-
pa de metal para ayudar en la formacioacuten de un enlace con el hueso o como relleno oacuteseo
Tambieacuten se utilizan como relleno de tornillos ortopeacutedicos de plaacutestico para ayudar a reducir
la inflamacioacuten y aumentar la absorcioacuten de estos materiales de plaacutestico Se estaacute trabajando
para hacer fuerte y bien densa nano cristalina de materiales ceraacutemicos de hidroxiapatita pa-
ra dispositivos ortopeacutedicos que soportan peso en sustitucioacuten de metales y materiales plaacutes-
ticos extranjeros ortopeacutedico con un material sinteacutetico pero de origen natural mineral de los
huesos En uacuteltima instancia estos materiales ceraacutemicos se pueden utilizar como sustitutos
de hueso o con la incorporacioacuten de la proteiacutena colaacutegeno huesos sinteacuteticos
Ceraacutemica de alta tecnologiacutea se utiliza en relojeriacutea para la produccioacuten de cajas de relojes El
material se valora por los relojeros por su ligereza resistencia al rayado resistencia y tacto
suave CBI es una de las marcas que ha iniciado el uso de la ceraacutemica en la relojeriacutea El caso
de la CBI edicioacuten 2007 de Top Gun de la Vigilancia de la Pilot cronoacutegrafo doble se hace a
mano en ceraacutemica de alta tecnologiacutea negro
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Revestimiento con ceraacutemico Las ceraacutemicas se
comercializan clasificadas con un nuacutemero de
tono cuando compre las cajas verifique una por
una para evitar contratiempos a la hora de su
colocacioacuten
Para lograr el equilibrio de coloracioacuten es aconse-
jable mezclar las piezas antes de su colocacioacuten
En este sentido vaya sacando una ceraacutemica de cada caja y coloacutequelas en este orden ya que
siempre existe una pequentildea variacioacuten de matiz de una caja a otra pero que no se notaraacute cuando
se hallen instaladas En cuanto a los sistemas de colocacioacuten existen dos alternativas el sistema
mortero tradicional (praacutecticamente en desuso) y el sistema de capa fina El primero requiere
sumergir la ceraacutemica en agua limpia durante unos minutos como paso previo a su colocacioacuten Si
opta por este meacutetodo recuerde que la ceraacutemica no debe introducirse en el agua con su envase
de cartoacuten ya que podriacutea mancharse como consecuencia de la accioacuten de la tinta del envoltorio o
de la oxidacioacuten de los ganchos de cierre En este sistema es imprescindible tambieacuten mojar los
revoques de los muros y las carpetas de los pisos
Si emplea el segundo sistema que se trabaja sobre la base de un adhesivo cementicio no seraacute
necesario mojar la ceraacutemica ni los revoques No obstante independientemente del meacutetodo de
colocacioacuten utilizado usted deberaacute verificar que las ceraacutemicas esteacuten libres de polvo antes de su
instalacioacuten
En el piso no soacutelo deberaacute tener en cuenta la junta entre una ceraacutemica y otra sino tambieacuten una
separacioacuten perimetral que para superficies pequentildeas debe llegar a los 15 miliacutemetros
Las juntas entre ceraacutemicas deben sellarse con cemento Portland mezclado con arena marmolina
o cuarzo molido Si quiere dar color a la junta recuerde que no es conveniente utilizar colorantes
hidrosolubles como oacutexido de hierro o negro de humo porque pueden manchar la ceraacutemica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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EMPRESAS NACIONALES QUE PRODUCEN DICHOS PRODUCTOS
Las Compantildeiacutea Ceraacutemica o empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y pisos ceraacutemicos han tenido
como objetivo de mejorar la calidad de informacioacuten minimizar esfuerzos y recursos reducir costos y
brindar un mejor servicio al cliente que quiere adquirir estos productos para ello tenemos algunas
empresas nacionales descritos en esta investigacioacuten
COMPANtildeIacuteA DE CERAacuteMICA SA CELIMA
Es empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y
pisos ceraacutemicos desde 1982Ceraacutemica Lima SA
ldquoCelimardquo es una empresa cimentada en la tradicioacuten
milenaria de las culturas Nazca Moche y Chaviacuten para
el dominio de la ceraacutemica cuenta con personal alta-
mente calificado y tecnologiacutea de punta que le ha permitido ingresar a los mercados maacutes exigentes
del mundo tales como la Comunidad Econoacutemica Europea Estados Unidos Canadaacute Australia Centro
Ameacuterica y Sud-Ameacuterica Actualmente CELIMA tiene una capacidad de produccioacuten mensual de
1rsquo100000 m2 entre azulejos y pisos ceraacutemicos
CERAacuteMICA SAN LORENZO ndash PERUacute inicia la
construccioacuten de su planta en mayo de 1999
con los maacutes altos estaacutendares de seguridad
ambiental y tecnologiacutea italiana de vanguardia
Con una inversioacuten inicial de 17 millones de
doacutelares iniciaacutendose con una produccioacuten mensual de 200000 m2 de revestimiento ceraacutemico
para pisos
Antildeo y medio despueacutes amplia su capacidad productiva eacutesta se incrementa a 440000 m2 al
mes innovando en la produccioacuten del Revestimiento Ceraacutemico de Pared permitiendo asiacute
abastecer la demanda insatisfecha de los revestimientos de Pared que no disponiacutea ante-
riormente con una inversioacuten aproximada de 10 millones de doacutelares
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Luego con el objetivo de desarrollar un mercado de exportacioacuten a Estados Unidos donde el gru-
po ha iniciado operaciones a traveacutes de Ceraacutemica San Lorenzo INC (USA) se invierte en una
nueva liacutenea de esmaltado otorgaacutendole asiacute flexibilidad a la produccioacuten siendo eacutesta una alternativa
de disminucioacuten de tiempo en el cambio de producto y se suma a ella la reduccioacuten de ciclos de
proceso de coccioacuten aumentando asiacute la velocidad de la produccioacuten llegando a producir 620000
m2 mensuales
Tambieacuten dentro de los proyectos importantes tenemos el montaje y puesta en marcha de la
planta de productos de tercer fuego los cuales complementan nuestra liacutenea actual de revesti-
mientos Liacutenea de alto perfil desarrollar una serie de piezas especiales como son zoacutecalos liacutestelos
en sus distintas medidas insertos tacos etc
Debido al sostenido aumento de las ventas y con el fin de obtener el liderazgo en el mercado del
ceraacutemico actualmente Ceraacutemica San Lorenzo a incrementado su capacidad de produccioacuten con
una inversioacuten de 12 millones de doacutelares en una ampliacioacuten de planta de 420000 m2 de ceraacutemi-
cos mensuales bajo el concepto de ldquoalta productividadrdquo considerando en el proceso de produc-
cioacuten la molienda de arcillas por viacutea seca ahorrando asiacute gas natural y energiacutea eleacutectrica
Hoy Ceraacutemica San Lorenzo logra ofrecer una amplia gama de productos ceraacutemicos de alta cali-
dad con una produccioacuten superior al milloacuten de metros cuadrados
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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CONCLUSIONES
Se logro obtener la mayor y suficiente informacioacuten acerca del tema pisos ceraacutemicos y mayoacute-
licas
Se logro obtener conocimiento del tema a presentar en este trabajo ldquopisos ceraacutemicos y ma-
yoacutelicasrdquo ya que este tema en discusioacuten es de mucha importancia para nuestra carrera profe-
sional
Se logro obtener la informacioacuten suficiente del tema en investigacioacuten estructurado en los
siguientes apartados descripcioacuten del producto descripcioacuten de las materias primas proceso
de produccioacuten aplicacioacuten en la etapa de construccioacuten yo post-construccioacuten empresas na-
cionales que producen
Los ceraacutemicos son muy importante y aportan al desarrollo y a la comodidad de la humani-
dad asiacute como para la ingenieriacutea es muy importante ya que aporta a los acabados en cons-
trucciones
Por el presente trabajo de investigacioacuten se adquirioacute nuevos conocimientos en cuanto al ma-
terial llamado pisos ceraacutemicos y mayoacutelicas
Aprendimos cuales son los materias primas para la fabricacioacuten de las ceraacutemicas
Aprendimos las aplicaciones en la construccioacuten y en la post construccioacuten
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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RECOMENDACIONES
Se recomienda el uso adecuado y mesurado de la informacioacuten en investigacioacuten
Es maacutes factible hacer trabajos de investigacioacuten de materiales ya conocidos y comunes que
se usan en el proceso de construccioacuten y post construccioacuten
Los integrantes del grupo deben trabajar adecuadamente y con seriedad para que no se
produzca mayor y aprender a trabajar en equipo
Este trabajo fue realizado con mucho esmero y dedicacioacuten ya que el tema en investigacioacuten
es muy importante para nuestra carrera profesional
Observar y realizar un resumen de la informacioacuten recabada de acuerdo al tema en investi-
gacioacuten asiacute como recabar nueva y reciente informacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten tomar maacutes implicancia y verificar los avances de los
trabajos de investigacioacuten y detallar las dificultades de cada grupo asiacute como los errores y asiacute
realizar un mejor u buen trabajo de investigacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten organizar de mejor manera a los alumnos para una
buena y mejor elaboracioacuten de los trabajos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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BIBLIOGRAFIA
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Introduccioacuten a la ciencia e ingenieriacutea de los materiales WD Callister
Materiales Estructura propiedades y aplicaciones Saja Saez ndash Rodriacuteguez Perez ndash Rodriacuteguez
Mendez
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ANEXOS
Pisos ceraacutemicos en viviendas
Pisos ceraacutemicos en sshh
Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
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Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
Pisos ceraacutemicos en Inst Puacuteblicos
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dos partiacuteculas pequentildeas La difusioacuten atoacutemica tiene lugar en la superficie de contacto y alarga el aacuterea
de contacto para formar un cuello
En al siguiente imagen observamos como al porosidad da frente al tiempo de compactos de MgO
dopados con un 02 en peso del CaO y sinterizado en aire estatico a 1330 y 1430 oC noacutetese que
una mayor temperatura de sinterizado produce una disminucioacuten maacutes raacutepida de la porosidad y un
nivel de porosidad maacutes bajo
La siacutelice (Si O2) Tambieacuten llamada Siacutelex o Cuarzo El feldespato potaacutesico que tiene la composicioacuten
baacutesica K2O Al2O3 6SiO2 se funde a bajas temperaturas y se transforma en vidrio cuando la mezcla
ceraacutemica se somete a alta temperatura y une los componentes refractarios
TABLA 1
CERAacuteMICOS DE INGENIERIacuteA
En contraste con los ceraacutemicos tradicionales que se basan principalmente en la arcilla los ceraacutemicos
teacutecnicos o de ingenieriacutea estaacuten constituidos por compuestos puros o casi puros principalmente oacutexidos
carburos o nitruros
TABLA 2
Tipo de pasta Caoliacuten Arcilla Plaacutestica
Feldespato Siacutelex Otros
Porcelana Dura 40 10 25 25
Art Aislantes Eleacutectricos 27 14 26 33
Art Sanitarios Viacutetreos 30 20 34 18
Aislantes Eleacutectricos 23 25 34 18
Tejas Viacutetreas 26 30 32 12
Porcelana Fina Semiviacutetrea 23 30 25 21
Porcelana inglesa 25 hellip 15 22
2CaC O3
Loza para hoteles 31 10 22 35
Porcelana dental
5 hellip 95
Alguno de los ceraacutemicos de ingenieriacutea maacutes importantes contienen compuestos como
Porcentaje en pesos de los oacutexidos principales
Tipo Al2O2 Si O2 Fe2O3 TiO2 CaO MgO Na2O K2O H20 Peacuterd por ignicioacuten
Caoliacuten 374 455 168 13 0004 003 0011 0005 139
Arc Plaacutestica de ten
309 54 074 15 014 02 045 072 hellip 114
Arc Plaacutestica de Ky
32 517 09 152 021 019 038 089 hellip 123
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Aluacutemina (Al2O3)
Nitruro de Silicio (Si3N4)
Carburo de silicio (SiC)
Zirconita (ZrO2) A continuacioacuten se ofrece una breve descripcioacuten de algunos compuestos procesos y aplica-
ciones de varios materiales ceraacutemicos importantes en ingenieriacutea
Aluacutemina (Al2O3)La aluacutemina se desarrolloacute originalmente para tubos refractarios y crisoles dealta
pureza de utilizacioacuten a elevadas temperaturas pero ahora tiene aplicaciones mucho maacutes variadas
Un ejemplo claacutesico de la utilizacioacuten de la aluacutemina es en materiales aislantes de las bujiacuteas El oacutexido de
aluminio se dopa con oacutexido de Mg se prensa en friacuteo y se sinteriza La aluacutemina se emplea frecuente-
mente para aplicaciones eleacutectricas de buena calidad donde se precisan bajas peacuterdidas dieleacutectricas y
alta resistividad
Nitruro de silicio (Si3N4)Los materiales ceraacutemicos con base de nitruro tienen una combinacioacuten
muy uacutetil de propiedades mecaacutenicas ingenieriles como resistencia razonable resistencia al impacto y
propiedades refractarias El Si3N4se disocia significativamente a temperaturas por encima de los
800degC y por consiguiente no se puede sinterizar directamente Sin embargo a lo largo de los uacuteltimos
antildeos se han desarrollado otros meacutetodos de fabricacioacuten delSi3N4Se han desarrollado cuatro procesos
principales para el nitruro de silicio procesos por reaccioacuten de unioacuten (RBSN) procesos de compacta-
cioacuten en caliente de nitruro de silicio (HPSN) proceso de nitruro de silicio sinterizado (SSN) proceso
de nitruro de silicio de compactacioacuten isostaacutetica en caliente (HIP-SN) En el proceso por reaccioacuten de
unioacuten un polvo compacto de silicio se nitrura en una corriente de gas nitroacutegeno Este proceso produ-
ce un Si3N4 microporoso y con moderadaresistencia
Propiedades de algunos ceraacutemicos de nitruro de silicio (TABLA 3)
RSBN SSN SIALON HIP-SN
Densidad Mgm3
27 33 33 33
Moacutedulo de Yung GPa
200 300 300 300
Resistencia en RT MPa
300+ 900+ 800+ 900++
Kic Mpam12
2 6 65 55-65
Desgaste por fatiga de contacto
NA Bajo Moderado Extremadamente bajo
Constante Dieleacutectrica a 1010Hz
6-7 65 hellip 65-75
$pieza de forma neta
El menor Medio Medio El mayor
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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RSBN= Nitruro de Silicio con enlace por reaccioacuten
SSN= Nitruro de silicio sinterizado
HIP-SN= Nitruro de silicio Comprimido en caliente isostaacuteticamente + Flexioacuten en cuatro puntos ++ Traccioacuten directa
Carburo de silicio (SiC)Los ceraacutemicos de altas prestaciones del tipo SiC tiene propiedades muy
importantes ya que su dureza es elevada son inertes quiacutemicamente tiene buena resistencia a la
abrasioacuten y a la oxidacioacuten a altas temperaturas Sin embargo el SiC es relativamente quebradizo
por su baja resistencia al impacto y es difiacutecil producir piezas ceraacutemicas densas de grano fino Para
hacer carburo de silicio sinterizado por reaccioacuten se infiltra un polvo compacto de SiC y carbono
(grafito) con silicio fundido que reacciona con el carbono para formar SiC uniendo los granos
originales de SiC El proceso no puede continuarse hasta que todos los poros que se encuentran
entre los granos originales se llenen ya que el silicio debe ser capaz de infiltrarse Asiacute el produc-
to final contiene entre un 8 y un 20 de Si libre El SiC se puede sinterizar usando polvo de SiC
alfa de calidad adecuada sin aplicacioacuten de presioacuten externa si se antildeaden ayudas al sinterizado
Para el sinterizado sin presioacuten del SiC se utilizan comuacutenmente compuestos de boro y aluminio
Zirconio (ZrO2)La zirconita pura es polimorfa y experimenta transformaciones desde una es-
tructura tetragonal a otra monocliacutenica sobre los 1170degC acompantildeada de una expansioacuten de vo-
lumen y posible ruptura Sin embargo combinando ZrO2 con otros oacutexidos refractarios tales co-
mo CaO MgO e Y2O3 la estructura cuacutebica se puede estabilizar a temperatura ambiente y se han
encontrado algunas aplicaciones donde se requiere alta resistencia a impactos
LOS VIDRIOS DE LOS CERAMICOS
Un vidrio es un material ceraacutemico que se fabrica a partir de materiales inorgaacutenicos a altas tem-
peraturas Sin embargo se distingue de otros ceraacutemicos en que sus constituyentes se calientan
hasta la fusioacuten y despueacutes se enfriacutean hasta un estado riacutegido sin cristalizacioacuten Una de sus caracte-
riacutesticas es que tiene una estructura cristalina o amorfa Las moleacuteculas de vidrio no estaacuten coloca-
das en un orden repetitivo de largo alcance como en el caso de un soacutelido cristalino
Composicioacuten de los vidrios El vidrio de siacutelice fundido presenta una alta transmisioacuten espectral y
no estaacute sujeto a dantildeos de radiacioacuten que origina coloracioacuten en otros vidrios Es por tanto el vidrio
ideal para la luna de los vehiacuteculos espaciales y de tuacuteneles aerodinaacutemicos y para sistemas oacutepticos
en dispositivos espectrofotomeacutetricos Sin embargo los vidrios de siacutelice son caros y difiacuteciles de
procesar
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS Y QUIacuteMICAS DE LAS MATERIAS PRIMAS
Las importantes aplicaciones industriales de este grupo de minerales radican en sus propiedades
fiacutesico-quiacutemicas Dichas propiedades derivan principalmente de
Su extremadamente pequentildeo tamantildeo de partiacutecula (inferior a 2 mm)
Su morfologiacutea laminar (filosilicatos)
Las sustituciones isomoacuterficas que dan lugar a la aparicioacuten de carga en las laacuteminas
Por otra parte la existencia de carga en las laacuteminas se compensa como ya se ha citado con la
entrada en el espacio interlaminar de cationes deacutebilmente ligados y con estado variable de hi-
dratacioacuten que pueden ser intercambiados faacutecilmente mediante la puesta en contacto de la arci-
lla con una solucioacuten saturada en otros cationes a esta propiedad se la conoce como capacidad
de intercambio catioacutenico y es tambieacuten la base de multitud de aplicaciones industriales
Superficie especiacutefica La superficie especiacutefica o aacuterea superficial de una arcilla se define como el
aacuterea de la superficie externa maacutes el aacuterea de la superficie interna (en el caso de que esta exista)
de las partiacuteculas constituyentes por unidad de masa expresada en m2g Las arcillas poseen una
elevada superficie especiacutefica muy importante para ciertos usos industriales en los que la inter-
accioacuten soacutelido-fluido depende directamente de esta propiedad
A continuacioacuten se muestran algunos ejemplos de superficies especiacuteficas de arcillas
Caolinita de elevada cristalinidad hasta 15 m2g
Caolinita de baja cristalinidad hasta 50 m2g
Halloisita hasta 60 m2g
Illita hasta 50 m2g
Montmorillonita 80-300 m2g
Sepiolita 100-240 m2g
Paligorskita 100-200 m2g
Capacidad de Intercambio catioacutenico Es una propiedad fundamental de las esmectitas Son ca-
paces de cambiar faacutecilmente los iones fijados en la superficie exterior de sus cristales en los
espacios interlaminares o en otros espacios interiores de las estructuras por otros existentes en
las soluciones acuosas envolventes
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Sustituciones isomoacuterficas dentro de la estructura
Enlaces insaturados en los bordes y superficies externas
Disociacioacuten de los grupos hidroxilos accesibles
A continuacioacuten se muestran algunos ejemplos de capacidad de intercambio catioacutenico (en
meq100g)
Caolinita 3-5
Halloisita 10-40
Illita 10-50
Clorita 10-50
Vermiculita 100-200
Montmorillonita 80-200
Sepiolita-paligorskita 20-35
Los materiales primas de los ceraacutemicos son Minerales compuestos y elementos quiacutemicos forma-
dos mediante procesos inorgaacutenicos
Las propiedades de los minerales se estudian bajo las correspondientes divisiones mineralogiacutea
quiacutemica mineralogiacutea y fiacutesica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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PROCESO DE PRODUCCION
PROCESADO DE MATERIALES CERAacuteMICOS
Las ceraacutemicas no cristalinas (vidriosas) suelen ser formadas de fundiciones El vidrio es formado
por cualquiera de los siguientes meacutetodos soplado prensado laminado estirado colado o flota-
do y galvanizado
Los materiales ceraacutemicos cristalinos no son susceptibles de un variado rango de procesado Los
meacutetodos empleados para su manejo tienden a fallar en una de dos categoriacuteas -hacer ceraacutemica
en la forma deseada pro reaccioacuten in situ o por formacioacuten de polvos en la forma deseada y lue-
go sinterizados para formar un cuerpo soacutelido Algunos meacutetodos usados son un hiacutebrido de los dos
meacutetodos mencionados
Manufactura in situ
El uso maacutes comuacuten de este meacutetodo es en la produccioacuten de cemento y concreto Aquiacute los abrasi-
vos deshidratados son mezclados con agua Esto da comienzo a las reacciones de la hidratacioacuten
las cuales resultan en cristales grandes interconectados formaacutendose alrededor de los agregados
Pasado un tiempo esto resulta en una ceraacutemica soacutelida
El mayor problema con este meacutetodo es que la mayoriacutea de las reacciones son tan raacutepidas que no
es posible hacer una buena mezcla lo que tiende a impedir la construccioacuten en gran escala Sin
embargo los sistemas a pequentildea escala pueden ser realizados mediante teacutecnicas de depoacutesito
en donde los diferentes materiales son introducidos sobre un sustrato donde se produce la
reaccioacuten y la ceraacutemica se forma sobre este sustrato
Conformado de los polvos
El objetivo principal del conformado es dar forma y consistencia a la masa de polvos que deacute lugar
a un aumento de la densidad y por lo tanto a una mejora de las propiedades mecaacutenicas Existen
dos formas de realizar el conformado mediante la aplicacioacuten de presioacuten y temperaturas eleva-
das Con la aplicacioacuten de presioacuten y temperatura el proceso es similar a si no aplicaacutesemos altas
temperaturas pero obtenemos productos maacutes densos y homogeacuteneos a la vez que ahorramos
materias primas
Prensado uniaxial (en caliente o en friacuteo) Consiste en la aplicacioacuten de presioacuten en una uacutenica
direccioacuten hasta conseguir la compactacioacuten de los polvos ceraacutemicos La pieza asiacute conformada
tendraacute la forma de la matriz y las superficies con las que se aplica la presioacuten
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Prensado isostaacutetico en caliente o en friacuteo Consiste en compactar los polvos encerraacutendolos
hermeacuteticamente en moldes elaacutesticos tiacutepicamente de goma laacutetex o PVC aplicaacutendoles pre-
sioacuten hidrostaacutetica mediante un fluido que puede ser agua o aceite El fundamento de este
proceso es el Principio de Pascal de este modo conseguimos compactar uniformemente y
en todas las direcciones el material
Slip Casting Se fundamenta en el moldeo por barbotina de la ceraacutemica tradicional median-
te el cual obtenemos piezas de espesores pequentildeos utilizando moldes porosos
Meacutetodos basados en la sinterizacioacuten
Los principios de los meacutetodos basados en la sinterizacioacuten son sencillos Una vez que la materia
prima es acondicionada para su procesamiento (hornada) es introducida en el horno con lo que
el proceso de difusioacuten compacta a la materia prima
Los poros se achican resultando un producto maacutes denso y fuerte El quemado se hace a una
temperatura por debajo del punto de derretimiento de la ceraacutemica Siempre queda alguna poro-
sidad pero la verdadera ventaja de este meacutetodo es que la hornada puede ser producida de cual-
quier modo imaginable e incluso puede ser sinterizado Esto lo hace una ruta muy versaacutetil
Existen miles de posibles refinamientos de este proceso Algunos de los maacutes comunes involucran
presionar la hornada para darle la densidad la quema reduce el tiempo de sinterizacioacuten necesa-
rio A veces se antildeaden elementos orgaacutenicos junto a la hornada que son disueltos durante la
quema
Algunas veces se agregan lubricantes orgaacutenicos durante el proceso para incrementar la densi-
dad No es raro combinarlos agregando materia orgaacutenica y lubricantes a una hornada y luego
presionar (La formulacioacuten de estos aditivos quiacutemico orgaacutenicos es un arte en siacute mismo) Esto es
particularmente importante en la manufactura de ceraacutemica de alto rendimiento tales como las
usadas para la electroacutenica en condensadores inductores sensores etc
Puede realizarse una mezcla de componentes en vez de usar un solo polvo y luego verterlo en el
molde deseado dejaacutendolo secar y luego sinterizarlo De hecho en la alfareriacutea tradicional es he-
cho de esta forma usando una mezcla plaacutestica que es trabajada con las manos
Si una mezcla de materiales diferentes componentes es utilizada en una ceraacutemica algunas veces
la temperatura de sinterizacioacuten es mayor a la temperatura de fundicioacuten de alguno de sus com-
ponentes (fase liacutequida de sinterizacioacuten) Esto genera un periacuteodo maacutes corto de sinterizacioacuten com-
parado con el estado soacutelido sinterizado
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DESCRIPCIOacuteN DEL PROCESO DE PRODUCCIOacuteN
LA FABRICACIOacuteN
PROCESO Una vez que las materias primas que se procesan una serie de medidas llevaraacute a cabo
para obtener el producto terminado Estos pasos incluyen la dosificacioacuten mezcla y molienda
secado por aspersioacuten formando secado esmaltado y coccioacuten Muchos de estos pasos se reali-
zan ahora con equipos automatizados
De procesamiento por lotes Un caso de muchos productos de ceraacutemica incluyendo mosaico de
la composicioacuten corporal se determina por la cantidad y el tipo de materias primas Las materias
primas tambieacuten determinan el color del cuerpo del azulejo que puede ser rojo o blanco depen-
diendo de la cantidad de hierro que contienen materias primas empleadas Por lo tanto es im-
portante mezclar las cantidades correctas en conjunto para lograr las propiedades deseadas
Caacutelculos por lotes por tanto necesario que debe tener en cuenta tanto las propiedades fiacutesicas y
composicioacuten quiacutemica de las materias primas Una vez que el peso adecuado de cada materia
prima se determina las materias primas deben ser mezclados
Mezcla y molienda Una vez que los ingredientes se pesan que se suman en un mezclador de
shell mezclador de cinta o un mezclador intensivo Un mezclador de shell se compone de dos
cilindros unidos en forma de V que gira a caer y mezclar el material Un mezclador de cinta utili-
za aspas helicoidales y un mezclador intensivo utiliza haraacute raacutepidamente renovables Este paso
maacutes muele los ingredientes dando como resultado un tamantildeo de partiacutecula maacutes fina que mejora
el proceso de formacioacuten posterior (ver paso 4 a continuacioacuten)
A veces es necesario agregar agua para aumentar la mezcla de un lote con varios ingredientes
asiacute como para lograr la molienda fina Este proceso se denomina molienda huacutemeda y con fre-
cuencia se realiza mediante un molino de bolas El resultado lleno de agua mezcla que se llama
una papilla o deslizamiento El agua se extrae de la suspensioacuten pulsando filtro (que elimina el
40-50 por ciento de la humedad) seguida de molienda en seco
De secado por aspersioacuten Si la molienda huacutemeda es utilizada por primera vez el exceso de agua
suele ser removido a traveacutes de secado por aspersioacuten Esto implica el bombeo de la lechada con
un atomizador que consiste en un disco que gira raacutepidamente o la boquilla Las gotas de la hoja
se secan a medida que se calientan con una columna de aire ascendente caliente formando pe-
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quentildeos graacutenulos de libre movimiento que dan como resultado un polvo susceptible de confor-
macioacuten
Cuerpos de baldosas tambieacuten se puede preparar por molienda en seco seguido de granulacioacuten
Granulacioacuten se utiliza una maacutequina en la cual se mezcla la mezcla de material previamente seco
molido con agua para formar las partiacuteculas en graacutenulos que a su vez formar un polvo listo para
su formacioacuten
La formacioacuten La mayoriacutea de baldosas estaacute formada por prensado en seco En este meacutetodo el
polvo de flujo libre que contiene aglutinante orgaacutenico o un bajo porcentaje de humedad se deri-
va de una tolva en la matriz de la formacioacuten El material se comprime en una cavidad de acero
por eacutembolos de acero y luego es expulsado por el eacutembolo de la parte inferior Prensas automati-
zadas se utilizan para presiones de trabajo de hasta 2500 toneladas
Varios otros meacutetodos tambieacuten se utilizan en el cuerpo del azulejo estaacute en huacutemedo la forma maacutes
moldeable Extrusioacuten ademaacutes de perforacioacuten se utiliza para producir baldosas de forma irregu-
lar y maacutes delgada de baldosas maacutes raacutepida y econoacutemica Esto implica la compactacioacuten de una
masa de plaacutestico en el cilindro de presioacuten alta y obligando a que el material fluya hacia fuera de
la botella en las babosas cortoacute Estas balas son entonces un puntildeetazo en una o maacutes fichas con
troquelado hidraacuteulico o neumaacutetico
RAM presionando a menudo se utiliza para la baldosa muy perfilada Con este meacutetodo las bal-
dosas excluidas por el cuerpo del azulejo se presionan entre dos mitades de un molde duro o
porosa montada en una prensa hidraacuteulica El formoacute parte se elimina por la primera aplicacioacuten de
vaciacuteo a la mitad superior del molde para liberar la parte de la mitad inferior seguido forzando el
aire a traveacutes de la parte de arriba para liberar la parte superior El exceso de material debe ser
removido de la pieza y acabado adicional puede ser necesario
Otro proceso conocido como cristal de presioacuten se ha desarrollado recientemente Este proceso
combina el cristal y dar forma a la vez pulsando el esmalte (en forma de polvo atomizado) direc-
tamente en la matriz llena con el polvo del cuerpo de baldosas Las ventajas incluyen la elimina-
cioacuten de liacuteneas de esmaltado asiacute como el material de desecho cristales (llamados lodos) que se
produce con el meacutetodo convencional
El secado baldosas de ceraacutemica por lo general debe ser secado (con una humedad relativa alta)
despueacutes de la formacioacuten sobre todo si un meacutetodo huacutemedo se utiliza Secado lo que puede lle-
var varios diacuteas se quita el agua a una velocidad lo suficientemente lenta como para evitar las
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grietas por contraccioacuten Los secadores continuos o tuacuteneles que se utilizan son calentados con
gas o aceite laacutemparas de infrarrojos o energiacutea de microondas Secado por infrarrojos es maacutes
adecuado para baldosas finas mientras secado por microondas que funciona mejor para maacutes
gruesa de baldosas Otro meacutetodo el secado impulso utiliza pulsos de aire caliente que fluye en
la direccioacuten transversal en vez de manera continua en la direccioacuten del flujo de materiales
Acristalamiento Para preparar el glaseado los mismos meacutetodos que para el cuerpo del azulejo
Despueacutes de una formulacioacuten de lotes se calcula las materias primas se pesan se mezclan y seco
o huacutemedo molido Los esmaltes molidos se aplican mediante uno de los meacutetodos disponibles
En el acristalamiento de centriacutefuga o arado de discos el esmalte se alimenta a traveacutes de un disco
giratorio que arroja o lanza el esmalte en el azulejo En el meacutetodo de la campana cascada una
corriente de barniz se cae en el azulejo al pasar sobre una cinta transportadora por debajo A
veces el esmalte es simplemente rociado en Para aplicaciones de esmalte muacuteltiples impresioacuten
en pantalla por debajo o entre las baldosas que se han mojado cristal se utiliza En este proce-
so esmalte es forzada a traveacutes de una pantalla por una rasqueta de goma u otro dispositivo
Acristalamiento en seco tambieacuten se estaacute utilizando Esto implica la aplicacioacuten de polvos fritas
trituradas (materiales de vidrio) y esmaltes granulada en una superficie de baldosas mojadas
acristalamiento Despueacutes de la coccioacuten las partiacuteculas de esmalte se funden entre siacute para produ-
cir una superficie como el granito
Disparo Despueacutes de cristal el azulejo se debe calentar intensamente para fortalecerlo y darle la
porosidad deseada Hay dos tipos de hornos o Despueacutes de la formacioacuten el archivo se seca poco
a poco (durante varios diacuteas) y con una humedad alta para evitar el agrietamiento y la contrac-
cioacuten A continuacioacuten el barniz se aplica a continuacioacuten el azulejo se cuece en un horno o estu-
fa Aunque algunos tipos de baldosas requiere un proceso de coccioacuten en dos etapas huacutemedo
molido baldosas se dispara una sola vez a una temperatura de 2000 grados Fahrenheit o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten el azulejo es empacado y enviado
Los hornos se utilizan para la coccioacuten de baldosas Azulejo de la pared o azulejo que es prepa-
rado por molienda en seco en lugar de molienda huacutemeda requiere generalmente un proceso de
dos pasos En este proceso el azulejo pasa a traveacutes de un disparo de baja temperatura llamada
sopa de fuego antes de acristalamiento Este paso elimina los volaacutetiles de la materia y la mayor
parte o la totalidad de la contraccioacuten El cuerpo y el esmalte luego se disparoacute en un proceso lla-
mado despido glost Tanto los procesos de coccioacuten tienen lugar en un tuacutenel o un horno conti-
nuo que consta de una caacutemara a traveacutes del cual poco a poco el software se trasladoacute en un
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transportador de rollos de refractarios estantes construidos con materiales que son resistentes a
temperaturas altas o en contenedores denominados gacetas Coccioacuten en un horno tuacutenel puede
tomar de dos a tres diacuteas con temperaturas alrededor de disparar 2372 grados Fahrenheit
(1300 grados Celsius)
Para el azulejo que soacutelo requiere un uacutenico disparo por lo general de baldosas que se prepara por
viacutea huacutemeda de rodillos para moler los hornos se utilizan generalmente Estos hornos se mueven
las mercanciacuteas de un transportador de rodillos y no necesitan muebles horno tales como blo-
ques o gacetas Los tiempos de encender en los hornos de rodillos pueden ser tan bajos como
60 minutos con temperaturas de coccioacuten alrededor de 2102 grados Fahrenheit (1150 grados
Celsius) o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten y las pruebas el azulejo estaacute listo para ser empaquetados y enviados
Subproductos Una variedad de contaminantes se generan durante las etapas de fabricacioacuten
diferentes estas emisiones deben ser controladas para cumplir con las normas de control de
aire Entre los contaminantes que produce en la fabricacioacuten de baldosas estaacuten compuestos de
fluacuteor y el plomo que se producen durante la coccioacuten y vidriado Los compuestos de plomo se
han reducido significativamente con el reciente desarrollo de esmaltes sin plomo o de bajo plo-
mo Las emisiones de fluacuteor pueden ser controladas con los depuradores los dispositivos de ae-
rosol que baacutesicamente los gases con agua para eliminar los contaminantes dantildeinos Tambieacuten
se puede controlar con procesos en seco como los filtros de tela recubierta con cal Esta cal
puede ser reciclada como materia prima para el azulejo en el futuro
La industria del azulejo es tambieacuten el desarrollo de procesos para reciclar las aguas residuales y
lodos generados durante el mecanizado automaacutetico vidrios y el secado por atomizacioacuten Ya
que algunas plantas de reciclaje el exceso de polvo generado durante el prensado en seco asiacute
como el rociacuteo producido durante el acristalamiento Residuos de barniz y teja rechazoacute tambieacuten
se devuelven al proceso de preparacioacuten del cuerpo para su reutilizacioacuten
Control de calidad La mayoriacutea de fabricantes de baldosas utilizan ahora el control estadiacutestico de
procesos (SPC) para cada paso del proceso de fabricacioacuten Muchos de ellos tambieacuten trabajan
estrechamente con sus proveedores de materia prima para asegurar que se cumplan las especi-
ficaciones antes de que el material se utilice Control estadiacutestico del proceso consiste en las car-
tas que se utilizan para controlar diversos paraacutemetros de procesamiento tales como el tamantildeo
de las partiacuteculas el tiempo de molienda la temperatura de secado y el tiempo presioacuten de com-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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pactacioacuten dimensiones despueacutes del prensado la densidad la temperatura de coccioacuten y el tiem-
po y similares Estas cartas identificar problemas con el equipo fuera de las condiciones de
especificacioacuten y ayudar a mejorar el rendimiento antes de que el producto final esteacute terminado
El producto final debe cumplir con ciertas especificaciones en relacioacuten con propiedades fiacutesicas y
quiacutemicas Estas propiedades estaacuten determinados por las pruebas estaacutendar establecido por la
Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM) Propiedades medidas incluyen resistencia
mecaacutenica resistencia de abrasioacuten resistencia quiacutemica absorcioacuten de agua su estabilidad dimen-
sional resistencia al hielo y el coeficiente de expansioacuten teacutermica lineal Maacutes recientemente el
antideslizante que se puede determinar midiendo el coeficiente de friccioacuten se ha convertido en
una preocupacioacuten Sin embargo no existe una norma se ha establecido todaviacutea porque otros
factores (tales como el disentildeo del suelo y el cuidado apropiados) puede hacer que los resultados
sin sentido
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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APLICACIOacuteN EN LA ETAPA DE CONSTRUCCION YO POST-CONSTRUCCION
Su uso inicial fue fundamentalmente la elaboracioacuten de recipientes empleados para contener
alimentos o bebidas Maacutes adelante se utilizoacute para modelar figurillas de posible caraacutecter simboacuteli-
co maacutegico religioso o funerario Tambieacuten se empleoacute como material de construccioacuten en forma
de ladrillo teja baldosa o azulejo conformando muros o revistiendo paramentos La teacutecnica del
vidriado le proporcionoacute gran atractivo se utilizoacute tambieacuten en escultura Actualmente tambieacuten se
emplea como aislante eleacutectrico y teacutermico en hornos motores y en blindaje
Ceraacutemicas se utilizan en la fabricacioacuten de cuchillos La hoja del cuchillo de ceraacutemica perma-
neceraacute fuerte por mucho maacutes tiempo que el de un cuchillo de acero a pesar de que es maacutes
fraacutegil que se abrocha por la caiacuteda sobre una superficie dura
Ceraacutemicas como aluacutemina y carburo de boro se han utilizado en baliacutestica chalecos blindados
para repeler gran calibre rifle de fuego Dichas placas se conocen comuacutenmente como de
armas pequentildeas inserciones de proteccioacuten (SAPI) Material similar se utiliza para proteger
las cabinas de algunos aviones militares debido a su bajo peso del material
Las bolas de ceraacutemica se puede utilizar para sustituir el acero en rodamientos de bolas Su
mayor dureza que significa que son mucho menos susceptibles al desgaste y puede ofrecer
maacutes de vida triple Tambieacuten se deforman menos en el sentido de carga que tienen menos
contacto con las paredes de retencioacuten del rodamiento y puede rodar maacutes raacutepido En las
aplicaciones de muy alta velocidad el calor de la friccioacuten durante la rodadura puede causar
problemas para los rodamientos de metal los problemas que se reducen por el uso de la ce-
raacutemica La ceraacutemica es tambieacuten maacutes resistente a los quiacutemicos y puede utilizarse en ambien-
tes huacutemedos donde los rodamientos de acero se oxidaban El mayor inconveniente de uti-
lizar la ceraacutemica es un costo mucho maacutes elevado En muchos casos sus propiedades de ais-
lamiento eleacutectrico tambieacuten puede ser valiosa para los rodamientos
En la deacutecada de 1980 Toyota investigoacute la produccioacuten de una adiabaacutetica motor de ceraacutemica
que pueden funcionar a una temperatura de maacutes de 6000 deg F (3300 deg C) Motores ceraacutemicos
no necesitan un sistema de enfriamiento y por lo tanto permiten una importante reduccioacuten
de peso y la eficiencia de combustible por lo tanto mayor La eficiencia del combustible del
motor es tambieacuten maacutes alta a alta temperatura como se muestra por Carnot teorema En un
motor metaacutelico convencional mucha de la energiacutea liberada por el combustible debe ser di-
sipada como calor residual con el fin de evitar un colapso de las partes metaacutelicas A pesar
de todas estas propiedades deseables tales motores no estaacuten en produccioacuten ya que la fa-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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bricacioacuten de piezas de ceraacutemica de la precisioacuten necesaria y la durabilidad es difiacutecil Imper-
fecciones en la ceraacutemica lleva a las grietas que puede conducir a fallas en los equipos po-
tencialmente peligrosos Estos motores son posibles en el laboratorio pero la produccioacuten
en masa no es factible con la tecnologiacutea actual
Se estaacute trabajando en el desarrollo de piezas ceraacutemicas para turbinas de gas motores En
la actualidad incluso las hojas hechas de avanzadas aleaciones de metales utilizados en la
seccioacuten de los motores calientes requieren temperaturas de refrigeracioacuten y cuidadosos que
limitan la de Motores turbina hizo con ceraacutemicas podiacutea operar maacutes eficientemente dando
aviones mayor alcance y payload por un importe conjunto de combustible
Recientemente se han producido avances en la ceraacutemica que incluyen bio-ceraacutemica tales
como los implantes dentales y huesos sinteacuteticos hidroxiapatita el componente mineral na-
tural del hueso se ha hecho de forma sinteacutetica a partir de una serie de fuentes bioloacutegicas y
quiacutemicas y se pueden transformar en materiales ceraacutemicos Implantes ortopeacutedicos a partir
de estos bonos de materiales faacutecilmente a los tejidos oacuteseos y otras partes del cuerpo sin re-
chazo o reacciones inflamatorias Debido a esto son de gran intereacutes para la entrega de ge-
nes y la ingenieriacutea de tejidos andamios La mayoriacutea de la ceraacutemica de hidroxiapatita son
muy porosas y la falta de resistencia mecaacutenica y se utilizan para dispositivos ortopeacutedicos ca-
pa de metal para ayudar en la formacioacuten de un enlace con el hueso o como relleno oacuteseo
Tambieacuten se utilizan como relleno de tornillos ortopeacutedicos de plaacutestico para ayudar a reducir
la inflamacioacuten y aumentar la absorcioacuten de estos materiales de plaacutestico Se estaacute trabajando
para hacer fuerte y bien densa nano cristalina de materiales ceraacutemicos de hidroxiapatita pa-
ra dispositivos ortopeacutedicos que soportan peso en sustitucioacuten de metales y materiales plaacutes-
ticos extranjeros ortopeacutedico con un material sinteacutetico pero de origen natural mineral de los
huesos En uacuteltima instancia estos materiales ceraacutemicos se pueden utilizar como sustitutos
de hueso o con la incorporacioacuten de la proteiacutena colaacutegeno huesos sinteacuteticos
Ceraacutemica de alta tecnologiacutea se utiliza en relojeriacutea para la produccioacuten de cajas de relojes El
material se valora por los relojeros por su ligereza resistencia al rayado resistencia y tacto
suave CBI es una de las marcas que ha iniciado el uso de la ceraacutemica en la relojeriacutea El caso
de la CBI edicioacuten 2007 de Top Gun de la Vigilancia de la Pilot cronoacutegrafo doble se hace a
mano en ceraacutemica de alta tecnologiacutea negro
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Revestimiento con ceraacutemico Las ceraacutemicas se
comercializan clasificadas con un nuacutemero de
tono cuando compre las cajas verifique una por
una para evitar contratiempos a la hora de su
colocacioacuten
Para lograr el equilibrio de coloracioacuten es aconse-
jable mezclar las piezas antes de su colocacioacuten
En este sentido vaya sacando una ceraacutemica de cada caja y coloacutequelas en este orden ya que
siempre existe una pequentildea variacioacuten de matiz de una caja a otra pero que no se notaraacute cuando
se hallen instaladas En cuanto a los sistemas de colocacioacuten existen dos alternativas el sistema
mortero tradicional (praacutecticamente en desuso) y el sistema de capa fina El primero requiere
sumergir la ceraacutemica en agua limpia durante unos minutos como paso previo a su colocacioacuten Si
opta por este meacutetodo recuerde que la ceraacutemica no debe introducirse en el agua con su envase
de cartoacuten ya que podriacutea mancharse como consecuencia de la accioacuten de la tinta del envoltorio o
de la oxidacioacuten de los ganchos de cierre En este sistema es imprescindible tambieacuten mojar los
revoques de los muros y las carpetas de los pisos
Si emplea el segundo sistema que se trabaja sobre la base de un adhesivo cementicio no seraacute
necesario mojar la ceraacutemica ni los revoques No obstante independientemente del meacutetodo de
colocacioacuten utilizado usted deberaacute verificar que las ceraacutemicas esteacuten libres de polvo antes de su
instalacioacuten
En el piso no soacutelo deberaacute tener en cuenta la junta entre una ceraacutemica y otra sino tambieacuten una
separacioacuten perimetral que para superficies pequentildeas debe llegar a los 15 miliacutemetros
Las juntas entre ceraacutemicas deben sellarse con cemento Portland mezclado con arena marmolina
o cuarzo molido Si quiere dar color a la junta recuerde que no es conveniente utilizar colorantes
hidrosolubles como oacutexido de hierro o negro de humo porque pueden manchar la ceraacutemica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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EMPRESAS NACIONALES QUE PRODUCEN DICHOS PRODUCTOS
Las Compantildeiacutea Ceraacutemica o empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y pisos ceraacutemicos han tenido
como objetivo de mejorar la calidad de informacioacuten minimizar esfuerzos y recursos reducir costos y
brindar un mejor servicio al cliente que quiere adquirir estos productos para ello tenemos algunas
empresas nacionales descritos en esta investigacioacuten
COMPANtildeIacuteA DE CERAacuteMICA SA CELIMA
Es empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y
pisos ceraacutemicos desde 1982Ceraacutemica Lima SA
ldquoCelimardquo es una empresa cimentada en la tradicioacuten
milenaria de las culturas Nazca Moche y Chaviacuten para
el dominio de la ceraacutemica cuenta con personal alta-
mente calificado y tecnologiacutea de punta que le ha permitido ingresar a los mercados maacutes exigentes
del mundo tales como la Comunidad Econoacutemica Europea Estados Unidos Canadaacute Australia Centro
Ameacuterica y Sud-Ameacuterica Actualmente CELIMA tiene una capacidad de produccioacuten mensual de
1rsquo100000 m2 entre azulejos y pisos ceraacutemicos
CERAacuteMICA SAN LORENZO ndash PERUacute inicia la
construccioacuten de su planta en mayo de 1999
con los maacutes altos estaacutendares de seguridad
ambiental y tecnologiacutea italiana de vanguardia
Con una inversioacuten inicial de 17 millones de
doacutelares iniciaacutendose con una produccioacuten mensual de 200000 m2 de revestimiento ceraacutemico
para pisos
Antildeo y medio despueacutes amplia su capacidad productiva eacutesta se incrementa a 440000 m2 al
mes innovando en la produccioacuten del Revestimiento Ceraacutemico de Pared permitiendo asiacute
abastecer la demanda insatisfecha de los revestimientos de Pared que no disponiacutea ante-
riormente con una inversioacuten aproximada de 10 millones de doacutelares
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Luego con el objetivo de desarrollar un mercado de exportacioacuten a Estados Unidos donde el gru-
po ha iniciado operaciones a traveacutes de Ceraacutemica San Lorenzo INC (USA) se invierte en una
nueva liacutenea de esmaltado otorgaacutendole asiacute flexibilidad a la produccioacuten siendo eacutesta una alternativa
de disminucioacuten de tiempo en el cambio de producto y se suma a ella la reduccioacuten de ciclos de
proceso de coccioacuten aumentando asiacute la velocidad de la produccioacuten llegando a producir 620000
m2 mensuales
Tambieacuten dentro de los proyectos importantes tenemos el montaje y puesta en marcha de la
planta de productos de tercer fuego los cuales complementan nuestra liacutenea actual de revesti-
mientos Liacutenea de alto perfil desarrollar una serie de piezas especiales como son zoacutecalos liacutestelos
en sus distintas medidas insertos tacos etc
Debido al sostenido aumento de las ventas y con el fin de obtener el liderazgo en el mercado del
ceraacutemico actualmente Ceraacutemica San Lorenzo a incrementado su capacidad de produccioacuten con
una inversioacuten de 12 millones de doacutelares en una ampliacioacuten de planta de 420000 m2 de ceraacutemi-
cos mensuales bajo el concepto de ldquoalta productividadrdquo considerando en el proceso de produc-
cioacuten la molienda de arcillas por viacutea seca ahorrando asiacute gas natural y energiacutea eleacutectrica
Hoy Ceraacutemica San Lorenzo logra ofrecer una amplia gama de productos ceraacutemicos de alta cali-
dad con una produccioacuten superior al milloacuten de metros cuadrados
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CONCLUSIONES
Se logro obtener la mayor y suficiente informacioacuten acerca del tema pisos ceraacutemicos y mayoacute-
licas
Se logro obtener conocimiento del tema a presentar en este trabajo ldquopisos ceraacutemicos y ma-
yoacutelicasrdquo ya que este tema en discusioacuten es de mucha importancia para nuestra carrera profe-
sional
Se logro obtener la informacioacuten suficiente del tema en investigacioacuten estructurado en los
siguientes apartados descripcioacuten del producto descripcioacuten de las materias primas proceso
de produccioacuten aplicacioacuten en la etapa de construccioacuten yo post-construccioacuten empresas na-
cionales que producen
Los ceraacutemicos son muy importante y aportan al desarrollo y a la comodidad de la humani-
dad asiacute como para la ingenieriacutea es muy importante ya que aporta a los acabados en cons-
trucciones
Por el presente trabajo de investigacioacuten se adquirioacute nuevos conocimientos en cuanto al ma-
terial llamado pisos ceraacutemicos y mayoacutelicas
Aprendimos cuales son los materias primas para la fabricacioacuten de las ceraacutemicas
Aprendimos las aplicaciones en la construccioacuten y en la post construccioacuten
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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RECOMENDACIONES
Se recomienda el uso adecuado y mesurado de la informacioacuten en investigacioacuten
Es maacutes factible hacer trabajos de investigacioacuten de materiales ya conocidos y comunes que
se usan en el proceso de construccioacuten y post construccioacuten
Los integrantes del grupo deben trabajar adecuadamente y con seriedad para que no se
produzca mayor y aprender a trabajar en equipo
Este trabajo fue realizado con mucho esmero y dedicacioacuten ya que el tema en investigacioacuten
es muy importante para nuestra carrera profesional
Observar y realizar un resumen de la informacioacuten recabada de acuerdo al tema en investi-
gacioacuten asiacute como recabar nueva y reciente informacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten tomar maacutes implicancia y verificar los avances de los
trabajos de investigacioacuten y detallar las dificultades de cada grupo asiacute como los errores y asiacute
realizar un mejor u buen trabajo de investigacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten organizar de mejor manera a los alumnos para una
buena y mejor elaboracioacuten de los trabajos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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BIBLIOGRAFIA
Castaldo Paris Lluis- Necesidad e importancia de la ceraacutemica como manifestacioacuten humana
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Introduccioacuten a la ciencia e ingenieriacutea de los materiales WD Callister
Materiales Estructura propiedades y aplicaciones Saja Saez ndash Rodriacuteguez Perez ndash Rodriacuteguez
Mendez
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ANEXOS
Pisos ceraacutemicos en viviendas
Pisos ceraacutemicos en sshh
Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
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Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
Pisos ceraacutemicos en Inst Puacuteblicos
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Aluacutemina (Al2O3)
Nitruro de Silicio (Si3N4)
Carburo de silicio (SiC)
Zirconita (ZrO2) A continuacioacuten se ofrece una breve descripcioacuten de algunos compuestos procesos y aplica-
ciones de varios materiales ceraacutemicos importantes en ingenieriacutea
Aluacutemina (Al2O3)La aluacutemina se desarrolloacute originalmente para tubos refractarios y crisoles dealta
pureza de utilizacioacuten a elevadas temperaturas pero ahora tiene aplicaciones mucho maacutes variadas
Un ejemplo claacutesico de la utilizacioacuten de la aluacutemina es en materiales aislantes de las bujiacuteas El oacutexido de
aluminio se dopa con oacutexido de Mg se prensa en friacuteo y se sinteriza La aluacutemina se emplea frecuente-
mente para aplicaciones eleacutectricas de buena calidad donde se precisan bajas peacuterdidas dieleacutectricas y
alta resistividad
Nitruro de silicio (Si3N4)Los materiales ceraacutemicos con base de nitruro tienen una combinacioacuten
muy uacutetil de propiedades mecaacutenicas ingenieriles como resistencia razonable resistencia al impacto y
propiedades refractarias El Si3N4se disocia significativamente a temperaturas por encima de los
800degC y por consiguiente no se puede sinterizar directamente Sin embargo a lo largo de los uacuteltimos
antildeos se han desarrollado otros meacutetodos de fabricacioacuten delSi3N4Se han desarrollado cuatro procesos
principales para el nitruro de silicio procesos por reaccioacuten de unioacuten (RBSN) procesos de compacta-
cioacuten en caliente de nitruro de silicio (HPSN) proceso de nitruro de silicio sinterizado (SSN) proceso
de nitruro de silicio de compactacioacuten isostaacutetica en caliente (HIP-SN) En el proceso por reaccioacuten de
unioacuten un polvo compacto de silicio se nitrura en una corriente de gas nitroacutegeno Este proceso produ-
ce un Si3N4 microporoso y con moderadaresistencia
Propiedades de algunos ceraacutemicos de nitruro de silicio (TABLA 3)
RSBN SSN SIALON HIP-SN
Densidad Mgm3
27 33 33 33
Moacutedulo de Yung GPa
200 300 300 300
Resistencia en RT MPa
300+ 900+ 800+ 900++
Kic Mpam12
2 6 65 55-65
Desgaste por fatiga de contacto
NA Bajo Moderado Extremadamente bajo
Constante Dieleacutectrica a 1010Hz
6-7 65 hellip 65-75
$pieza de forma neta
El menor Medio Medio El mayor
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RSBN= Nitruro de Silicio con enlace por reaccioacuten
SSN= Nitruro de silicio sinterizado
HIP-SN= Nitruro de silicio Comprimido en caliente isostaacuteticamente + Flexioacuten en cuatro puntos ++ Traccioacuten directa
Carburo de silicio (SiC)Los ceraacutemicos de altas prestaciones del tipo SiC tiene propiedades muy
importantes ya que su dureza es elevada son inertes quiacutemicamente tiene buena resistencia a la
abrasioacuten y a la oxidacioacuten a altas temperaturas Sin embargo el SiC es relativamente quebradizo
por su baja resistencia al impacto y es difiacutecil producir piezas ceraacutemicas densas de grano fino Para
hacer carburo de silicio sinterizado por reaccioacuten se infiltra un polvo compacto de SiC y carbono
(grafito) con silicio fundido que reacciona con el carbono para formar SiC uniendo los granos
originales de SiC El proceso no puede continuarse hasta que todos los poros que se encuentran
entre los granos originales se llenen ya que el silicio debe ser capaz de infiltrarse Asiacute el produc-
to final contiene entre un 8 y un 20 de Si libre El SiC se puede sinterizar usando polvo de SiC
alfa de calidad adecuada sin aplicacioacuten de presioacuten externa si se antildeaden ayudas al sinterizado
Para el sinterizado sin presioacuten del SiC se utilizan comuacutenmente compuestos de boro y aluminio
Zirconio (ZrO2)La zirconita pura es polimorfa y experimenta transformaciones desde una es-
tructura tetragonal a otra monocliacutenica sobre los 1170degC acompantildeada de una expansioacuten de vo-
lumen y posible ruptura Sin embargo combinando ZrO2 con otros oacutexidos refractarios tales co-
mo CaO MgO e Y2O3 la estructura cuacutebica se puede estabilizar a temperatura ambiente y se han
encontrado algunas aplicaciones donde se requiere alta resistencia a impactos
LOS VIDRIOS DE LOS CERAMICOS
Un vidrio es un material ceraacutemico que se fabrica a partir de materiales inorgaacutenicos a altas tem-
peraturas Sin embargo se distingue de otros ceraacutemicos en que sus constituyentes se calientan
hasta la fusioacuten y despueacutes se enfriacutean hasta un estado riacutegido sin cristalizacioacuten Una de sus caracte-
riacutesticas es que tiene una estructura cristalina o amorfa Las moleacuteculas de vidrio no estaacuten coloca-
das en un orden repetitivo de largo alcance como en el caso de un soacutelido cristalino
Composicioacuten de los vidrios El vidrio de siacutelice fundido presenta una alta transmisioacuten espectral y
no estaacute sujeto a dantildeos de radiacioacuten que origina coloracioacuten en otros vidrios Es por tanto el vidrio
ideal para la luna de los vehiacuteculos espaciales y de tuacuteneles aerodinaacutemicos y para sistemas oacutepticos
en dispositivos espectrofotomeacutetricos Sin embargo los vidrios de siacutelice son caros y difiacuteciles de
procesar
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CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS Y QUIacuteMICAS DE LAS MATERIAS PRIMAS
Las importantes aplicaciones industriales de este grupo de minerales radican en sus propiedades
fiacutesico-quiacutemicas Dichas propiedades derivan principalmente de
Su extremadamente pequentildeo tamantildeo de partiacutecula (inferior a 2 mm)
Su morfologiacutea laminar (filosilicatos)
Las sustituciones isomoacuterficas que dan lugar a la aparicioacuten de carga en las laacuteminas
Por otra parte la existencia de carga en las laacuteminas se compensa como ya se ha citado con la
entrada en el espacio interlaminar de cationes deacutebilmente ligados y con estado variable de hi-
dratacioacuten que pueden ser intercambiados faacutecilmente mediante la puesta en contacto de la arci-
lla con una solucioacuten saturada en otros cationes a esta propiedad se la conoce como capacidad
de intercambio catioacutenico y es tambieacuten la base de multitud de aplicaciones industriales
Superficie especiacutefica La superficie especiacutefica o aacuterea superficial de una arcilla se define como el
aacuterea de la superficie externa maacutes el aacuterea de la superficie interna (en el caso de que esta exista)
de las partiacuteculas constituyentes por unidad de masa expresada en m2g Las arcillas poseen una
elevada superficie especiacutefica muy importante para ciertos usos industriales en los que la inter-
accioacuten soacutelido-fluido depende directamente de esta propiedad
A continuacioacuten se muestran algunos ejemplos de superficies especiacuteficas de arcillas
Caolinita de elevada cristalinidad hasta 15 m2g
Caolinita de baja cristalinidad hasta 50 m2g
Halloisita hasta 60 m2g
Illita hasta 50 m2g
Montmorillonita 80-300 m2g
Sepiolita 100-240 m2g
Paligorskita 100-200 m2g
Capacidad de Intercambio catioacutenico Es una propiedad fundamental de las esmectitas Son ca-
paces de cambiar faacutecilmente los iones fijados en la superficie exterior de sus cristales en los
espacios interlaminares o en otros espacios interiores de las estructuras por otros existentes en
las soluciones acuosas envolventes
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Sustituciones isomoacuterficas dentro de la estructura
Enlaces insaturados en los bordes y superficies externas
Disociacioacuten de los grupos hidroxilos accesibles
A continuacioacuten se muestran algunos ejemplos de capacidad de intercambio catioacutenico (en
meq100g)
Caolinita 3-5
Halloisita 10-40
Illita 10-50
Clorita 10-50
Vermiculita 100-200
Montmorillonita 80-200
Sepiolita-paligorskita 20-35
Los materiales primas de los ceraacutemicos son Minerales compuestos y elementos quiacutemicos forma-
dos mediante procesos inorgaacutenicos
Las propiedades de los minerales se estudian bajo las correspondientes divisiones mineralogiacutea
quiacutemica mineralogiacutea y fiacutesica
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PROCESO DE PRODUCCION
PROCESADO DE MATERIALES CERAacuteMICOS
Las ceraacutemicas no cristalinas (vidriosas) suelen ser formadas de fundiciones El vidrio es formado
por cualquiera de los siguientes meacutetodos soplado prensado laminado estirado colado o flota-
do y galvanizado
Los materiales ceraacutemicos cristalinos no son susceptibles de un variado rango de procesado Los
meacutetodos empleados para su manejo tienden a fallar en una de dos categoriacuteas -hacer ceraacutemica
en la forma deseada pro reaccioacuten in situ o por formacioacuten de polvos en la forma deseada y lue-
go sinterizados para formar un cuerpo soacutelido Algunos meacutetodos usados son un hiacutebrido de los dos
meacutetodos mencionados
Manufactura in situ
El uso maacutes comuacuten de este meacutetodo es en la produccioacuten de cemento y concreto Aquiacute los abrasi-
vos deshidratados son mezclados con agua Esto da comienzo a las reacciones de la hidratacioacuten
las cuales resultan en cristales grandes interconectados formaacutendose alrededor de los agregados
Pasado un tiempo esto resulta en una ceraacutemica soacutelida
El mayor problema con este meacutetodo es que la mayoriacutea de las reacciones son tan raacutepidas que no
es posible hacer una buena mezcla lo que tiende a impedir la construccioacuten en gran escala Sin
embargo los sistemas a pequentildea escala pueden ser realizados mediante teacutecnicas de depoacutesito
en donde los diferentes materiales son introducidos sobre un sustrato donde se produce la
reaccioacuten y la ceraacutemica se forma sobre este sustrato
Conformado de los polvos
El objetivo principal del conformado es dar forma y consistencia a la masa de polvos que deacute lugar
a un aumento de la densidad y por lo tanto a una mejora de las propiedades mecaacutenicas Existen
dos formas de realizar el conformado mediante la aplicacioacuten de presioacuten y temperaturas eleva-
das Con la aplicacioacuten de presioacuten y temperatura el proceso es similar a si no aplicaacutesemos altas
temperaturas pero obtenemos productos maacutes densos y homogeacuteneos a la vez que ahorramos
materias primas
Prensado uniaxial (en caliente o en friacuteo) Consiste en la aplicacioacuten de presioacuten en una uacutenica
direccioacuten hasta conseguir la compactacioacuten de los polvos ceraacutemicos La pieza asiacute conformada
tendraacute la forma de la matriz y las superficies con las que se aplica la presioacuten
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Prensado isostaacutetico en caliente o en friacuteo Consiste en compactar los polvos encerraacutendolos
hermeacuteticamente en moldes elaacutesticos tiacutepicamente de goma laacutetex o PVC aplicaacutendoles pre-
sioacuten hidrostaacutetica mediante un fluido que puede ser agua o aceite El fundamento de este
proceso es el Principio de Pascal de este modo conseguimos compactar uniformemente y
en todas las direcciones el material
Slip Casting Se fundamenta en el moldeo por barbotina de la ceraacutemica tradicional median-
te el cual obtenemos piezas de espesores pequentildeos utilizando moldes porosos
Meacutetodos basados en la sinterizacioacuten
Los principios de los meacutetodos basados en la sinterizacioacuten son sencillos Una vez que la materia
prima es acondicionada para su procesamiento (hornada) es introducida en el horno con lo que
el proceso de difusioacuten compacta a la materia prima
Los poros se achican resultando un producto maacutes denso y fuerte El quemado se hace a una
temperatura por debajo del punto de derretimiento de la ceraacutemica Siempre queda alguna poro-
sidad pero la verdadera ventaja de este meacutetodo es que la hornada puede ser producida de cual-
quier modo imaginable e incluso puede ser sinterizado Esto lo hace una ruta muy versaacutetil
Existen miles de posibles refinamientos de este proceso Algunos de los maacutes comunes involucran
presionar la hornada para darle la densidad la quema reduce el tiempo de sinterizacioacuten necesa-
rio A veces se antildeaden elementos orgaacutenicos junto a la hornada que son disueltos durante la
quema
Algunas veces se agregan lubricantes orgaacutenicos durante el proceso para incrementar la densi-
dad No es raro combinarlos agregando materia orgaacutenica y lubricantes a una hornada y luego
presionar (La formulacioacuten de estos aditivos quiacutemico orgaacutenicos es un arte en siacute mismo) Esto es
particularmente importante en la manufactura de ceraacutemica de alto rendimiento tales como las
usadas para la electroacutenica en condensadores inductores sensores etc
Puede realizarse una mezcla de componentes en vez de usar un solo polvo y luego verterlo en el
molde deseado dejaacutendolo secar y luego sinterizarlo De hecho en la alfareriacutea tradicional es he-
cho de esta forma usando una mezcla plaacutestica que es trabajada con las manos
Si una mezcla de materiales diferentes componentes es utilizada en una ceraacutemica algunas veces
la temperatura de sinterizacioacuten es mayor a la temperatura de fundicioacuten de alguno de sus com-
ponentes (fase liacutequida de sinterizacioacuten) Esto genera un periacuteodo maacutes corto de sinterizacioacuten com-
parado con el estado soacutelido sinterizado
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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DESCRIPCIOacuteN DEL PROCESO DE PRODUCCIOacuteN
LA FABRICACIOacuteN
PROCESO Una vez que las materias primas que se procesan una serie de medidas llevaraacute a cabo
para obtener el producto terminado Estos pasos incluyen la dosificacioacuten mezcla y molienda
secado por aspersioacuten formando secado esmaltado y coccioacuten Muchos de estos pasos se reali-
zan ahora con equipos automatizados
De procesamiento por lotes Un caso de muchos productos de ceraacutemica incluyendo mosaico de
la composicioacuten corporal se determina por la cantidad y el tipo de materias primas Las materias
primas tambieacuten determinan el color del cuerpo del azulejo que puede ser rojo o blanco depen-
diendo de la cantidad de hierro que contienen materias primas empleadas Por lo tanto es im-
portante mezclar las cantidades correctas en conjunto para lograr las propiedades deseadas
Caacutelculos por lotes por tanto necesario que debe tener en cuenta tanto las propiedades fiacutesicas y
composicioacuten quiacutemica de las materias primas Una vez que el peso adecuado de cada materia
prima se determina las materias primas deben ser mezclados
Mezcla y molienda Una vez que los ingredientes se pesan que se suman en un mezclador de
shell mezclador de cinta o un mezclador intensivo Un mezclador de shell se compone de dos
cilindros unidos en forma de V que gira a caer y mezclar el material Un mezclador de cinta utili-
za aspas helicoidales y un mezclador intensivo utiliza haraacute raacutepidamente renovables Este paso
maacutes muele los ingredientes dando como resultado un tamantildeo de partiacutecula maacutes fina que mejora
el proceso de formacioacuten posterior (ver paso 4 a continuacioacuten)
A veces es necesario agregar agua para aumentar la mezcla de un lote con varios ingredientes
asiacute como para lograr la molienda fina Este proceso se denomina molienda huacutemeda y con fre-
cuencia se realiza mediante un molino de bolas El resultado lleno de agua mezcla que se llama
una papilla o deslizamiento El agua se extrae de la suspensioacuten pulsando filtro (que elimina el
40-50 por ciento de la humedad) seguida de molienda en seco
De secado por aspersioacuten Si la molienda huacutemeda es utilizada por primera vez el exceso de agua
suele ser removido a traveacutes de secado por aspersioacuten Esto implica el bombeo de la lechada con
un atomizador que consiste en un disco que gira raacutepidamente o la boquilla Las gotas de la hoja
se secan a medida que se calientan con una columna de aire ascendente caliente formando pe-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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quentildeos graacutenulos de libre movimiento que dan como resultado un polvo susceptible de confor-
macioacuten
Cuerpos de baldosas tambieacuten se puede preparar por molienda en seco seguido de granulacioacuten
Granulacioacuten se utiliza una maacutequina en la cual se mezcla la mezcla de material previamente seco
molido con agua para formar las partiacuteculas en graacutenulos que a su vez formar un polvo listo para
su formacioacuten
La formacioacuten La mayoriacutea de baldosas estaacute formada por prensado en seco En este meacutetodo el
polvo de flujo libre que contiene aglutinante orgaacutenico o un bajo porcentaje de humedad se deri-
va de una tolva en la matriz de la formacioacuten El material se comprime en una cavidad de acero
por eacutembolos de acero y luego es expulsado por el eacutembolo de la parte inferior Prensas automati-
zadas se utilizan para presiones de trabajo de hasta 2500 toneladas
Varios otros meacutetodos tambieacuten se utilizan en el cuerpo del azulejo estaacute en huacutemedo la forma maacutes
moldeable Extrusioacuten ademaacutes de perforacioacuten se utiliza para producir baldosas de forma irregu-
lar y maacutes delgada de baldosas maacutes raacutepida y econoacutemica Esto implica la compactacioacuten de una
masa de plaacutestico en el cilindro de presioacuten alta y obligando a que el material fluya hacia fuera de
la botella en las babosas cortoacute Estas balas son entonces un puntildeetazo en una o maacutes fichas con
troquelado hidraacuteulico o neumaacutetico
RAM presionando a menudo se utiliza para la baldosa muy perfilada Con este meacutetodo las bal-
dosas excluidas por el cuerpo del azulejo se presionan entre dos mitades de un molde duro o
porosa montada en una prensa hidraacuteulica El formoacute parte se elimina por la primera aplicacioacuten de
vaciacuteo a la mitad superior del molde para liberar la parte de la mitad inferior seguido forzando el
aire a traveacutes de la parte de arriba para liberar la parte superior El exceso de material debe ser
removido de la pieza y acabado adicional puede ser necesario
Otro proceso conocido como cristal de presioacuten se ha desarrollado recientemente Este proceso
combina el cristal y dar forma a la vez pulsando el esmalte (en forma de polvo atomizado) direc-
tamente en la matriz llena con el polvo del cuerpo de baldosas Las ventajas incluyen la elimina-
cioacuten de liacuteneas de esmaltado asiacute como el material de desecho cristales (llamados lodos) que se
produce con el meacutetodo convencional
El secado baldosas de ceraacutemica por lo general debe ser secado (con una humedad relativa alta)
despueacutes de la formacioacuten sobre todo si un meacutetodo huacutemedo se utiliza Secado lo que puede lle-
var varios diacuteas se quita el agua a una velocidad lo suficientemente lenta como para evitar las
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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grietas por contraccioacuten Los secadores continuos o tuacuteneles que se utilizan son calentados con
gas o aceite laacutemparas de infrarrojos o energiacutea de microondas Secado por infrarrojos es maacutes
adecuado para baldosas finas mientras secado por microondas que funciona mejor para maacutes
gruesa de baldosas Otro meacutetodo el secado impulso utiliza pulsos de aire caliente que fluye en
la direccioacuten transversal en vez de manera continua en la direccioacuten del flujo de materiales
Acristalamiento Para preparar el glaseado los mismos meacutetodos que para el cuerpo del azulejo
Despueacutes de una formulacioacuten de lotes se calcula las materias primas se pesan se mezclan y seco
o huacutemedo molido Los esmaltes molidos se aplican mediante uno de los meacutetodos disponibles
En el acristalamiento de centriacutefuga o arado de discos el esmalte se alimenta a traveacutes de un disco
giratorio que arroja o lanza el esmalte en el azulejo En el meacutetodo de la campana cascada una
corriente de barniz se cae en el azulejo al pasar sobre una cinta transportadora por debajo A
veces el esmalte es simplemente rociado en Para aplicaciones de esmalte muacuteltiples impresioacuten
en pantalla por debajo o entre las baldosas que se han mojado cristal se utiliza En este proce-
so esmalte es forzada a traveacutes de una pantalla por una rasqueta de goma u otro dispositivo
Acristalamiento en seco tambieacuten se estaacute utilizando Esto implica la aplicacioacuten de polvos fritas
trituradas (materiales de vidrio) y esmaltes granulada en una superficie de baldosas mojadas
acristalamiento Despueacutes de la coccioacuten las partiacuteculas de esmalte se funden entre siacute para produ-
cir una superficie como el granito
Disparo Despueacutes de cristal el azulejo se debe calentar intensamente para fortalecerlo y darle la
porosidad deseada Hay dos tipos de hornos o Despueacutes de la formacioacuten el archivo se seca poco
a poco (durante varios diacuteas) y con una humedad alta para evitar el agrietamiento y la contrac-
cioacuten A continuacioacuten el barniz se aplica a continuacioacuten el azulejo se cuece en un horno o estu-
fa Aunque algunos tipos de baldosas requiere un proceso de coccioacuten en dos etapas huacutemedo
molido baldosas se dispara una sola vez a una temperatura de 2000 grados Fahrenheit o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten el azulejo es empacado y enviado
Los hornos se utilizan para la coccioacuten de baldosas Azulejo de la pared o azulejo que es prepa-
rado por molienda en seco en lugar de molienda huacutemeda requiere generalmente un proceso de
dos pasos En este proceso el azulejo pasa a traveacutes de un disparo de baja temperatura llamada
sopa de fuego antes de acristalamiento Este paso elimina los volaacutetiles de la materia y la mayor
parte o la totalidad de la contraccioacuten El cuerpo y el esmalte luego se disparoacute en un proceso lla-
mado despido glost Tanto los procesos de coccioacuten tienen lugar en un tuacutenel o un horno conti-
nuo que consta de una caacutemara a traveacutes del cual poco a poco el software se trasladoacute en un
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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transportador de rollos de refractarios estantes construidos con materiales que son resistentes a
temperaturas altas o en contenedores denominados gacetas Coccioacuten en un horno tuacutenel puede
tomar de dos a tres diacuteas con temperaturas alrededor de disparar 2372 grados Fahrenheit
(1300 grados Celsius)
Para el azulejo que soacutelo requiere un uacutenico disparo por lo general de baldosas que se prepara por
viacutea huacutemeda de rodillos para moler los hornos se utilizan generalmente Estos hornos se mueven
las mercanciacuteas de un transportador de rodillos y no necesitan muebles horno tales como blo-
ques o gacetas Los tiempos de encender en los hornos de rodillos pueden ser tan bajos como
60 minutos con temperaturas de coccioacuten alrededor de 2102 grados Fahrenheit (1150 grados
Celsius) o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten y las pruebas el azulejo estaacute listo para ser empaquetados y enviados
Subproductos Una variedad de contaminantes se generan durante las etapas de fabricacioacuten
diferentes estas emisiones deben ser controladas para cumplir con las normas de control de
aire Entre los contaminantes que produce en la fabricacioacuten de baldosas estaacuten compuestos de
fluacuteor y el plomo que se producen durante la coccioacuten y vidriado Los compuestos de plomo se
han reducido significativamente con el reciente desarrollo de esmaltes sin plomo o de bajo plo-
mo Las emisiones de fluacuteor pueden ser controladas con los depuradores los dispositivos de ae-
rosol que baacutesicamente los gases con agua para eliminar los contaminantes dantildeinos Tambieacuten
se puede controlar con procesos en seco como los filtros de tela recubierta con cal Esta cal
puede ser reciclada como materia prima para el azulejo en el futuro
La industria del azulejo es tambieacuten el desarrollo de procesos para reciclar las aguas residuales y
lodos generados durante el mecanizado automaacutetico vidrios y el secado por atomizacioacuten Ya
que algunas plantas de reciclaje el exceso de polvo generado durante el prensado en seco asiacute
como el rociacuteo producido durante el acristalamiento Residuos de barniz y teja rechazoacute tambieacuten
se devuelven al proceso de preparacioacuten del cuerpo para su reutilizacioacuten
Control de calidad La mayoriacutea de fabricantes de baldosas utilizan ahora el control estadiacutestico de
procesos (SPC) para cada paso del proceso de fabricacioacuten Muchos de ellos tambieacuten trabajan
estrechamente con sus proveedores de materia prima para asegurar que se cumplan las especi-
ficaciones antes de que el material se utilice Control estadiacutestico del proceso consiste en las car-
tas que se utilizan para controlar diversos paraacutemetros de procesamiento tales como el tamantildeo
de las partiacuteculas el tiempo de molienda la temperatura de secado y el tiempo presioacuten de com-
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pactacioacuten dimensiones despueacutes del prensado la densidad la temperatura de coccioacuten y el tiem-
po y similares Estas cartas identificar problemas con el equipo fuera de las condiciones de
especificacioacuten y ayudar a mejorar el rendimiento antes de que el producto final esteacute terminado
El producto final debe cumplir con ciertas especificaciones en relacioacuten con propiedades fiacutesicas y
quiacutemicas Estas propiedades estaacuten determinados por las pruebas estaacutendar establecido por la
Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM) Propiedades medidas incluyen resistencia
mecaacutenica resistencia de abrasioacuten resistencia quiacutemica absorcioacuten de agua su estabilidad dimen-
sional resistencia al hielo y el coeficiente de expansioacuten teacutermica lineal Maacutes recientemente el
antideslizante que se puede determinar midiendo el coeficiente de friccioacuten se ha convertido en
una preocupacioacuten Sin embargo no existe una norma se ha establecido todaviacutea porque otros
factores (tales como el disentildeo del suelo y el cuidado apropiados) puede hacer que los resultados
sin sentido
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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APLICACIOacuteN EN LA ETAPA DE CONSTRUCCION YO POST-CONSTRUCCION
Su uso inicial fue fundamentalmente la elaboracioacuten de recipientes empleados para contener
alimentos o bebidas Maacutes adelante se utilizoacute para modelar figurillas de posible caraacutecter simboacuteli-
co maacutegico religioso o funerario Tambieacuten se empleoacute como material de construccioacuten en forma
de ladrillo teja baldosa o azulejo conformando muros o revistiendo paramentos La teacutecnica del
vidriado le proporcionoacute gran atractivo se utilizoacute tambieacuten en escultura Actualmente tambieacuten se
emplea como aislante eleacutectrico y teacutermico en hornos motores y en blindaje
Ceraacutemicas se utilizan en la fabricacioacuten de cuchillos La hoja del cuchillo de ceraacutemica perma-
neceraacute fuerte por mucho maacutes tiempo que el de un cuchillo de acero a pesar de que es maacutes
fraacutegil que se abrocha por la caiacuteda sobre una superficie dura
Ceraacutemicas como aluacutemina y carburo de boro se han utilizado en baliacutestica chalecos blindados
para repeler gran calibre rifle de fuego Dichas placas se conocen comuacutenmente como de
armas pequentildeas inserciones de proteccioacuten (SAPI) Material similar se utiliza para proteger
las cabinas de algunos aviones militares debido a su bajo peso del material
Las bolas de ceraacutemica se puede utilizar para sustituir el acero en rodamientos de bolas Su
mayor dureza que significa que son mucho menos susceptibles al desgaste y puede ofrecer
maacutes de vida triple Tambieacuten se deforman menos en el sentido de carga que tienen menos
contacto con las paredes de retencioacuten del rodamiento y puede rodar maacutes raacutepido En las
aplicaciones de muy alta velocidad el calor de la friccioacuten durante la rodadura puede causar
problemas para los rodamientos de metal los problemas que se reducen por el uso de la ce-
raacutemica La ceraacutemica es tambieacuten maacutes resistente a los quiacutemicos y puede utilizarse en ambien-
tes huacutemedos donde los rodamientos de acero se oxidaban El mayor inconveniente de uti-
lizar la ceraacutemica es un costo mucho maacutes elevado En muchos casos sus propiedades de ais-
lamiento eleacutectrico tambieacuten puede ser valiosa para los rodamientos
En la deacutecada de 1980 Toyota investigoacute la produccioacuten de una adiabaacutetica motor de ceraacutemica
que pueden funcionar a una temperatura de maacutes de 6000 deg F (3300 deg C) Motores ceraacutemicos
no necesitan un sistema de enfriamiento y por lo tanto permiten una importante reduccioacuten
de peso y la eficiencia de combustible por lo tanto mayor La eficiencia del combustible del
motor es tambieacuten maacutes alta a alta temperatura como se muestra por Carnot teorema En un
motor metaacutelico convencional mucha de la energiacutea liberada por el combustible debe ser di-
sipada como calor residual con el fin de evitar un colapso de las partes metaacutelicas A pesar
de todas estas propiedades deseables tales motores no estaacuten en produccioacuten ya que la fa-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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bricacioacuten de piezas de ceraacutemica de la precisioacuten necesaria y la durabilidad es difiacutecil Imper-
fecciones en la ceraacutemica lleva a las grietas que puede conducir a fallas en los equipos po-
tencialmente peligrosos Estos motores son posibles en el laboratorio pero la produccioacuten
en masa no es factible con la tecnologiacutea actual
Se estaacute trabajando en el desarrollo de piezas ceraacutemicas para turbinas de gas motores En
la actualidad incluso las hojas hechas de avanzadas aleaciones de metales utilizados en la
seccioacuten de los motores calientes requieren temperaturas de refrigeracioacuten y cuidadosos que
limitan la de Motores turbina hizo con ceraacutemicas podiacutea operar maacutes eficientemente dando
aviones mayor alcance y payload por un importe conjunto de combustible
Recientemente se han producido avances en la ceraacutemica que incluyen bio-ceraacutemica tales
como los implantes dentales y huesos sinteacuteticos hidroxiapatita el componente mineral na-
tural del hueso se ha hecho de forma sinteacutetica a partir de una serie de fuentes bioloacutegicas y
quiacutemicas y se pueden transformar en materiales ceraacutemicos Implantes ortopeacutedicos a partir
de estos bonos de materiales faacutecilmente a los tejidos oacuteseos y otras partes del cuerpo sin re-
chazo o reacciones inflamatorias Debido a esto son de gran intereacutes para la entrega de ge-
nes y la ingenieriacutea de tejidos andamios La mayoriacutea de la ceraacutemica de hidroxiapatita son
muy porosas y la falta de resistencia mecaacutenica y se utilizan para dispositivos ortopeacutedicos ca-
pa de metal para ayudar en la formacioacuten de un enlace con el hueso o como relleno oacuteseo
Tambieacuten se utilizan como relleno de tornillos ortopeacutedicos de plaacutestico para ayudar a reducir
la inflamacioacuten y aumentar la absorcioacuten de estos materiales de plaacutestico Se estaacute trabajando
para hacer fuerte y bien densa nano cristalina de materiales ceraacutemicos de hidroxiapatita pa-
ra dispositivos ortopeacutedicos que soportan peso en sustitucioacuten de metales y materiales plaacutes-
ticos extranjeros ortopeacutedico con un material sinteacutetico pero de origen natural mineral de los
huesos En uacuteltima instancia estos materiales ceraacutemicos se pueden utilizar como sustitutos
de hueso o con la incorporacioacuten de la proteiacutena colaacutegeno huesos sinteacuteticos
Ceraacutemica de alta tecnologiacutea se utiliza en relojeriacutea para la produccioacuten de cajas de relojes El
material se valora por los relojeros por su ligereza resistencia al rayado resistencia y tacto
suave CBI es una de las marcas que ha iniciado el uso de la ceraacutemica en la relojeriacutea El caso
de la CBI edicioacuten 2007 de Top Gun de la Vigilancia de la Pilot cronoacutegrafo doble se hace a
mano en ceraacutemica de alta tecnologiacutea negro
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Revestimiento con ceraacutemico Las ceraacutemicas se
comercializan clasificadas con un nuacutemero de
tono cuando compre las cajas verifique una por
una para evitar contratiempos a la hora de su
colocacioacuten
Para lograr el equilibrio de coloracioacuten es aconse-
jable mezclar las piezas antes de su colocacioacuten
En este sentido vaya sacando una ceraacutemica de cada caja y coloacutequelas en este orden ya que
siempre existe una pequentildea variacioacuten de matiz de una caja a otra pero que no se notaraacute cuando
se hallen instaladas En cuanto a los sistemas de colocacioacuten existen dos alternativas el sistema
mortero tradicional (praacutecticamente en desuso) y el sistema de capa fina El primero requiere
sumergir la ceraacutemica en agua limpia durante unos minutos como paso previo a su colocacioacuten Si
opta por este meacutetodo recuerde que la ceraacutemica no debe introducirse en el agua con su envase
de cartoacuten ya que podriacutea mancharse como consecuencia de la accioacuten de la tinta del envoltorio o
de la oxidacioacuten de los ganchos de cierre En este sistema es imprescindible tambieacuten mojar los
revoques de los muros y las carpetas de los pisos
Si emplea el segundo sistema que se trabaja sobre la base de un adhesivo cementicio no seraacute
necesario mojar la ceraacutemica ni los revoques No obstante independientemente del meacutetodo de
colocacioacuten utilizado usted deberaacute verificar que las ceraacutemicas esteacuten libres de polvo antes de su
instalacioacuten
En el piso no soacutelo deberaacute tener en cuenta la junta entre una ceraacutemica y otra sino tambieacuten una
separacioacuten perimetral que para superficies pequentildeas debe llegar a los 15 miliacutemetros
Las juntas entre ceraacutemicas deben sellarse con cemento Portland mezclado con arena marmolina
o cuarzo molido Si quiere dar color a la junta recuerde que no es conveniente utilizar colorantes
hidrosolubles como oacutexido de hierro o negro de humo porque pueden manchar la ceraacutemica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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EMPRESAS NACIONALES QUE PRODUCEN DICHOS PRODUCTOS
Las Compantildeiacutea Ceraacutemica o empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y pisos ceraacutemicos han tenido
como objetivo de mejorar la calidad de informacioacuten minimizar esfuerzos y recursos reducir costos y
brindar un mejor servicio al cliente que quiere adquirir estos productos para ello tenemos algunas
empresas nacionales descritos en esta investigacioacuten
COMPANtildeIacuteA DE CERAacuteMICA SA CELIMA
Es empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y
pisos ceraacutemicos desde 1982Ceraacutemica Lima SA
ldquoCelimardquo es una empresa cimentada en la tradicioacuten
milenaria de las culturas Nazca Moche y Chaviacuten para
el dominio de la ceraacutemica cuenta con personal alta-
mente calificado y tecnologiacutea de punta que le ha permitido ingresar a los mercados maacutes exigentes
del mundo tales como la Comunidad Econoacutemica Europea Estados Unidos Canadaacute Australia Centro
Ameacuterica y Sud-Ameacuterica Actualmente CELIMA tiene una capacidad de produccioacuten mensual de
1rsquo100000 m2 entre azulejos y pisos ceraacutemicos
CERAacuteMICA SAN LORENZO ndash PERUacute inicia la
construccioacuten de su planta en mayo de 1999
con los maacutes altos estaacutendares de seguridad
ambiental y tecnologiacutea italiana de vanguardia
Con una inversioacuten inicial de 17 millones de
doacutelares iniciaacutendose con una produccioacuten mensual de 200000 m2 de revestimiento ceraacutemico
para pisos
Antildeo y medio despueacutes amplia su capacidad productiva eacutesta se incrementa a 440000 m2 al
mes innovando en la produccioacuten del Revestimiento Ceraacutemico de Pared permitiendo asiacute
abastecer la demanda insatisfecha de los revestimientos de Pared que no disponiacutea ante-
riormente con una inversioacuten aproximada de 10 millones de doacutelares
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Luego con el objetivo de desarrollar un mercado de exportacioacuten a Estados Unidos donde el gru-
po ha iniciado operaciones a traveacutes de Ceraacutemica San Lorenzo INC (USA) se invierte en una
nueva liacutenea de esmaltado otorgaacutendole asiacute flexibilidad a la produccioacuten siendo eacutesta una alternativa
de disminucioacuten de tiempo en el cambio de producto y se suma a ella la reduccioacuten de ciclos de
proceso de coccioacuten aumentando asiacute la velocidad de la produccioacuten llegando a producir 620000
m2 mensuales
Tambieacuten dentro de los proyectos importantes tenemos el montaje y puesta en marcha de la
planta de productos de tercer fuego los cuales complementan nuestra liacutenea actual de revesti-
mientos Liacutenea de alto perfil desarrollar una serie de piezas especiales como son zoacutecalos liacutestelos
en sus distintas medidas insertos tacos etc
Debido al sostenido aumento de las ventas y con el fin de obtener el liderazgo en el mercado del
ceraacutemico actualmente Ceraacutemica San Lorenzo a incrementado su capacidad de produccioacuten con
una inversioacuten de 12 millones de doacutelares en una ampliacioacuten de planta de 420000 m2 de ceraacutemi-
cos mensuales bajo el concepto de ldquoalta productividadrdquo considerando en el proceso de produc-
cioacuten la molienda de arcillas por viacutea seca ahorrando asiacute gas natural y energiacutea eleacutectrica
Hoy Ceraacutemica San Lorenzo logra ofrecer una amplia gama de productos ceraacutemicos de alta cali-
dad con una produccioacuten superior al milloacuten de metros cuadrados
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CONCLUSIONES
Se logro obtener la mayor y suficiente informacioacuten acerca del tema pisos ceraacutemicos y mayoacute-
licas
Se logro obtener conocimiento del tema a presentar en este trabajo ldquopisos ceraacutemicos y ma-
yoacutelicasrdquo ya que este tema en discusioacuten es de mucha importancia para nuestra carrera profe-
sional
Se logro obtener la informacioacuten suficiente del tema en investigacioacuten estructurado en los
siguientes apartados descripcioacuten del producto descripcioacuten de las materias primas proceso
de produccioacuten aplicacioacuten en la etapa de construccioacuten yo post-construccioacuten empresas na-
cionales que producen
Los ceraacutemicos son muy importante y aportan al desarrollo y a la comodidad de la humani-
dad asiacute como para la ingenieriacutea es muy importante ya que aporta a los acabados en cons-
trucciones
Por el presente trabajo de investigacioacuten se adquirioacute nuevos conocimientos en cuanto al ma-
terial llamado pisos ceraacutemicos y mayoacutelicas
Aprendimos cuales son los materias primas para la fabricacioacuten de las ceraacutemicas
Aprendimos las aplicaciones en la construccioacuten y en la post construccioacuten
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RECOMENDACIONES
Se recomienda el uso adecuado y mesurado de la informacioacuten en investigacioacuten
Es maacutes factible hacer trabajos de investigacioacuten de materiales ya conocidos y comunes que
se usan en el proceso de construccioacuten y post construccioacuten
Los integrantes del grupo deben trabajar adecuadamente y con seriedad para que no se
produzca mayor y aprender a trabajar en equipo
Este trabajo fue realizado con mucho esmero y dedicacioacuten ya que el tema en investigacioacuten
es muy importante para nuestra carrera profesional
Observar y realizar un resumen de la informacioacuten recabada de acuerdo al tema en investi-
gacioacuten asiacute como recabar nueva y reciente informacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten tomar maacutes implicancia y verificar los avances de los
trabajos de investigacioacuten y detallar las dificultades de cada grupo asiacute como los errores y asiacute
realizar un mejor u buen trabajo de investigacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten organizar de mejor manera a los alumnos para una
buena y mejor elaboracioacuten de los trabajos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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BIBLIOGRAFIA
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Introduccioacuten a la ciencia e ingenieriacutea de los materiales WD Callister
Materiales Estructura propiedades y aplicaciones Saja Saez ndash Rodriacuteguez Perez ndash Rodriacuteguez
Mendez
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ANEXOS
Pisos ceraacutemicos en viviendas
Pisos ceraacutemicos en sshh
Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
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Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
Pisos ceraacutemicos en Inst Puacuteblicos
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RSBN= Nitruro de Silicio con enlace por reaccioacuten
SSN= Nitruro de silicio sinterizado
HIP-SN= Nitruro de silicio Comprimido en caliente isostaacuteticamente + Flexioacuten en cuatro puntos ++ Traccioacuten directa
Carburo de silicio (SiC)Los ceraacutemicos de altas prestaciones del tipo SiC tiene propiedades muy
importantes ya que su dureza es elevada son inertes quiacutemicamente tiene buena resistencia a la
abrasioacuten y a la oxidacioacuten a altas temperaturas Sin embargo el SiC es relativamente quebradizo
por su baja resistencia al impacto y es difiacutecil producir piezas ceraacutemicas densas de grano fino Para
hacer carburo de silicio sinterizado por reaccioacuten se infiltra un polvo compacto de SiC y carbono
(grafito) con silicio fundido que reacciona con el carbono para formar SiC uniendo los granos
originales de SiC El proceso no puede continuarse hasta que todos los poros que se encuentran
entre los granos originales se llenen ya que el silicio debe ser capaz de infiltrarse Asiacute el produc-
to final contiene entre un 8 y un 20 de Si libre El SiC se puede sinterizar usando polvo de SiC
alfa de calidad adecuada sin aplicacioacuten de presioacuten externa si se antildeaden ayudas al sinterizado
Para el sinterizado sin presioacuten del SiC se utilizan comuacutenmente compuestos de boro y aluminio
Zirconio (ZrO2)La zirconita pura es polimorfa y experimenta transformaciones desde una es-
tructura tetragonal a otra monocliacutenica sobre los 1170degC acompantildeada de una expansioacuten de vo-
lumen y posible ruptura Sin embargo combinando ZrO2 con otros oacutexidos refractarios tales co-
mo CaO MgO e Y2O3 la estructura cuacutebica se puede estabilizar a temperatura ambiente y se han
encontrado algunas aplicaciones donde se requiere alta resistencia a impactos
LOS VIDRIOS DE LOS CERAMICOS
Un vidrio es un material ceraacutemico que se fabrica a partir de materiales inorgaacutenicos a altas tem-
peraturas Sin embargo se distingue de otros ceraacutemicos en que sus constituyentes se calientan
hasta la fusioacuten y despueacutes se enfriacutean hasta un estado riacutegido sin cristalizacioacuten Una de sus caracte-
riacutesticas es que tiene una estructura cristalina o amorfa Las moleacuteculas de vidrio no estaacuten coloca-
das en un orden repetitivo de largo alcance como en el caso de un soacutelido cristalino
Composicioacuten de los vidrios El vidrio de siacutelice fundido presenta una alta transmisioacuten espectral y
no estaacute sujeto a dantildeos de radiacioacuten que origina coloracioacuten en otros vidrios Es por tanto el vidrio
ideal para la luna de los vehiacuteculos espaciales y de tuacuteneles aerodinaacutemicos y para sistemas oacutepticos
en dispositivos espectrofotomeacutetricos Sin embargo los vidrios de siacutelice son caros y difiacuteciles de
procesar
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS Y QUIacuteMICAS DE LAS MATERIAS PRIMAS
Las importantes aplicaciones industriales de este grupo de minerales radican en sus propiedades
fiacutesico-quiacutemicas Dichas propiedades derivan principalmente de
Su extremadamente pequentildeo tamantildeo de partiacutecula (inferior a 2 mm)
Su morfologiacutea laminar (filosilicatos)
Las sustituciones isomoacuterficas que dan lugar a la aparicioacuten de carga en las laacuteminas
Por otra parte la existencia de carga en las laacuteminas se compensa como ya se ha citado con la
entrada en el espacio interlaminar de cationes deacutebilmente ligados y con estado variable de hi-
dratacioacuten que pueden ser intercambiados faacutecilmente mediante la puesta en contacto de la arci-
lla con una solucioacuten saturada en otros cationes a esta propiedad se la conoce como capacidad
de intercambio catioacutenico y es tambieacuten la base de multitud de aplicaciones industriales
Superficie especiacutefica La superficie especiacutefica o aacuterea superficial de una arcilla se define como el
aacuterea de la superficie externa maacutes el aacuterea de la superficie interna (en el caso de que esta exista)
de las partiacuteculas constituyentes por unidad de masa expresada en m2g Las arcillas poseen una
elevada superficie especiacutefica muy importante para ciertos usos industriales en los que la inter-
accioacuten soacutelido-fluido depende directamente de esta propiedad
A continuacioacuten se muestran algunos ejemplos de superficies especiacuteficas de arcillas
Caolinita de elevada cristalinidad hasta 15 m2g
Caolinita de baja cristalinidad hasta 50 m2g
Halloisita hasta 60 m2g
Illita hasta 50 m2g
Montmorillonita 80-300 m2g
Sepiolita 100-240 m2g
Paligorskita 100-200 m2g
Capacidad de Intercambio catioacutenico Es una propiedad fundamental de las esmectitas Son ca-
paces de cambiar faacutecilmente los iones fijados en la superficie exterior de sus cristales en los
espacios interlaminares o en otros espacios interiores de las estructuras por otros existentes en
las soluciones acuosas envolventes
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Sustituciones isomoacuterficas dentro de la estructura
Enlaces insaturados en los bordes y superficies externas
Disociacioacuten de los grupos hidroxilos accesibles
A continuacioacuten se muestran algunos ejemplos de capacidad de intercambio catioacutenico (en
meq100g)
Caolinita 3-5
Halloisita 10-40
Illita 10-50
Clorita 10-50
Vermiculita 100-200
Montmorillonita 80-200
Sepiolita-paligorskita 20-35
Los materiales primas de los ceraacutemicos son Minerales compuestos y elementos quiacutemicos forma-
dos mediante procesos inorgaacutenicos
Las propiedades de los minerales se estudian bajo las correspondientes divisiones mineralogiacutea
quiacutemica mineralogiacutea y fiacutesica
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PROCESO DE PRODUCCION
PROCESADO DE MATERIALES CERAacuteMICOS
Las ceraacutemicas no cristalinas (vidriosas) suelen ser formadas de fundiciones El vidrio es formado
por cualquiera de los siguientes meacutetodos soplado prensado laminado estirado colado o flota-
do y galvanizado
Los materiales ceraacutemicos cristalinos no son susceptibles de un variado rango de procesado Los
meacutetodos empleados para su manejo tienden a fallar en una de dos categoriacuteas -hacer ceraacutemica
en la forma deseada pro reaccioacuten in situ o por formacioacuten de polvos en la forma deseada y lue-
go sinterizados para formar un cuerpo soacutelido Algunos meacutetodos usados son un hiacutebrido de los dos
meacutetodos mencionados
Manufactura in situ
El uso maacutes comuacuten de este meacutetodo es en la produccioacuten de cemento y concreto Aquiacute los abrasi-
vos deshidratados son mezclados con agua Esto da comienzo a las reacciones de la hidratacioacuten
las cuales resultan en cristales grandes interconectados formaacutendose alrededor de los agregados
Pasado un tiempo esto resulta en una ceraacutemica soacutelida
El mayor problema con este meacutetodo es que la mayoriacutea de las reacciones son tan raacutepidas que no
es posible hacer una buena mezcla lo que tiende a impedir la construccioacuten en gran escala Sin
embargo los sistemas a pequentildea escala pueden ser realizados mediante teacutecnicas de depoacutesito
en donde los diferentes materiales son introducidos sobre un sustrato donde se produce la
reaccioacuten y la ceraacutemica se forma sobre este sustrato
Conformado de los polvos
El objetivo principal del conformado es dar forma y consistencia a la masa de polvos que deacute lugar
a un aumento de la densidad y por lo tanto a una mejora de las propiedades mecaacutenicas Existen
dos formas de realizar el conformado mediante la aplicacioacuten de presioacuten y temperaturas eleva-
das Con la aplicacioacuten de presioacuten y temperatura el proceso es similar a si no aplicaacutesemos altas
temperaturas pero obtenemos productos maacutes densos y homogeacuteneos a la vez que ahorramos
materias primas
Prensado uniaxial (en caliente o en friacuteo) Consiste en la aplicacioacuten de presioacuten en una uacutenica
direccioacuten hasta conseguir la compactacioacuten de los polvos ceraacutemicos La pieza asiacute conformada
tendraacute la forma de la matriz y las superficies con las que se aplica la presioacuten
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Prensado isostaacutetico en caliente o en friacuteo Consiste en compactar los polvos encerraacutendolos
hermeacuteticamente en moldes elaacutesticos tiacutepicamente de goma laacutetex o PVC aplicaacutendoles pre-
sioacuten hidrostaacutetica mediante un fluido que puede ser agua o aceite El fundamento de este
proceso es el Principio de Pascal de este modo conseguimos compactar uniformemente y
en todas las direcciones el material
Slip Casting Se fundamenta en el moldeo por barbotina de la ceraacutemica tradicional median-
te el cual obtenemos piezas de espesores pequentildeos utilizando moldes porosos
Meacutetodos basados en la sinterizacioacuten
Los principios de los meacutetodos basados en la sinterizacioacuten son sencillos Una vez que la materia
prima es acondicionada para su procesamiento (hornada) es introducida en el horno con lo que
el proceso de difusioacuten compacta a la materia prima
Los poros se achican resultando un producto maacutes denso y fuerte El quemado se hace a una
temperatura por debajo del punto de derretimiento de la ceraacutemica Siempre queda alguna poro-
sidad pero la verdadera ventaja de este meacutetodo es que la hornada puede ser producida de cual-
quier modo imaginable e incluso puede ser sinterizado Esto lo hace una ruta muy versaacutetil
Existen miles de posibles refinamientos de este proceso Algunos de los maacutes comunes involucran
presionar la hornada para darle la densidad la quema reduce el tiempo de sinterizacioacuten necesa-
rio A veces se antildeaden elementos orgaacutenicos junto a la hornada que son disueltos durante la
quema
Algunas veces se agregan lubricantes orgaacutenicos durante el proceso para incrementar la densi-
dad No es raro combinarlos agregando materia orgaacutenica y lubricantes a una hornada y luego
presionar (La formulacioacuten de estos aditivos quiacutemico orgaacutenicos es un arte en siacute mismo) Esto es
particularmente importante en la manufactura de ceraacutemica de alto rendimiento tales como las
usadas para la electroacutenica en condensadores inductores sensores etc
Puede realizarse una mezcla de componentes en vez de usar un solo polvo y luego verterlo en el
molde deseado dejaacutendolo secar y luego sinterizarlo De hecho en la alfareriacutea tradicional es he-
cho de esta forma usando una mezcla plaacutestica que es trabajada con las manos
Si una mezcla de materiales diferentes componentes es utilizada en una ceraacutemica algunas veces
la temperatura de sinterizacioacuten es mayor a la temperatura de fundicioacuten de alguno de sus com-
ponentes (fase liacutequida de sinterizacioacuten) Esto genera un periacuteodo maacutes corto de sinterizacioacuten com-
parado con el estado soacutelido sinterizado
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DESCRIPCIOacuteN DEL PROCESO DE PRODUCCIOacuteN
LA FABRICACIOacuteN
PROCESO Una vez que las materias primas que se procesan una serie de medidas llevaraacute a cabo
para obtener el producto terminado Estos pasos incluyen la dosificacioacuten mezcla y molienda
secado por aspersioacuten formando secado esmaltado y coccioacuten Muchos de estos pasos se reali-
zan ahora con equipos automatizados
De procesamiento por lotes Un caso de muchos productos de ceraacutemica incluyendo mosaico de
la composicioacuten corporal se determina por la cantidad y el tipo de materias primas Las materias
primas tambieacuten determinan el color del cuerpo del azulejo que puede ser rojo o blanco depen-
diendo de la cantidad de hierro que contienen materias primas empleadas Por lo tanto es im-
portante mezclar las cantidades correctas en conjunto para lograr las propiedades deseadas
Caacutelculos por lotes por tanto necesario que debe tener en cuenta tanto las propiedades fiacutesicas y
composicioacuten quiacutemica de las materias primas Una vez que el peso adecuado de cada materia
prima se determina las materias primas deben ser mezclados
Mezcla y molienda Una vez que los ingredientes se pesan que se suman en un mezclador de
shell mezclador de cinta o un mezclador intensivo Un mezclador de shell se compone de dos
cilindros unidos en forma de V que gira a caer y mezclar el material Un mezclador de cinta utili-
za aspas helicoidales y un mezclador intensivo utiliza haraacute raacutepidamente renovables Este paso
maacutes muele los ingredientes dando como resultado un tamantildeo de partiacutecula maacutes fina que mejora
el proceso de formacioacuten posterior (ver paso 4 a continuacioacuten)
A veces es necesario agregar agua para aumentar la mezcla de un lote con varios ingredientes
asiacute como para lograr la molienda fina Este proceso se denomina molienda huacutemeda y con fre-
cuencia se realiza mediante un molino de bolas El resultado lleno de agua mezcla que se llama
una papilla o deslizamiento El agua se extrae de la suspensioacuten pulsando filtro (que elimina el
40-50 por ciento de la humedad) seguida de molienda en seco
De secado por aspersioacuten Si la molienda huacutemeda es utilizada por primera vez el exceso de agua
suele ser removido a traveacutes de secado por aspersioacuten Esto implica el bombeo de la lechada con
un atomizador que consiste en un disco que gira raacutepidamente o la boquilla Las gotas de la hoja
se secan a medida que se calientan con una columna de aire ascendente caliente formando pe-
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quentildeos graacutenulos de libre movimiento que dan como resultado un polvo susceptible de confor-
macioacuten
Cuerpos de baldosas tambieacuten se puede preparar por molienda en seco seguido de granulacioacuten
Granulacioacuten se utiliza una maacutequina en la cual se mezcla la mezcla de material previamente seco
molido con agua para formar las partiacuteculas en graacutenulos que a su vez formar un polvo listo para
su formacioacuten
La formacioacuten La mayoriacutea de baldosas estaacute formada por prensado en seco En este meacutetodo el
polvo de flujo libre que contiene aglutinante orgaacutenico o un bajo porcentaje de humedad se deri-
va de una tolva en la matriz de la formacioacuten El material se comprime en una cavidad de acero
por eacutembolos de acero y luego es expulsado por el eacutembolo de la parte inferior Prensas automati-
zadas se utilizan para presiones de trabajo de hasta 2500 toneladas
Varios otros meacutetodos tambieacuten se utilizan en el cuerpo del azulejo estaacute en huacutemedo la forma maacutes
moldeable Extrusioacuten ademaacutes de perforacioacuten se utiliza para producir baldosas de forma irregu-
lar y maacutes delgada de baldosas maacutes raacutepida y econoacutemica Esto implica la compactacioacuten de una
masa de plaacutestico en el cilindro de presioacuten alta y obligando a que el material fluya hacia fuera de
la botella en las babosas cortoacute Estas balas son entonces un puntildeetazo en una o maacutes fichas con
troquelado hidraacuteulico o neumaacutetico
RAM presionando a menudo se utiliza para la baldosa muy perfilada Con este meacutetodo las bal-
dosas excluidas por el cuerpo del azulejo se presionan entre dos mitades de un molde duro o
porosa montada en una prensa hidraacuteulica El formoacute parte se elimina por la primera aplicacioacuten de
vaciacuteo a la mitad superior del molde para liberar la parte de la mitad inferior seguido forzando el
aire a traveacutes de la parte de arriba para liberar la parte superior El exceso de material debe ser
removido de la pieza y acabado adicional puede ser necesario
Otro proceso conocido como cristal de presioacuten se ha desarrollado recientemente Este proceso
combina el cristal y dar forma a la vez pulsando el esmalte (en forma de polvo atomizado) direc-
tamente en la matriz llena con el polvo del cuerpo de baldosas Las ventajas incluyen la elimina-
cioacuten de liacuteneas de esmaltado asiacute como el material de desecho cristales (llamados lodos) que se
produce con el meacutetodo convencional
El secado baldosas de ceraacutemica por lo general debe ser secado (con una humedad relativa alta)
despueacutes de la formacioacuten sobre todo si un meacutetodo huacutemedo se utiliza Secado lo que puede lle-
var varios diacuteas se quita el agua a una velocidad lo suficientemente lenta como para evitar las
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grietas por contraccioacuten Los secadores continuos o tuacuteneles que se utilizan son calentados con
gas o aceite laacutemparas de infrarrojos o energiacutea de microondas Secado por infrarrojos es maacutes
adecuado para baldosas finas mientras secado por microondas que funciona mejor para maacutes
gruesa de baldosas Otro meacutetodo el secado impulso utiliza pulsos de aire caliente que fluye en
la direccioacuten transversal en vez de manera continua en la direccioacuten del flujo de materiales
Acristalamiento Para preparar el glaseado los mismos meacutetodos que para el cuerpo del azulejo
Despueacutes de una formulacioacuten de lotes se calcula las materias primas se pesan se mezclan y seco
o huacutemedo molido Los esmaltes molidos se aplican mediante uno de los meacutetodos disponibles
En el acristalamiento de centriacutefuga o arado de discos el esmalte se alimenta a traveacutes de un disco
giratorio que arroja o lanza el esmalte en el azulejo En el meacutetodo de la campana cascada una
corriente de barniz se cae en el azulejo al pasar sobre una cinta transportadora por debajo A
veces el esmalte es simplemente rociado en Para aplicaciones de esmalte muacuteltiples impresioacuten
en pantalla por debajo o entre las baldosas que se han mojado cristal se utiliza En este proce-
so esmalte es forzada a traveacutes de una pantalla por una rasqueta de goma u otro dispositivo
Acristalamiento en seco tambieacuten se estaacute utilizando Esto implica la aplicacioacuten de polvos fritas
trituradas (materiales de vidrio) y esmaltes granulada en una superficie de baldosas mojadas
acristalamiento Despueacutes de la coccioacuten las partiacuteculas de esmalte se funden entre siacute para produ-
cir una superficie como el granito
Disparo Despueacutes de cristal el azulejo se debe calentar intensamente para fortalecerlo y darle la
porosidad deseada Hay dos tipos de hornos o Despueacutes de la formacioacuten el archivo se seca poco
a poco (durante varios diacuteas) y con una humedad alta para evitar el agrietamiento y la contrac-
cioacuten A continuacioacuten el barniz se aplica a continuacioacuten el azulejo se cuece en un horno o estu-
fa Aunque algunos tipos de baldosas requiere un proceso de coccioacuten en dos etapas huacutemedo
molido baldosas se dispara una sola vez a una temperatura de 2000 grados Fahrenheit o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten el azulejo es empacado y enviado
Los hornos se utilizan para la coccioacuten de baldosas Azulejo de la pared o azulejo que es prepa-
rado por molienda en seco en lugar de molienda huacutemeda requiere generalmente un proceso de
dos pasos En este proceso el azulejo pasa a traveacutes de un disparo de baja temperatura llamada
sopa de fuego antes de acristalamiento Este paso elimina los volaacutetiles de la materia y la mayor
parte o la totalidad de la contraccioacuten El cuerpo y el esmalte luego se disparoacute en un proceso lla-
mado despido glost Tanto los procesos de coccioacuten tienen lugar en un tuacutenel o un horno conti-
nuo que consta de una caacutemara a traveacutes del cual poco a poco el software se trasladoacute en un
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transportador de rollos de refractarios estantes construidos con materiales que son resistentes a
temperaturas altas o en contenedores denominados gacetas Coccioacuten en un horno tuacutenel puede
tomar de dos a tres diacuteas con temperaturas alrededor de disparar 2372 grados Fahrenheit
(1300 grados Celsius)
Para el azulejo que soacutelo requiere un uacutenico disparo por lo general de baldosas que se prepara por
viacutea huacutemeda de rodillos para moler los hornos se utilizan generalmente Estos hornos se mueven
las mercanciacuteas de un transportador de rodillos y no necesitan muebles horno tales como blo-
ques o gacetas Los tiempos de encender en los hornos de rodillos pueden ser tan bajos como
60 minutos con temperaturas de coccioacuten alrededor de 2102 grados Fahrenheit (1150 grados
Celsius) o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten y las pruebas el azulejo estaacute listo para ser empaquetados y enviados
Subproductos Una variedad de contaminantes se generan durante las etapas de fabricacioacuten
diferentes estas emisiones deben ser controladas para cumplir con las normas de control de
aire Entre los contaminantes que produce en la fabricacioacuten de baldosas estaacuten compuestos de
fluacuteor y el plomo que se producen durante la coccioacuten y vidriado Los compuestos de plomo se
han reducido significativamente con el reciente desarrollo de esmaltes sin plomo o de bajo plo-
mo Las emisiones de fluacuteor pueden ser controladas con los depuradores los dispositivos de ae-
rosol que baacutesicamente los gases con agua para eliminar los contaminantes dantildeinos Tambieacuten
se puede controlar con procesos en seco como los filtros de tela recubierta con cal Esta cal
puede ser reciclada como materia prima para el azulejo en el futuro
La industria del azulejo es tambieacuten el desarrollo de procesos para reciclar las aguas residuales y
lodos generados durante el mecanizado automaacutetico vidrios y el secado por atomizacioacuten Ya
que algunas plantas de reciclaje el exceso de polvo generado durante el prensado en seco asiacute
como el rociacuteo producido durante el acristalamiento Residuos de barniz y teja rechazoacute tambieacuten
se devuelven al proceso de preparacioacuten del cuerpo para su reutilizacioacuten
Control de calidad La mayoriacutea de fabricantes de baldosas utilizan ahora el control estadiacutestico de
procesos (SPC) para cada paso del proceso de fabricacioacuten Muchos de ellos tambieacuten trabajan
estrechamente con sus proveedores de materia prima para asegurar que se cumplan las especi-
ficaciones antes de que el material se utilice Control estadiacutestico del proceso consiste en las car-
tas que se utilizan para controlar diversos paraacutemetros de procesamiento tales como el tamantildeo
de las partiacuteculas el tiempo de molienda la temperatura de secado y el tiempo presioacuten de com-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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pactacioacuten dimensiones despueacutes del prensado la densidad la temperatura de coccioacuten y el tiem-
po y similares Estas cartas identificar problemas con el equipo fuera de las condiciones de
especificacioacuten y ayudar a mejorar el rendimiento antes de que el producto final esteacute terminado
El producto final debe cumplir con ciertas especificaciones en relacioacuten con propiedades fiacutesicas y
quiacutemicas Estas propiedades estaacuten determinados por las pruebas estaacutendar establecido por la
Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM) Propiedades medidas incluyen resistencia
mecaacutenica resistencia de abrasioacuten resistencia quiacutemica absorcioacuten de agua su estabilidad dimen-
sional resistencia al hielo y el coeficiente de expansioacuten teacutermica lineal Maacutes recientemente el
antideslizante que se puede determinar midiendo el coeficiente de friccioacuten se ha convertido en
una preocupacioacuten Sin embargo no existe una norma se ha establecido todaviacutea porque otros
factores (tales como el disentildeo del suelo y el cuidado apropiados) puede hacer que los resultados
sin sentido
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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APLICACIOacuteN EN LA ETAPA DE CONSTRUCCION YO POST-CONSTRUCCION
Su uso inicial fue fundamentalmente la elaboracioacuten de recipientes empleados para contener
alimentos o bebidas Maacutes adelante se utilizoacute para modelar figurillas de posible caraacutecter simboacuteli-
co maacutegico religioso o funerario Tambieacuten se empleoacute como material de construccioacuten en forma
de ladrillo teja baldosa o azulejo conformando muros o revistiendo paramentos La teacutecnica del
vidriado le proporcionoacute gran atractivo se utilizoacute tambieacuten en escultura Actualmente tambieacuten se
emplea como aislante eleacutectrico y teacutermico en hornos motores y en blindaje
Ceraacutemicas se utilizan en la fabricacioacuten de cuchillos La hoja del cuchillo de ceraacutemica perma-
neceraacute fuerte por mucho maacutes tiempo que el de un cuchillo de acero a pesar de que es maacutes
fraacutegil que se abrocha por la caiacuteda sobre una superficie dura
Ceraacutemicas como aluacutemina y carburo de boro se han utilizado en baliacutestica chalecos blindados
para repeler gran calibre rifle de fuego Dichas placas se conocen comuacutenmente como de
armas pequentildeas inserciones de proteccioacuten (SAPI) Material similar se utiliza para proteger
las cabinas de algunos aviones militares debido a su bajo peso del material
Las bolas de ceraacutemica se puede utilizar para sustituir el acero en rodamientos de bolas Su
mayor dureza que significa que son mucho menos susceptibles al desgaste y puede ofrecer
maacutes de vida triple Tambieacuten se deforman menos en el sentido de carga que tienen menos
contacto con las paredes de retencioacuten del rodamiento y puede rodar maacutes raacutepido En las
aplicaciones de muy alta velocidad el calor de la friccioacuten durante la rodadura puede causar
problemas para los rodamientos de metal los problemas que se reducen por el uso de la ce-
raacutemica La ceraacutemica es tambieacuten maacutes resistente a los quiacutemicos y puede utilizarse en ambien-
tes huacutemedos donde los rodamientos de acero se oxidaban El mayor inconveniente de uti-
lizar la ceraacutemica es un costo mucho maacutes elevado En muchos casos sus propiedades de ais-
lamiento eleacutectrico tambieacuten puede ser valiosa para los rodamientos
En la deacutecada de 1980 Toyota investigoacute la produccioacuten de una adiabaacutetica motor de ceraacutemica
que pueden funcionar a una temperatura de maacutes de 6000 deg F (3300 deg C) Motores ceraacutemicos
no necesitan un sistema de enfriamiento y por lo tanto permiten una importante reduccioacuten
de peso y la eficiencia de combustible por lo tanto mayor La eficiencia del combustible del
motor es tambieacuten maacutes alta a alta temperatura como se muestra por Carnot teorema En un
motor metaacutelico convencional mucha de la energiacutea liberada por el combustible debe ser di-
sipada como calor residual con el fin de evitar un colapso de las partes metaacutelicas A pesar
de todas estas propiedades deseables tales motores no estaacuten en produccioacuten ya que la fa-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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bricacioacuten de piezas de ceraacutemica de la precisioacuten necesaria y la durabilidad es difiacutecil Imper-
fecciones en la ceraacutemica lleva a las grietas que puede conducir a fallas en los equipos po-
tencialmente peligrosos Estos motores son posibles en el laboratorio pero la produccioacuten
en masa no es factible con la tecnologiacutea actual
Se estaacute trabajando en el desarrollo de piezas ceraacutemicas para turbinas de gas motores En
la actualidad incluso las hojas hechas de avanzadas aleaciones de metales utilizados en la
seccioacuten de los motores calientes requieren temperaturas de refrigeracioacuten y cuidadosos que
limitan la de Motores turbina hizo con ceraacutemicas podiacutea operar maacutes eficientemente dando
aviones mayor alcance y payload por un importe conjunto de combustible
Recientemente se han producido avances en la ceraacutemica que incluyen bio-ceraacutemica tales
como los implantes dentales y huesos sinteacuteticos hidroxiapatita el componente mineral na-
tural del hueso se ha hecho de forma sinteacutetica a partir de una serie de fuentes bioloacutegicas y
quiacutemicas y se pueden transformar en materiales ceraacutemicos Implantes ortopeacutedicos a partir
de estos bonos de materiales faacutecilmente a los tejidos oacuteseos y otras partes del cuerpo sin re-
chazo o reacciones inflamatorias Debido a esto son de gran intereacutes para la entrega de ge-
nes y la ingenieriacutea de tejidos andamios La mayoriacutea de la ceraacutemica de hidroxiapatita son
muy porosas y la falta de resistencia mecaacutenica y se utilizan para dispositivos ortopeacutedicos ca-
pa de metal para ayudar en la formacioacuten de un enlace con el hueso o como relleno oacuteseo
Tambieacuten se utilizan como relleno de tornillos ortopeacutedicos de plaacutestico para ayudar a reducir
la inflamacioacuten y aumentar la absorcioacuten de estos materiales de plaacutestico Se estaacute trabajando
para hacer fuerte y bien densa nano cristalina de materiales ceraacutemicos de hidroxiapatita pa-
ra dispositivos ortopeacutedicos que soportan peso en sustitucioacuten de metales y materiales plaacutes-
ticos extranjeros ortopeacutedico con un material sinteacutetico pero de origen natural mineral de los
huesos En uacuteltima instancia estos materiales ceraacutemicos se pueden utilizar como sustitutos
de hueso o con la incorporacioacuten de la proteiacutena colaacutegeno huesos sinteacuteticos
Ceraacutemica de alta tecnologiacutea se utiliza en relojeriacutea para la produccioacuten de cajas de relojes El
material se valora por los relojeros por su ligereza resistencia al rayado resistencia y tacto
suave CBI es una de las marcas que ha iniciado el uso de la ceraacutemica en la relojeriacutea El caso
de la CBI edicioacuten 2007 de Top Gun de la Vigilancia de la Pilot cronoacutegrafo doble se hace a
mano en ceraacutemica de alta tecnologiacutea negro
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Revestimiento con ceraacutemico Las ceraacutemicas se
comercializan clasificadas con un nuacutemero de
tono cuando compre las cajas verifique una por
una para evitar contratiempos a la hora de su
colocacioacuten
Para lograr el equilibrio de coloracioacuten es aconse-
jable mezclar las piezas antes de su colocacioacuten
En este sentido vaya sacando una ceraacutemica de cada caja y coloacutequelas en este orden ya que
siempre existe una pequentildea variacioacuten de matiz de una caja a otra pero que no se notaraacute cuando
se hallen instaladas En cuanto a los sistemas de colocacioacuten existen dos alternativas el sistema
mortero tradicional (praacutecticamente en desuso) y el sistema de capa fina El primero requiere
sumergir la ceraacutemica en agua limpia durante unos minutos como paso previo a su colocacioacuten Si
opta por este meacutetodo recuerde que la ceraacutemica no debe introducirse en el agua con su envase
de cartoacuten ya que podriacutea mancharse como consecuencia de la accioacuten de la tinta del envoltorio o
de la oxidacioacuten de los ganchos de cierre En este sistema es imprescindible tambieacuten mojar los
revoques de los muros y las carpetas de los pisos
Si emplea el segundo sistema que se trabaja sobre la base de un adhesivo cementicio no seraacute
necesario mojar la ceraacutemica ni los revoques No obstante independientemente del meacutetodo de
colocacioacuten utilizado usted deberaacute verificar que las ceraacutemicas esteacuten libres de polvo antes de su
instalacioacuten
En el piso no soacutelo deberaacute tener en cuenta la junta entre una ceraacutemica y otra sino tambieacuten una
separacioacuten perimetral que para superficies pequentildeas debe llegar a los 15 miliacutemetros
Las juntas entre ceraacutemicas deben sellarse con cemento Portland mezclado con arena marmolina
o cuarzo molido Si quiere dar color a la junta recuerde que no es conveniente utilizar colorantes
hidrosolubles como oacutexido de hierro o negro de humo porque pueden manchar la ceraacutemica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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EMPRESAS NACIONALES QUE PRODUCEN DICHOS PRODUCTOS
Las Compantildeiacutea Ceraacutemica o empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y pisos ceraacutemicos han tenido
como objetivo de mejorar la calidad de informacioacuten minimizar esfuerzos y recursos reducir costos y
brindar un mejor servicio al cliente que quiere adquirir estos productos para ello tenemos algunas
empresas nacionales descritos en esta investigacioacuten
COMPANtildeIacuteA DE CERAacuteMICA SA CELIMA
Es empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y
pisos ceraacutemicos desde 1982Ceraacutemica Lima SA
ldquoCelimardquo es una empresa cimentada en la tradicioacuten
milenaria de las culturas Nazca Moche y Chaviacuten para
el dominio de la ceraacutemica cuenta con personal alta-
mente calificado y tecnologiacutea de punta que le ha permitido ingresar a los mercados maacutes exigentes
del mundo tales como la Comunidad Econoacutemica Europea Estados Unidos Canadaacute Australia Centro
Ameacuterica y Sud-Ameacuterica Actualmente CELIMA tiene una capacidad de produccioacuten mensual de
1rsquo100000 m2 entre azulejos y pisos ceraacutemicos
CERAacuteMICA SAN LORENZO ndash PERUacute inicia la
construccioacuten de su planta en mayo de 1999
con los maacutes altos estaacutendares de seguridad
ambiental y tecnologiacutea italiana de vanguardia
Con una inversioacuten inicial de 17 millones de
doacutelares iniciaacutendose con una produccioacuten mensual de 200000 m2 de revestimiento ceraacutemico
para pisos
Antildeo y medio despueacutes amplia su capacidad productiva eacutesta se incrementa a 440000 m2 al
mes innovando en la produccioacuten del Revestimiento Ceraacutemico de Pared permitiendo asiacute
abastecer la demanda insatisfecha de los revestimientos de Pared que no disponiacutea ante-
riormente con una inversioacuten aproximada de 10 millones de doacutelares
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Luego con el objetivo de desarrollar un mercado de exportacioacuten a Estados Unidos donde el gru-
po ha iniciado operaciones a traveacutes de Ceraacutemica San Lorenzo INC (USA) se invierte en una
nueva liacutenea de esmaltado otorgaacutendole asiacute flexibilidad a la produccioacuten siendo eacutesta una alternativa
de disminucioacuten de tiempo en el cambio de producto y se suma a ella la reduccioacuten de ciclos de
proceso de coccioacuten aumentando asiacute la velocidad de la produccioacuten llegando a producir 620000
m2 mensuales
Tambieacuten dentro de los proyectos importantes tenemos el montaje y puesta en marcha de la
planta de productos de tercer fuego los cuales complementan nuestra liacutenea actual de revesti-
mientos Liacutenea de alto perfil desarrollar una serie de piezas especiales como son zoacutecalos liacutestelos
en sus distintas medidas insertos tacos etc
Debido al sostenido aumento de las ventas y con el fin de obtener el liderazgo en el mercado del
ceraacutemico actualmente Ceraacutemica San Lorenzo a incrementado su capacidad de produccioacuten con
una inversioacuten de 12 millones de doacutelares en una ampliacioacuten de planta de 420000 m2 de ceraacutemi-
cos mensuales bajo el concepto de ldquoalta productividadrdquo considerando en el proceso de produc-
cioacuten la molienda de arcillas por viacutea seca ahorrando asiacute gas natural y energiacutea eleacutectrica
Hoy Ceraacutemica San Lorenzo logra ofrecer una amplia gama de productos ceraacutemicos de alta cali-
dad con una produccioacuten superior al milloacuten de metros cuadrados
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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CONCLUSIONES
Se logro obtener la mayor y suficiente informacioacuten acerca del tema pisos ceraacutemicos y mayoacute-
licas
Se logro obtener conocimiento del tema a presentar en este trabajo ldquopisos ceraacutemicos y ma-
yoacutelicasrdquo ya que este tema en discusioacuten es de mucha importancia para nuestra carrera profe-
sional
Se logro obtener la informacioacuten suficiente del tema en investigacioacuten estructurado en los
siguientes apartados descripcioacuten del producto descripcioacuten de las materias primas proceso
de produccioacuten aplicacioacuten en la etapa de construccioacuten yo post-construccioacuten empresas na-
cionales que producen
Los ceraacutemicos son muy importante y aportan al desarrollo y a la comodidad de la humani-
dad asiacute como para la ingenieriacutea es muy importante ya que aporta a los acabados en cons-
trucciones
Por el presente trabajo de investigacioacuten se adquirioacute nuevos conocimientos en cuanto al ma-
terial llamado pisos ceraacutemicos y mayoacutelicas
Aprendimos cuales son los materias primas para la fabricacioacuten de las ceraacutemicas
Aprendimos las aplicaciones en la construccioacuten y en la post construccioacuten
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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RECOMENDACIONES
Se recomienda el uso adecuado y mesurado de la informacioacuten en investigacioacuten
Es maacutes factible hacer trabajos de investigacioacuten de materiales ya conocidos y comunes que
se usan en el proceso de construccioacuten y post construccioacuten
Los integrantes del grupo deben trabajar adecuadamente y con seriedad para que no se
produzca mayor y aprender a trabajar en equipo
Este trabajo fue realizado con mucho esmero y dedicacioacuten ya que el tema en investigacioacuten
es muy importante para nuestra carrera profesional
Observar y realizar un resumen de la informacioacuten recabada de acuerdo al tema en investi-
gacioacuten asiacute como recabar nueva y reciente informacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten tomar maacutes implicancia y verificar los avances de los
trabajos de investigacioacuten y detallar las dificultades de cada grupo asiacute como los errores y asiacute
realizar un mejor u buen trabajo de investigacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten organizar de mejor manera a los alumnos para una
buena y mejor elaboracioacuten de los trabajos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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BIBLIOGRAFIA
Castaldo Paris Lluis- Necesidad e importancia de la ceraacutemica como manifestacioacuten humana
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Introduccioacuten a la ciencia e ingenieriacutea de los materiales WD Callister
Materiales Estructura propiedades y aplicaciones Saja Saez ndash Rodriacuteguez Perez ndash Rodriacuteguez
Mendez
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ANEXOS
Pisos ceraacutemicos en viviendas
Pisos ceraacutemicos en sshh
Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
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Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
Pisos ceraacutemicos en Inst Puacuteblicos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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CARACTERIacuteSTICAS FIacuteSICAS Y QUIacuteMICAS DE LAS MATERIAS PRIMAS
Las importantes aplicaciones industriales de este grupo de minerales radican en sus propiedades
fiacutesico-quiacutemicas Dichas propiedades derivan principalmente de
Su extremadamente pequentildeo tamantildeo de partiacutecula (inferior a 2 mm)
Su morfologiacutea laminar (filosilicatos)
Las sustituciones isomoacuterficas que dan lugar a la aparicioacuten de carga en las laacuteminas
Por otra parte la existencia de carga en las laacuteminas se compensa como ya se ha citado con la
entrada en el espacio interlaminar de cationes deacutebilmente ligados y con estado variable de hi-
dratacioacuten que pueden ser intercambiados faacutecilmente mediante la puesta en contacto de la arci-
lla con una solucioacuten saturada en otros cationes a esta propiedad se la conoce como capacidad
de intercambio catioacutenico y es tambieacuten la base de multitud de aplicaciones industriales
Superficie especiacutefica La superficie especiacutefica o aacuterea superficial de una arcilla se define como el
aacuterea de la superficie externa maacutes el aacuterea de la superficie interna (en el caso de que esta exista)
de las partiacuteculas constituyentes por unidad de masa expresada en m2g Las arcillas poseen una
elevada superficie especiacutefica muy importante para ciertos usos industriales en los que la inter-
accioacuten soacutelido-fluido depende directamente de esta propiedad
A continuacioacuten se muestran algunos ejemplos de superficies especiacuteficas de arcillas
Caolinita de elevada cristalinidad hasta 15 m2g
Caolinita de baja cristalinidad hasta 50 m2g
Halloisita hasta 60 m2g
Illita hasta 50 m2g
Montmorillonita 80-300 m2g
Sepiolita 100-240 m2g
Paligorskita 100-200 m2g
Capacidad de Intercambio catioacutenico Es una propiedad fundamental de las esmectitas Son ca-
paces de cambiar faacutecilmente los iones fijados en la superficie exterior de sus cristales en los
espacios interlaminares o en otros espacios interiores de las estructuras por otros existentes en
las soluciones acuosas envolventes
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Sustituciones isomoacuterficas dentro de la estructura
Enlaces insaturados en los bordes y superficies externas
Disociacioacuten de los grupos hidroxilos accesibles
A continuacioacuten se muestran algunos ejemplos de capacidad de intercambio catioacutenico (en
meq100g)
Caolinita 3-5
Halloisita 10-40
Illita 10-50
Clorita 10-50
Vermiculita 100-200
Montmorillonita 80-200
Sepiolita-paligorskita 20-35
Los materiales primas de los ceraacutemicos son Minerales compuestos y elementos quiacutemicos forma-
dos mediante procesos inorgaacutenicos
Las propiedades de los minerales se estudian bajo las correspondientes divisiones mineralogiacutea
quiacutemica mineralogiacutea y fiacutesica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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PROCESO DE PRODUCCION
PROCESADO DE MATERIALES CERAacuteMICOS
Las ceraacutemicas no cristalinas (vidriosas) suelen ser formadas de fundiciones El vidrio es formado
por cualquiera de los siguientes meacutetodos soplado prensado laminado estirado colado o flota-
do y galvanizado
Los materiales ceraacutemicos cristalinos no son susceptibles de un variado rango de procesado Los
meacutetodos empleados para su manejo tienden a fallar en una de dos categoriacuteas -hacer ceraacutemica
en la forma deseada pro reaccioacuten in situ o por formacioacuten de polvos en la forma deseada y lue-
go sinterizados para formar un cuerpo soacutelido Algunos meacutetodos usados son un hiacutebrido de los dos
meacutetodos mencionados
Manufactura in situ
El uso maacutes comuacuten de este meacutetodo es en la produccioacuten de cemento y concreto Aquiacute los abrasi-
vos deshidratados son mezclados con agua Esto da comienzo a las reacciones de la hidratacioacuten
las cuales resultan en cristales grandes interconectados formaacutendose alrededor de los agregados
Pasado un tiempo esto resulta en una ceraacutemica soacutelida
El mayor problema con este meacutetodo es que la mayoriacutea de las reacciones son tan raacutepidas que no
es posible hacer una buena mezcla lo que tiende a impedir la construccioacuten en gran escala Sin
embargo los sistemas a pequentildea escala pueden ser realizados mediante teacutecnicas de depoacutesito
en donde los diferentes materiales son introducidos sobre un sustrato donde se produce la
reaccioacuten y la ceraacutemica se forma sobre este sustrato
Conformado de los polvos
El objetivo principal del conformado es dar forma y consistencia a la masa de polvos que deacute lugar
a un aumento de la densidad y por lo tanto a una mejora de las propiedades mecaacutenicas Existen
dos formas de realizar el conformado mediante la aplicacioacuten de presioacuten y temperaturas eleva-
das Con la aplicacioacuten de presioacuten y temperatura el proceso es similar a si no aplicaacutesemos altas
temperaturas pero obtenemos productos maacutes densos y homogeacuteneos a la vez que ahorramos
materias primas
Prensado uniaxial (en caliente o en friacuteo) Consiste en la aplicacioacuten de presioacuten en una uacutenica
direccioacuten hasta conseguir la compactacioacuten de los polvos ceraacutemicos La pieza asiacute conformada
tendraacute la forma de la matriz y las superficies con las que se aplica la presioacuten
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Prensado isostaacutetico en caliente o en friacuteo Consiste en compactar los polvos encerraacutendolos
hermeacuteticamente en moldes elaacutesticos tiacutepicamente de goma laacutetex o PVC aplicaacutendoles pre-
sioacuten hidrostaacutetica mediante un fluido que puede ser agua o aceite El fundamento de este
proceso es el Principio de Pascal de este modo conseguimos compactar uniformemente y
en todas las direcciones el material
Slip Casting Se fundamenta en el moldeo por barbotina de la ceraacutemica tradicional median-
te el cual obtenemos piezas de espesores pequentildeos utilizando moldes porosos
Meacutetodos basados en la sinterizacioacuten
Los principios de los meacutetodos basados en la sinterizacioacuten son sencillos Una vez que la materia
prima es acondicionada para su procesamiento (hornada) es introducida en el horno con lo que
el proceso de difusioacuten compacta a la materia prima
Los poros se achican resultando un producto maacutes denso y fuerte El quemado se hace a una
temperatura por debajo del punto de derretimiento de la ceraacutemica Siempre queda alguna poro-
sidad pero la verdadera ventaja de este meacutetodo es que la hornada puede ser producida de cual-
quier modo imaginable e incluso puede ser sinterizado Esto lo hace una ruta muy versaacutetil
Existen miles de posibles refinamientos de este proceso Algunos de los maacutes comunes involucran
presionar la hornada para darle la densidad la quema reduce el tiempo de sinterizacioacuten necesa-
rio A veces se antildeaden elementos orgaacutenicos junto a la hornada que son disueltos durante la
quema
Algunas veces se agregan lubricantes orgaacutenicos durante el proceso para incrementar la densi-
dad No es raro combinarlos agregando materia orgaacutenica y lubricantes a una hornada y luego
presionar (La formulacioacuten de estos aditivos quiacutemico orgaacutenicos es un arte en siacute mismo) Esto es
particularmente importante en la manufactura de ceraacutemica de alto rendimiento tales como las
usadas para la electroacutenica en condensadores inductores sensores etc
Puede realizarse una mezcla de componentes en vez de usar un solo polvo y luego verterlo en el
molde deseado dejaacutendolo secar y luego sinterizarlo De hecho en la alfareriacutea tradicional es he-
cho de esta forma usando una mezcla plaacutestica que es trabajada con las manos
Si una mezcla de materiales diferentes componentes es utilizada en una ceraacutemica algunas veces
la temperatura de sinterizacioacuten es mayor a la temperatura de fundicioacuten de alguno de sus com-
ponentes (fase liacutequida de sinterizacioacuten) Esto genera un periacuteodo maacutes corto de sinterizacioacuten com-
parado con el estado soacutelido sinterizado
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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DESCRIPCIOacuteN DEL PROCESO DE PRODUCCIOacuteN
LA FABRICACIOacuteN
PROCESO Una vez que las materias primas que se procesan una serie de medidas llevaraacute a cabo
para obtener el producto terminado Estos pasos incluyen la dosificacioacuten mezcla y molienda
secado por aspersioacuten formando secado esmaltado y coccioacuten Muchos de estos pasos se reali-
zan ahora con equipos automatizados
De procesamiento por lotes Un caso de muchos productos de ceraacutemica incluyendo mosaico de
la composicioacuten corporal se determina por la cantidad y el tipo de materias primas Las materias
primas tambieacuten determinan el color del cuerpo del azulejo que puede ser rojo o blanco depen-
diendo de la cantidad de hierro que contienen materias primas empleadas Por lo tanto es im-
portante mezclar las cantidades correctas en conjunto para lograr las propiedades deseadas
Caacutelculos por lotes por tanto necesario que debe tener en cuenta tanto las propiedades fiacutesicas y
composicioacuten quiacutemica de las materias primas Una vez que el peso adecuado de cada materia
prima se determina las materias primas deben ser mezclados
Mezcla y molienda Una vez que los ingredientes se pesan que se suman en un mezclador de
shell mezclador de cinta o un mezclador intensivo Un mezclador de shell se compone de dos
cilindros unidos en forma de V que gira a caer y mezclar el material Un mezclador de cinta utili-
za aspas helicoidales y un mezclador intensivo utiliza haraacute raacutepidamente renovables Este paso
maacutes muele los ingredientes dando como resultado un tamantildeo de partiacutecula maacutes fina que mejora
el proceso de formacioacuten posterior (ver paso 4 a continuacioacuten)
A veces es necesario agregar agua para aumentar la mezcla de un lote con varios ingredientes
asiacute como para lograr la molienda fina Este proceso se denomina molienda huacutemeda y con fre-
cuencia se realiza mediante un molino de bolas El resultado lleno de agua mezcla que se llama
una papilla o deslizamiento El agua se extrae de la suspensioacuten pulsando filtro (que elimina el
40-50 por ciento de la humedad) seguida de molienda en seco
De secado por aspersioacuten Si la molienda huacutemeda es utilizada por primera vez el exceso de agua
suele ser removido a traveacutes de secado por aspersioacuten Esto implica el bombeo de la lechada con
un atomizador que consiste en un disco que gira raacutepidamente o la boquilla Las gotas de la hoja
se secan a medida que se calientan con una columna de aire ascendente caliente formando pe-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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quentildeos graacutenulos de libre movimiento que dan como resultado un polvo susceptible de confor-
macioacuten
Cuerpos de baldosas tambieacuten se puede preparar por molienda en seco seguido de granulacioacuten
Granulacioacuten se utiliza una maacutequina en la cual se mezcla la mezcla de material previamente seco
molido con agua para formar las partiacuteculas en graacutenulos que a su vez formar un polvo listo para
su formacioacuten
La formacioacuten La mayoriacutea de baldosas estaacute formada por prensado en seco En este meacutetodo el
polvo de flujo libre que contiene aglutinante orgaacutenico o un bajo porcentaje de humedad se deri-
va de una tolva en la matriz de la formacioacuten El material se comprime en una cavidad de acero
por eacutembolos de acero y luego es expulsado por el eacutembolo de la parte inferior Prensas automati-
zadas se utilizan para presiones de trabajo de hasta 2500 toneladas
Varios otros meacutetodos tambieacuten se utilizan en el cuerpo del azulejo estaacute en huacutemedo la forma maacutes
moldeable Extrusioacuten ademaacutes de perforacioacuten se utiliza para producir baldosas de forma irregu-
lar y maacutes delgada de baldosas maacutes raacutepida y econoacutemica Esto implica la compactacioacuten de una
masa de plaacutestico en el cilindro de presioacuten alta y obligando a que el material fluya hacia fuera de
la botella en las babosas cortoacute Estas balas son entonces un puntildeetazo en una o maacutes fichas con
troquelado hidraacuteulico o neumaacutetico
RAM presionando a menudo se utiliza para la baldosa muy perfilada Con este meacutetodo las bal-
dosas excluidas por el cuerpo del azulejo se presionan entre dos mitades de un molde duro o
porosa montada en una prensa hidraacuteulica El formoacute parte se elimina por la primera aplicacioacuten de
vaciacuteo a la mitad superior del molde para liberar la parte de la mitad inferior seguido forzando el
aire a traveacutes de la parte de arriba para liberar la parte superior El exceso de material debe ser
removido de la pieza y acabado adicional puede ser necesario
Otro proceso conocido como cristal de presioacuten se ha desarrollado recientemente Este proceso
combina el cristal y dar forma a la vez pulsando el esmalte (en forma de polvo atomizado) direc-
tamente en la matriz llena con el polvo del cuerpo de baldosas Las ventajas incluyen la elimina-
cioacuten de liacuteneas de esmaltado asiacute como el material de desecho cristales (llamados lodos) que se
produce con el meacutetodo convencional
El secado baldosas de ceraacutemica por lo general debe ser secado (con una humedad relativa alta)
despueacutes de la formacioacuten sobre todo si un meacutetodo huacutemedo se utiliza Secado lo que puede lle-
var varios diacuteas se quita el agua a una velocidad lo suficientemente lenta como para evitar las
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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grietas por contraccioacuten Los secadores continuos o tuacuteneles que se utilizan son calentados con
gas o aceite laacutemparas de infrarrojos o energiacutea de microondas Secado por infrarrojos es maacutes
adecuado para baldosas finas mientras secado por microondas que funciona mejor para maacutes
gruesa de baldosas Otro meacutetodo el secado impulso utiliza pulsos de aire caliente que fluye en
la direccioacuten transversal en vez de manera continua en la direccioacuten del flujo de materiales
Acristalamiento Para preparar el glaseado los mismos meacutetodos que para el cuerpo del azulejo
Despueacutes de una formulacioacuten de lotes se calcula las materias primas se pesan se mezclan y seco
o huacutemedo molido Los esmaltes molidos se aplican mediante uno de los meacutetodos disponibles
En el acristalamiento de centriacutefuga o arado de discos el esmalte se alimenta a traveacutes de un disco
giratorio que arroja o lanza el esmalte en el azulejo En el meacutetodo de la campana cascada una
corriente de barniz se cae en el azulejo al pasar sobre una cinta transportadora por debajo A
veces el esmalte es simplemente rociado en Para aplicaciones de esmalte muacuteltiples impresioacuten
en pantalla por debajo o entre las baldosas que se han mojado cristal se utiliza En este proce-
so esmalte es forzada a traveacutes de una pantalla por una rasqueta de goma u otro dispositivo
Acristalamiento en seco tambieacuten se estaacute utilizando Esto implica la aplicacioacuten de polvos fritas
trituradas (materiales de vidrio) y esmaltes granulada en una superficie de baldosas mojadas
acristalamiento Despueacutes de la coccioacuten las partiacuteculas de esmalte se funden entre siacute para produ-
cir una superficie como el granito
Disparo Despueacutes de cristal el azulejo se debe calentar intensamente para fortalecerlo y darle la
porosidad deseada Hay dos tipos de hornos o Despueacutes de la formacioacuten el archivo se seca poco
a poco (durante varios diacuteas) y con una humedad alta para evitar el agrietamiento y la contrac-
cioacuten A continuacioacuten el barniz se aplica a continuacioacuten el azulejo se cuece en un horno o estu-
fa Aunque algunos tipos de baldosas requiere un proceso de coccioacuten en dos etapas huacutemedo
molido baldosas se dispara una sola vez a una temperatura de 2000 grados Fahrenheit o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten el azulejo es empacado y enviado
Los hornos se utilizan para la coccioacuten de baldosas Azulejo de la pared o azulejo que es prepa-
rado por molienda en seco en lugar de molienda huacutemeda requiere generalmente un proceso de
dos pasos En este proceso el azulejo pasa a traveacutes de un disparo de baja temperatura llamada
sopa de fuego antes de acristalamiento Este paso elimina los volaacutetiles de la materia y la mayor
parte o la totalidad de la contraccioacuten El cuerpo y el esmalte luego se disparoacute en un proceso lla-
mado despido glost Tanto los procesos de coccioacuten tienen lugar en un tuacutenel o un horno conti-
nuo que consta de una caacutemara a traveacutes del cual poco a poco el software se trasladoacute en un
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transportador de rollos de refractarios estantes construidos con materiales que son resistentes a
temperaturas altas o en contenedores denominados gacetas Coccioacuten en un horno tuacutenel puede
tomar de dos a tres diacuteas con temperaturas alrededor de disparar 2372 grados Fahrenheit
(1300 grados Celsius)
Para el azulejo que soacutelo requiere un uacutenico disparo por lo general de baldosas que se prepara por
viacutea huacutemeda de rodillos para moler los hornos se utilizan generalmente Estos hornos se mueven
las mercanciacuteas de un transportador de rodillos y no necesitan muebles horno tales como blo-
ques o gacetas Los tiempos de encender en los hornos de rodillos pueden ser tan bajos como
60 minutos con temperaturas de coccioacuten alrededor de 2102 grados Fahrenheit (1150 grados
Celsius) o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten y las pruebas el azulejo estaacute listo para ser empaquetados y enviados
Subproductos Una variedad de contaminantes se generan durante las etapas de fabricacioacuten
diferentes estas emisiones deben ser controladas para cumplir con las normas de control de
aire Entre los contaminantes que produce en la fabricacioacuten de baldosas estaacuten compuestos de
fluacuteor y el plomo que se producen durante la coccioacuten y vidriado Los compuestos de plomo se
han reducido significativamente con el reciente desarrollo de esmaltes sin plomo o de bajo plo-
mo Las emisiones de fluacuteor pueden ser controladas con los depuradores los dispositivos de ae-
rosol que baacutesicamente los gases con agua para eliminar los contaminantes dantildeinos Tambieacuten
se puede controlar con procesos en seco como los filtros de tela recubierta con cal Esta cal
puede ser reciclada como materia prima para el azulejo en el futuro
La industria del azulejo es tambieacuten el desarrollo de procesos para reciclar las aguas residuales y
lodos generados durante el mecanizado automaacutetico vidrios y el secado por atomizacioacuten Ya
que algunas plantas de reciclaje el exceso de polvo generado durante el prensado en seco asiacute
como el rociacuteo producido durante el acristalamiento Residuos de barniz y teja rechazoacute tambieacuten
se devuelven al proceso de preparacioacuten del cuerpo para su reutilizacioacuten
Control de calidad La mayoriacutea de fabricantes de baldosas utilizan ahora el control estadiacutestico de
procesos (SPC) para cada paso del proceso de fabricacioacuten Muchos de ellos tambieacuten trabajan
estrechamente con sus proveedores de materia prima para asegurar que se cumplan las especi-
ficaciones antes de que el material se utilice Control estadiacutestico del proceso consiste en las car-
tas que se utilizan para controlar diversos paraacutemetros de procesamiento tales como el tamantildeo
de las partiacuteculas el tiempo de molienda la temperatura de secado y el tiempo presioacuten de com-
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pactacioacuten dimensiones despueacutes del prensado la densidad la temperatura de coccioacuten y el tiem-
po y similares Estas cartas identificar problemas con el equipo fuera de las condiciones de
especificacioacuten y ayudar a mejorar el rendimiento antes de que el producto final esteacute terminado
El producto final debe cumplir con ciertas especificaciones en relacioacuten con propiedades fiacutesicas y
quiacutemicas Estas propiedades estaacuten determinados por las pruebas estaacutendar establecido por la
Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM) Propiedades medidas incluyen resistencia
mecaacutenica resistencia de abrasioacuten resistencia quiacutemica absorcioacuten de agua su estabilidad dimen-
sional resistencia al hielo y el coeficiente de expansioacuten teacutermica lineal Maacutes recientemente el
antideslizante que se puede determinar midiendo el coeficiente de friccioacuten se ha convertido en
una preocupacioacuten Sin embargo no existe una norma se ha establecido todaviacutea porque otros
factores (tales como el disentildeo del suelo y el cuidado apropiados) puede hacer que los resultados
sin sentido
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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APLICACIOacuteN EN LA ETAPA DE CONSTRUCCION YO POST-CONSTRUCCION
Su uso inicial fue fundamentalmente la elaboracioacuten de recipientes empleados para contener
alimentos o bebidas Maacutes adelante se utilizoacute para modelar figurillas de posible caraacutecter simboacuteli-
co maacutegico religioso o funerario Tambieacuten se empleoacute como material de construccioacuten en forma
de ladrillo teja baldosa o azulejo conformando muros o revistiendo paramentos La teacutecnica del
vidriado le proporcionoacute gran atractivo se utilizoacute tambieacuten en escultura Actualmente tambieacuten se
emplea como aislante eleacutectrico y teacutermico en hornos motores y en blindaje
Ceraacutemicas se utilizan en la fabricacioacuten de cuchillos La hoja del cuchillo de ceraacutemica perma-
neceraacute fuerte por mucho maacutes tiempo que el de un cuchillo de acero a pesar de que es maacutes
fraacutegil que se abrocha por la caiacuteda sobre una superficie dura
Ceraacutemicas como aluacutemina y carburo de boro se han utilizado en baliacutestica chalecos blindados
para repeler gran calibre rifle de fuego Dichas placas se conocen comuacutenmente como de
armas pequentildeas inserciones de proteccioacuten (SAPI) Material similar se utiliza para proteger
las cabinas de algunos aviones militares debido a su bajo peso del material
Las bolas de ceraacutemica se puede utilizar para sustituir el acero en rodamientos de bolas Su
mayor dureza que significa que son mucho menos susceptibles al desgaste y puede ofrecer
maacutes de vida triple Tambieacuten se deforman menos en el sentido de carga que tienen menos
contacto con las paredes de retencioacuten del rodamiento y puede rodar maacutes raacutepido En las
aplicaciones de muy alta velocidad el calor de la friccioacuten durante la rodadura puede causar
problemas para los rodamientos de metal los problemas que se reducen por el uso de la ce-
raacutemica La ceraacutemica es tambieacuten maacutes resistente a los quiacutemicos y puede utilizarse en ambien-
tes huacutemedos donde los rodamientos de acero se oxidaban El mayor inconveniente de uti-
lizar la ceraacutemica es un costo mucho maacutes elevado En muchos casos sus propiedades de ais-
lamiento eleacutectrico tambieacuten puede ser valiosa para los rodamientos
En la deacutecada de 1980 Toyota investigoacute la produccioacuten de una adiabaacutetica motor de ceraacutemica
que pueden funcionar a una temperatura de maacutes de 6000 deg F (3300 deg C) Motores ceraacutemicos
no necesitan un sistema de enfriamiento y por lo tanto permiten una importante reduccioacuten
de peso y la eficiencia de combustible por lo tanto mayor La eficiencia del combustible del
motor es tambieacuten maacutes alta a alta temperatura como se muestra por Carnot teorema En un
motor metaacutelico convencional mucha de la energiacutea liberada por el combustible debe ser di-
sipada como calor residual con el fin de evitar un colapso de las partes metaacutelicas A pesar
de todas estas propiedades deseables tales motores no estaacuten en produccioacuten ya que la fa-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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bricacioacuten de piezas de ceraacutemica de la precisioacuten necesaria y la durabilidad es difiacutecil Imper-
fecciones en la ceraacutemica lleva a las grietas que puede conducir a fallas en los equipos po-
tencialmente peligrosos Estos motores son posibles en el laboratorio pero la produccioacuten
en masa no es factible con la tecnologiacutea actual
Se estaacute trabajando en el desarrollo de piezas ceraacutemicas para turbinas de gas motores En
la actualidad incluso las hojas hechas de avanzadas aleaciones de metales utilizados en la
seccioacuten de los motores calientes requieren temperaturas de refrigeracioacuten y cuidadosos que
limitan la de Motores turbina hizo con ceraacutemicas podiacutea operar maacutes eficientemente dando
aviones mayor alcance y payload por un importe conjunto de combustible
Recientemente se han producido avances en la ceraacutemica que incluyen bio-ceraacutemica tales
como los implantes dentales y huesos sinteacuteticos hidroxiapatita el componente mineral na-
tural del hueso se ha hecho de forma sinteacutetica a partir de una serie de fuentes bioloacutegicas y
quiacutemicas y se pueden transformar en materiales ceraacutemicos Implantes ortopeacutedicos a partir
de estos bonos de materiales faacutecilmente a los tejidos oacuteseos y otras partes del cuerpo sin re-
chazo o reacciones inflamatorias Debido a esto son de gran intereacutes para la entrega de ge-
nes y la ingenieriacutea de tejidos andamios La mayoriacutea de la ceraacutemica de hidroxiapatita son
muy porosas y la falta de resistencia mecaacutenica y se utilizan para dispositivos ortopeacutedicos ca-
pa de metal para ayudar en la formacioacuten de un enlace con el hueso o como relleno oacuteseo
Tambieacuten se utilizan como relleno de tornillos ortopeacutedicos de plaacutestico para ayudar a reducir
la inflamacioacuten y aumentar la absorcioacuten de estos materiales de plaacutestico Se estaacute trabajando
para hacer fuerte y bien densa nano cristalina de materiales ceraacutemicos de hidroxiapatita pa-
ra dispositivos ortopeacutedicos que soportan peso en sustitucioacuten de metales y materiales plaacutes-
ticos extranjeros ortopeacutedico con un material sinteacutetico pero de origen natural mineral de los
huesos En uacuteltima instancia estos materiales ceraacutemicos se pueden utilizar como sustitutos
de hueso o con la incorporacioacuten de la proteiacutena colaacutegeno huesos sinteacuteticos
Ceraacutemica de alta tecnologiacutea se utiliza en relojeriacutea para la produccioacuten de cajas de relojes El
material se valora por los relojeros por su ligereza resistencia al rayado resistencia y tacto
suave CBI es una de las marcas que ha iniciado el uso de la ceraacutemica en la relojeriacutea El caso
de la CBI edicioacuten 2007 de Top Gun de la Vigilancia de la Pilot cronoacutegrafo doble se hace a
mano en ceraacutemica de alta tecnologiacutea negro
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Revestimiento con ceraacutemico Las ceraacutemicas se
comercializan clasificadas con un nuacutemero de
tono cuando compre las cajas verifique una por
una para evitar contratiempos a la hora de su
colocacioacuten
Para lograr el equilibrio de coloracioacuten es aconse-
jable mezclar las piezas antes de su colocacioacuten
En este sentido vaya sacando una ceraacutemica de cada caja y coloacutequelas en este orden ya que
siempre existe una pequentildea variacioacuten de matiz de una caja a otra pero que no se notaraacute cuando
se hallen instaladas En cuanto a los sistemas de colocacioacuten existen dos alternativas el sistema
mortero tradicional (praacutecticamente en desuso) y el sistema de capa fina El primero requiere
sumergir la ceraacutemica en agua limpia durante unos minutos como paso previo a su colocacioacuten Si
opta por este meacutetodo recuerde que la ceraacutemica no debe introducirse en el agua con su envase
de cartoacuten ya que podriacutea mancharse como consecuencia de la accioacuten de la tinta del envoltorio o
de la oxidacioacuten de los ganchos de cierre En este sistema es imprescindible tambieacuten mojar los
revoques de los muros y las carpetas de los pisos
Si emplea el segundo sistema que se trabaja sobre la base de un adhesivo cementicio no seraacute
necesario mojar la ceraacutemica ni los revoques No obstante independientemente del meacutetodo de
colocacioacuten utilizado usted deberaacute verificar que las ceraacutemicas esteacuten libres de polvo antes de su
instalacioacuten
En el piso no soacutelo deberaacute tener en cuenta la junta entre una ceraacutemica y otra sino tambieacuten una
separacioacuten perimetral que para superficies pequentildeas debe llegar a los 15 miliacutemetros
Las juntas entre ceraacutemicas deben sellarse con cemento Portland mezclado con arena marmolina
o cuarzo molido Si quiere dar color a la junta recuerde que no es conveniente utilizar colorantes
hidrosolubles como oacutexido de hierro o negro de humo porque pueden manchar la ceraacutemica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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EMPRESAS NACIONALES QUE PRODUCEN DICHOS PRODUCTOS
Las Compantildeiacutea Ceraacutemica o empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y pisos ceraacutemicos han tenido
como objetivo de mejorar la calidad de informacioacuten minimizar esfuerzos y recursos reducir costos y
brindar un mejor servicio al cliente que quiere adquirir estos productos para ello tenemos algunas
empresas nacionales descritos en esta investigacioacuten
COMPANtildeIacuteA DE CERAacuteMICA SA CELIMA
Es empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y
pisos ceraacutemicos desde 1982Ceraacutemica Lima SA
ldquoCelimardquo es una empresa cimentada en la tradicioacuten
milenaria de las culturas Nazca Moche y Chaviacuten para
el dominio de la ceraacutemica cuenta con personal alta-
mente calificado y tecnologiacutea de punta que le ha permitido ingresar a los mercados maacutes exigentes
del mundo tales como la Comunidad Econoacutemica Europea Estados Unidos Canadaacute Australia Centro
Ameacuterica y Sud-Ameacuterica Actualmente CELIMA tiene una capacidad de produccioacuten mensual de
1rsquo100000 m2 entre azulejos y pisos ceraacutemicos
CERAacuteMICA SAN LORENZO ndash PERUacute inicia la
construccioacuten de su planta en mayo de 1999
con los maacutes altos estaacutendares de seguridad
ambiental y tecnologiacutea italiana de vanguardia
Con una inversioacuten inicial de 17 millones de
doacutelares iniciaacutendose con una produccioacuten mensual de 200000 m2 de revestimiento ceraacutemico
para pisos
Antildeo y medio despueacutes amplia su capacidad productiva eacutesta se incrementa a 440000 m2 al
mes innovando en la produccioacuten del Revestimiento Ceraacutemico de Pared permitiendo asiacute
abastecer la demanda insatisfecha de los revestimientos de Pared que no disponiacutea ante-
riormente con una inversioacuten aproximada de 10 millones de doacutelares
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Luego con el objetivo de desarrollar un mercado de exportacioacuten a Estados Unidos donde el gru-
po ha iniciado operaciones a traveacutes de Ceraacutemica San Lorenzo INC (USA) se invierte en una
nueva liacutenea de esmaltado otorgaacutendole asiacute flexibilidad a la produccioacuten siendo eacutesta una alternativa
de disminucioacuten de tiempo en el cambio de producto y se suma a ella la reduccioacuten de ciclos de
proceso de coccioacuten aumentando asiacute la velocidad de la produccioacuten llegando a producir 620000
m2 mensuales
Tambieacuten dentro de los proyectos importantes tenemos el montaje y puesta en marcha de la
planta de productos de tercer fuego los cuales complementan nuestra liacutenea actual de revesti-
mientos Liacutenea de alto perfil desarrollar una serie de piezas especiales como son zoacutecalos liacutestelos
en sus distintas medidas insertos tacos etc
Debido al sostenido aumento de las ventas y con el fin de obtener el liderazgo en el mercado del
ceraacutemico actualmente Ceraacutemica San Lorenzo a incrementado su capacidad de produccioacuten con
una inversioacuten de 12 millones de doacutelares en una ampliacioacuten de planta de 420000 m2 de ceraacutemi-
cos mensuales bajo el concepto de ldquoalta productividadrdquo considerando en el proceso de produc-
cioacuten la molienda de arcillas por viacutea seca ahorrando asiacute gas natural y energiacutea eleacutectrica
Hoy Ceraacutemica San Lorenzo logra ofrecer una amplia gama de productos ceraacutemicos de alta cali-
dad con una produccioacuten superior al milloacuten de metros cuadrados
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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CONCLUSIONES
Se logro obtener la mayor y suficiente informacioacuten acerca del tema pisos ceraacutemicos y mayoacute-
licas
Se logro obtener conocimiento del tema a presentar en este trabajo ldquopisos ceraacutemicos y ma-
yoacutelicasrdquo ya que este tema en discusioacuten es de mucha importancia para nuestra carrera profe-
sional
Se logro obtener la informacioacuten suficiente del tema en investigacioacuten estructurado en los
siguientes apartados descripcioacuten del producto descripcioacuten de las materias primas proceso
de produccioacuten aplicacioacuten en la etapa de construccioacuten yo post-construccioacuten empresas na-
cionales que producen
Los ceraacutemicos son muy importante y aportan al desarrollo y a la comodidad de la humani-
dad asiacute como para la ingenieriacutea es muy importante ya que aporta a los acabados en cons-
trucciones
Por el presente trabajo de investigacioacuten se adquirioacute nuevos conocimientos en cuanto al ma-
terial llamado pisos ceraacutemicos y mayoacutelicas
Aprendimos cuales son los materias primas para la fabricacioacuten de las ceraacutemicas
Aprendimos las aplicaciones en la construccioacuten y en la post construccioacuten
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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RECOMENDACIONES
Se recomienda el uso adecuado y mesurado de la informacioacuten en investigacioacuten
Es maacutes factible hacer trabajos de investigacioacuten de materiales ya conocidos y comunes que
se usan en el proceso de construccioacuten y post construccioacuten
Los integrantes del grupo deben trabajar adecuadamente y con seriedad para que no se
produzca mayor y aprender a trabajar en equipo
Este trabajo fue realizado con mucho esmero y dedicacioacuten ya que el tema en investigacioacuten
es muy importante para nuestra carrera profesional
Observar y realizar un resumen de la informacioacuten recabada de acuerdo al tema en investi-
gacioacuten asiacute como recabar nueva y reciente informacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten tomar maacutes implicancia y verificar los avances de los
trabajos de investigacioacuten y detallar las dificultades de cada grupo asiacute como los errores y asiacute
realizar un mejor u buen trabajo de investigacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten organizar de mejor manera a los alumnos para una
buena y mejor elaboracioacuten de los trabajos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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BIBLIOGRAFIA
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Introduccioacuten a la ciencia e ingenieriacutea de los materiales WD Callister
Materiales Estructura propiedades y aplicaciones Saja Saez ndash Rodriacuteguez Perez ndash Rodriacuteguez
Mendez
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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ANEXOS
Pisos ceraacutemicos en viviendas
Pisos ceraacutemicos en sshh
Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
Pisos ceraacutemicos en Inst Puacuteblicos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Sustituciones isomoacuterficas dentro de la estructura
Enlaces insaturados en los bordes y superficies externas
Disociacioacuten de los grupos hidroxilos accesibles
A continuacioacuten se muestran algunos ejemplos de capacidad de intercambio catioacutenico (en
meq100g)
Caolinita 3-5
Halloisita 10-40
Illita 10-50
Clorita 10-50
Vermiculita 100-200
Montmorillonita 80-200
Sepiolita-paligorskita 20-35
Los materiales primas de los ceraacutemicos son Minerales compuestos y elementos quiacutemicos forma-
dos mediante procesos inorgaacutenicos
Las propiedades de los minerales se estudian bajo las correspondientes divisiones mineralogiacutea
quiacutemica mineralogiacutea y fiacutesica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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PROCESO DE PRODUCCION
PROCESADO DE MATERIALES CERAacuteMICOS
Las ceraacutemicas no cristalinas (vidriosas) suelen ser formadas de fundiciones El vidrio es formado
por cualquiera de los siguientes meacutetodos soplado prensado laminado estirado colado o flota-
do y galvanizado
Los materiales ceraacutemicos cristalinos no son susceptibles de un variado rango de procesado Los
meacutetodos empleados para su manejo tienden a fallar en una de dos categoriacuteas -hacer ceraacutemica
en la forma deseada pro reaccioacuten in situ o por formacioacuten de polvos en la forma deseada y lue-
go sinterizados para formar un cuerpo soacutelido Algunos meacutetodos usados son un hiacutebrido de los dos
meacutetodos mencionados
Manufactura in situ
El uso maacutes comuacuten de este meacutetodo es en la produccioacuten de cemento y concreto Aquiacute los abrasi-
vos deshidratados son mezclados con agua Esto da comienzo a las reacciones de la hidratacioacuten
las cuales resultan en cristales grandes interconectados formaacutendose alrededor de los agregados
Pasado un tiempo esto resulta en una ceraacutemica soacutelida
El mayor problema con este meacutetodo es que la mayoriacutea de las reacciones son tan raacutepidas que no
es posible hacer una buena mezcla lo que tiende a impedir la construccioacuten en gran escala Sin
embargo los sistemas a pequentildea escala pueden ser realizados mediante teacutecnicas de depoacutesito
en donde los diferentes materiales son introducidos sobre un sustrato donde se produce la
reaccioacuten y la ceraacutemica se forma sobre este sustrato
Conformado de los polvos
El objetivo principal del conformado es dar forma y consistencia a la masa de polvos que deacute lugar
a un aumento de la densidad y por lo tanto a una mejora de las propiedades mecaacutenicas Existen
dos formas de realizar el conformado mediante la aplicacioacuten de presioacuten y temperaturas eleva-
das Con la aplicacioacuten de presioacuten y temperatura el proceso es similar a si no aplicaacutesemos altas
temperaturas pero obtenemos productos maacutes densos y homogeacuteneos a la vez que ahorramos
materias primas
Prensado uniaxial (en caliente o en friacuteo) Consiste en la aplicacioacuten de presioacuten en una uacutenica
direccioacuten hasta conseguir la compactacioacuten de los polvos ceraacutemicos La pieza asiacute conformada
tendraacute la forma de la matriz y las superficies con las que se aplica la presioacuten
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Prensado isostaacutetico en caliente o en friacuteo Consiste en compactar los polvos encerraacutendolos
hermeacuteticamente en moldes elaacutesticos tiacutepicamente de goma laacutetex o PVC aplicaacutendoles pre-
sioacuten hidrostaacutetica mediante un fluido que puede ser agua o aceite El fundamento de este
proceso es el Principio de Pascal de este modo conseguimos compactar uniformemente y
en todas las direcciones el material
Slip Casting Se fundamenta en el moldeo por barbotina de la ceraacutemica tradicional median-
te el cual obtenemos piezas de espesores pequentildeos utilizando moldes porosos
Meacutetodos basados en la sinterizacioacuten
Los principios de los meacutetodos basados en la sinterizacioacuten son sencillos Una vez que la materia
prima es acondicionada para su procesamiento (hornada) es introducida en el horno con lo que
el proceso de difusioacuten compacta a la materia prima
Los poros se achican resultando un producto maacutes denso y fuerte El quemado se hace a una
temperatura por debajo del punto de derretimiento de la ceraacutemica Siempre queda alguna poro-
sidad pero la verdadera ventaja de este meacutetodo es que la hornada puede ser producida de cual-
quier modo imaginable e incluso puede ser sinterizado Esto lo hace una ruta muy versaacutetil
Existen miles de posibles refinamientos de este proceso Algunos de los maacutes comunes involucran
presionar la hornada para darle la densidad la quema reduce el tiempo de sinterizacioacuten necesa-
rio A veces se antildeaden elementos orgaacutenicos junto a la hornada que son disueltos durante la
quema
Algunas veces se agregan lubricantes orgaacutenicos durante el proceso para incrementar la densi-
dad No es raro combinarlos agregando materia orgaacutenica y lubricantes a una hornada y luego
presionar (La formulacioacuten de estos aditivos quiacutemico orgaacutenicos es un arte en siacute mismo) Esto es
particularmente importante en la manufactura de ceraacutemica de alto rendimiento tales como las
usadas para la electroacutenica en condensadores inductores sensores etc
Puede realizarse una mezcla de componentes en vez de usar un solo polvo y luego verterlo en el
molde deseado dejaacutendolo secar y luego sinterizarlo De hecho en la alfareriacutea tradicional es he-
cho de esta forma usando una mezcla plaacutestica que es trabajada con las manos
Si una mezcla de materiales diferentes componentes es utilizada en una ceraacutemica algunas veces
la temperatura de sinterizacioacuten es mayor a la temperatura de fundicioacuten de alguno de sus com-
ponentes (fase liacutequida de sinterizacioacuten) Esto genera un periacuteodo maacutes corto de sinterizacioacuten com-
parado con el estado soacutelido sinterizado
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DESCRIPCIOacuteN DEL PROCESO DE PRODUCCIOacuteN
LA FABRICACIOacuteN
PROCESO Una vez que las materias primas que se procesan una serie de medidas llevaraacute a cabo
para obtener el producto terminado Estos pasos incluyen la dosificacioacuten mezcla y molienda
secado por aspersioacuten formando secado esmaltado y coccioacuten Muchos de estos pasos se reali-
zan ahora con equipos automatizados
De procesamiento por lotes Un caso de muchos productos de ceraacutemica incluyendo mosaico de
la composicioacuten corporal se determina por la cantidad y el tipo de materias primas Las materias
primas tambieacuten determinan el color del cuerpo del azulejo que puede ser rojo o blanco depen-
diendo de la cantidad de hierro que contienen materias primas empleadas Por lo tanto es im-
portante mezclar las cantidades correctas en conjunto para lograr las propiedades deseadas
Caacutelculos por lotes por tanto necesario que debe tener en cuenta tanto las propiedades fiacutesicas y
composicioacuten quiacutemica de las materias primas Una vez que el peso adecuado de cada materia
prima se determina las materias primas deben ser mezclados
Mezcla y molienda Una vez que los ingredientes se pesan que se suman en un mezclador de
shell mezclador de cinta o un mezclador intensivo Un mezclador de shell se compone de dos
cilindros unidos en forma de V que gira a caer y mezclar el material Un mezclador de cinta utili-
za aspas helicoidales y un mezclador intensivo utiliza haraacute raacutepidamente renovables Este paso
maacutes muele los ingredientes dando como resultado un tamantildeo de partiacutecula maacutes fina que mejora
el proceso de formacioacuten posterior (ver paso 4 a continuacioacuten)
A veces es necesario agregar agua para aumentar la mezcla de un lote con varios ingredientes
asiacute como para lograr la molienda fina Este proceso se denomina molienda huacutemeda y con fre-
cuencia se realiza mediante un molino de bolas El resultado lleno de agua mezcla que se llama
una papilla o deslizamiento El agua se extrae de la suspensioacuten pulsando filtro (que elimina el
40-50 por ciento de la humedad) seguida de molienda en seco
De secado por aspersioacuten Si la molienda huacutemeda es utilizada por primera vez el exceso de agua
suele ser removido a traveacutes de secado por aspersioacuten Esto implica el bombeo de la lechada con
un atomizador que consiste en un disco que gira raacutepidamente o la boquilla Las gotas de la hoja
se secan a medida que se calientan con una columna de aire ascendente caliente formando pe-
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quentildeos graacutenulos de libre movimiento que dan como resultado un polvo susceptible de confor-
macioacuten
Cuerpos de baldosas tambieacuten se puede preparar por molienda en seco seguido de granulacioacuten
Granulacioacuten se utiliza una maacutequina en la cual se mezcla la mezcla de material previamente seco
molido con agua para formar las partiacuteculas en graacutenulos que a su vez formar un polvo listo para
su formacioacuten
La formacioacuten La mayoriacutea de baldosas estaacute formada por prensado en seco En este meacutetodo el
polvo de flujo libre que contiene aglutinante orgaacutenico o un bajo porcentaje de humedad se deri-
va de una tolva en la matriz de la formacioacuten El material se comprime en una cavidad de acero
por eacutembolos de acero y luego es expulsado por el eacutembolo de la parte inferior Prensas automati-
zadas se utilizan para presiones de trabajo de hasta 2500 toneladas
Varios otros meacutetodos tambieacuten se utilizan en el cuerpo del azulejo estaacute en huacutemedo la forma maacutes
moldeable Extrusioacuten ademaacutes de perforacioacuten se utiliza para producir baldosas de forma irregu-
lar y maacutes delgada de baldosas maacutes raacutepida y econoacutemica Esto implica la compactacioacuten de una
masa de plaacutestico en el cilindro de presioacuten alta y obligando a que el material fluya hacia fuera de
la botella en las babosas cortoacute Estas balas son entonces un puntildeetazo en una o maacutes fichas con
troquelado hidraacuteulico o neumaacutetico
RAM presionando a menudo se utiliza para la baldosa muy perfilada Con este meacutetodo las bal-
dosas excluidas por el cuerpo del azulejo se presionan entre dos mitades de un molde duro o
porosa montada en una prensa hidraacuteulica El formoacute parte se elimina por la primera aplicacioacuten de
vaciacuteo a la mitad superior del molde para liberar la parte de la mitad inferior seguido forzando el
aire a traveacutes de la parte de arriba para liberar la parte superior El exceso de material debe ser
removido de la pieza y acabado adicional puede ser necesario
Otro proceso conocido como cristal de presioacuten se ha desarrollado recientemente Este proceso
combina el cristal y dar forma a la vez pulsando el esmalte (en forma de polvo atomizado) direc-
tamente en la matriz llena con el polvo del cuerpo de baldosas Las ventajas incluyen la elimina-
cioacuten de liacuteneas de esmaltado asiacute como el material de desecho cristales (llamados lodos) que se
produce con el meacutetodo convencional
El secado baldosas de ceraacutemica por lo general debe ser secado (con una humedad relativa alta)
despueacutes de la formacioacuten sobre todo si un meacutetodo huacutemedo se utiliza Secado lo que puede lle-
var varios diacuteas se quita el agua a una velocidad lo suficientemente lenta como para evitar las
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grietas por contraccioacuten Los secadores continuos o tuacuteneles que se utilizan son calentados con
gas o aceite laacutemparas de infrarrojos o energiacutea de microondas Secado por infrarrojos es maacutes
adecuado para baldosas finas mientras secado por microondas que funciona mejor para maacutes
gruesa de baldosas Otro meacutetodo el secado impulso utiliza pulsos de aire caliente que fluye en
la direccioacuten transversal en vez de manera continua en la direccioacuten del flujo de materiales
Acristalamiento Para preparar el glaseado los mismos meacutetodos que para el cuerpo del azulejo
Despueacutes de una formulacioacuten de lotes se calcula las materias primas se pesan se mezclan y seco
o huacutemedo molido Los esmaltes molidos se aplican mediante uno de los meacutetodos disponibles
En el acristalamiento de centriacutefuga o arado de discos el esmalte se alimenta a traveacutes de un disco
giratorio que arroja o lanza el esmalte en el azulejo En el meacutetodo de la campana cascada una
corriente de barniz se cae en el azulejo al pasar sobre una cinta transportadora por debajo A
veces el esmalte es simplemente rociado en Para aplicaciones de esmalte muacuteltiples impresioacuten
en pantalla por debajo o entre las baldosas que se han mojado cristal se utiliza En este proce-
so esmalte es forzada a traveacutes de una pantalla por una rasqueta de goma u otro dispositivo
Acristalamiento en seco tambieacuten se estaacute utilizando Esto implica la aplicacioacuten de polvos fritas
trituradas (materiales de vidrio) y esmaltes granulada en una superficie de baldosas mojadas
acristalamiento Despueacutes de la coccioacuten las partiacuteculas de esmalte se funden entre siacute para produ-
cir una superficie como el granito
Disparo Despueacutes de cristal el azulejo se debe calentar intensamente para fortalecerlo y darle la
porosidad deseada Hay dos tipos de hornos o Despueacutes de la formacioacuten el archivo se seca poco
a poco (durante varios diacuteas) y con una humedad alta para evitar el agrietamiento y la contrac-
cioacuten A continuacioacuten el barniz se aplica a continuacioacuten el azulejo se cuece en un horno o estu-
fa Aunque algunos tipos de baldosas requiere un proceso de coccioacuten en dos etapas huacutemedo
molido baldosas se dispara una sola vez a una temperatura de 2000 grados Fahrenheit o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten el azulejo es empacado y enviado
Los hornos se utilizan para la coccioacuten de baldosas Azulejo de la pared o azulejo que es prepa-
rado por molienda en seco en lugar de molienda huacutemeda requiere generalmente un proceso de
dos pasos En este proceso el azulejo pasa a traveacutes de un disparo de baja temperatura llamada
sopa de fuego antes de acristalamiento Este paso elimina los volaacutetiles de la materia y la mayor
parte o la totalidad de la contraccioacuten El cuerpo y el esmalte luego se disparoacute en un proceso lla-
mado despido glost Tanto los procesos de coccioacuten tienen lugar en un tuacutenel o un horno conti-
nuo que consta de una caacutemara a traveacutes del cual poco a poco el software se trasladoacute en un
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transportador de rollos de refractarios estantes construidos con materiales que son resistentes a
temperaturas altas o en contenedores denominados gacetas Coccioacuten en un horno tuacutenel puede
tomar de dos a tres diacuteas con temperaturas alrededor de disparar 2372 grados Fahrenheit
(1300 grados Celsius)
Para el azulejo que soacutelo requiere un uacutenico disparo por lo general de baldosas que se prepara por
viacutea huacutemeda de rodillos para moler los hornos se utilizan generalmente Estos hornos se mueven
las mercanciacuteas de un transportador de rodillos y no necesitan muebles horno tales como blo-
ques o gacetas Los tiempos de encender en los hornos de rodillos pueden ser tan bajos como
60 minutos con temperaturas de coccioacuten alrededor de 2102 grados Fahrenheit (1150 grados
Celsius) o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten y las pruebas el azulejo estaacute listo para ser empaquetados y enviados
Subproductos Una variedad de contaminantes se generan durante las etapas de fabricacioacuten
diferentes estas emisiones deben ser controladas para cumplir con las normas de control de
aire Entre los contaminantes que produce en la fabricacioacuten de baldosas estaacuten compuestos de
fluacuteor y el plomo que se producen durante la coccioacuten y vidriado Los compuestos de plomo se
han reducido significativamente con el reciente desarrollo de esmaltes sin plomo o de bajo plo-
mo Las emisiones de fluacuteor pueden ser controladas con los depuradores los dispositivos de ae-
rosol que baacutesicamente los gases con agua para eliminar los contaminantes dantildeinos Tambieacuten
se puede controlar con procesos en seco como los filtros de tela recubierta con cal Esta cal
puede ser reciclada como materia prima para el azulejo en el futuro
La industria del azulejo es tambieacuten el desarrollo de procesos para reciclar las aguas residuales y
lodos generados durante el mecanizado automaacutetico vidrios y el secado por atomizacioacuten Ya
que algunas plantas de reciclaje el exceso de polvo generado durante el prensado en seco asiacute
como el rociacuteo producido durante el acristalamiento Residuos de barniz y teja rechazoacute tambieacuten
se devuelven al proceso de preparacioacuten del cuerpo para su reutilizacioacuten
Control de calidad La mayoriacutea de fabricantes de baldosas utilizan ahora el control estadiacutestico de
procesos (SPC) para cada paso del proceso de fabricacioacuten Muchos de ellos tambieacuten trabajan
estrechamente con sus proveedores de materia prima para asegurar que se cumplan las especi-
ficaciones antes de que el material se utilice Control estadiacutestico del proceso consiste en las car-
tas que se utilizan para controlar diversos paraacutemetros de procesamiento tales como el tamantildeo
de las partiacuteculas el tiempo de molienda la temperatura de secado y el tiempo presioacuten de com-
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pactacioacuten dimensiones despueacutes del prensado la densidad la temperatura de coccioacuten y el tiem-
po y similares Estas cartas identificar problemas con el equipo fuera de las condiciones de
especificacioacuten y ayudar a mejorar el rendimiento antes de que el producto final esteacute terminado
El producto final debe cumplir con ciertas especificaciones en relacioacuten con propiedades fiacutesicas y
quiacutemicas Estas propiedades estaacuten determinados por las pruebas estaacutendar establecido por la
Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM) Propiedades medidas incluyen resistencia
mecaacutenica resistencia de abrasioacuten resistencia quiacutemica absorcioacuten de agua su estabilidad dimen-
sional resistencia al hielo y el coeficiente de expansioacuten teacutermica lineal Maacutes recientemente el
antideslizante que se puede determinar midiendo el coeficiente de friccioacuten se ha convertido en
una preocupacioacuten Sin embargo no existe una norma se ha establecido todaviacutea porque otros
factores (tales como el disentildeo del suelo y el cuidado apropiados) puede hacer que los resultados
sin sentido
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APLICACIOacuteN EN LA ETAPA DE CONSTRUCCION YO POST-CONSTRUCCION
Su uso inicial fue fundamentalmente la elaboracioacuten de recipientes empleados para contener
alimentos o bebidas Maacutes adelante se utilizoacute para modelar figurillas de posible caraacutecter simboacuteli-
co maacutegico religioso o funerario Tambieacuten se empleoacute como material de construccioacuten en forma
de ladrillo teja baldosa o azulejo conformando muros o revistiendo paramentos La teacutecnica del
vidriado le proporcionoacute gran atractivo se utilizoacute tambieacuten en escultura Actualmente tambieacuten se
emplea como aislante eleacutectrico y teacutermico en hornos motores y en blindaje
Ceraacutemicas se utilizan en la fabricacioacuten de cuchillos La hoja del cuchillo de ceraacutemica perma-
neceraacute fuerte por mucho maacutes tiempo que el de un cuchillo de acero a pesar de que es maacutes
fraacutegil que se abrocha por la caiacuteda sobre una superficie dura
Ceraacutemicas como aluacutemina y carburo de boro se han utilizado en baliacutestica chalecos blindados
para repeler gran calibre rifle de fuego Dichas placas se conocen comuacutenmente como de
armas pequentildeas inserciones de proteccioacuten (SAPI) Material similar se utiliza para proteger
las cabinas de algunos aviones militares debido a su bajo peso del material
Las bolas de ceraacutemica se puede utilizar para sustituir el acero en rodamientos de bolas Su
mayor dureza que significa que son mucho menos susceptibles al desgaste y puede ofrecer
maacutes de vida triple Tambieacuten se deforman menos en el sentido de carga que tienen menos
contacto con las paredes de retencioacuten del rodamiento y puede rodar maacutes raacutepido En las
aplicaciones de muy alta velocidad el calor de la friccioacuten durante la rodadura puede causar
problemas para los rodamientos de metal los problemas que se reducen por el uso de la ce-
raacutemica La ceraacutemica es tambieacuten maacutes resistente a los quiacutemicos y puede utilizarse en ambien-
tes huacutemedos donde los rodamientos de acero se oxidaban El mayor inconveniente de uti-
lizar la ceraacutemica es un costo mucho maacutes elevado En muchos casos sus propiedades de ais-
lamiento eleacutectrico tambieacuten puede ser valiosa para los rodamientos
En la deacutecada de 1980 Toyota investigoacute la produccioacuten de una adiabaacutetica motor de ceraacutemica
que pueden funcionar a una temperatura de maacutes de 6000 deg F (3300 deg C) Motores ceraacutemicos
no necesitan un sistema de enfriamiento y por lo tanto permiten una importante reduccioacuten
de peso y la eficiencia de combustible por lo tanto mayor La eficiencia del combustible del
motor es tambieacuten maacutes alta a alta temperatura como se muestra por Carnot teorema En un
motor metaacutelico convencional mucha de la energiacutea liberada por el combustible debe ser di-
sipada como calor residual con el fin de evitar un colapso de las partes metaacutelicas A pesar
de todas estas propiedades deseables tales motores no estaacuten en produccioacuten ya que la fa-
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bricacioacuten de piezas de ceraacutemica de la precisioacuten necesaria y la durabilidad es difiacutecil Imper-
fecciones en la ceraacutemica lleva a las grietas que puede conducir a fallas en los equipos po-
tencialmente peligrosos Estos motores son posibles en el laboratorio pero la produccioacuten
en masa no es factible con la tecnologiacutea actual
Se estaacute trabajando en el desarrollo de piezas ceraacutemicas para turbinas de gas motores En
la actualidad incluso las hojas hechas de avanzadas aleaciones de metales utilizados en la
seccioacuten de los motores calientes requieren temperaturas de refrigeracioacuten y cuidadosos que
limitan la de Motores turbina hizo con ceraacutemicas podiacutea operar maacutes eficientemente dando
aviones mayor alcance y payload por un importe conjunto de combustible
Recientemente se han producido avances en la ceraacutemica que incluyen bio-ceraacutemica tales
como los implantes dentales y huesos sinteacuteticos hidroxiapatita el componente mineral na-
tural del hueso se ha hecho de forma sinteacutetica a partir de una serie de fuentes bioloacutegicas y
quiacutemicas y se pueden transformar en materiales ceraacutemicos Implantes ortopeacutedicos a partir
de estos bonos de materiales faacutecilmente a los tejidos oacuteseos y otras partes del cuerpo sin re-
chazo o reacciones inflamatorias Debido a esto son de gran intereacutes para la entrega de ge-
nes y la ingenieriacutea de tejidos andamios La mayoriacutea de la ceraacutemica de hidroxiapatita son
muy porosas y la falta de resistencia mecaacutenica y se utilizan para dispositivos ortopeacutedicos ca-
pa de metal para ayudar en la formacioacuten de un enlace con el hueso o como relleno oacuteseo
Tambieacuten se utilizan como relleno de tornillos ortopeacutedicos de plaacutestico para ayudar a reducir
la inflamacioacuten y aumentar la absorcioacuten de estos materiales de plaacutestico Se estaacute trabajando
para hacer fuerte y bien densa nano cristalina de materiales ceraacutemicos de hidroxiapatita pa-
ra dispositivos ortopeacutedicos que soportan peso en sustitucioacuten de metales y materiales plaacutes-
ticos extranjeros ortopeacutedico con un material sinteacutetico pero de origen natural mineral de los
huesos En uacuteltima instancia estos materiales ceraacutemicos se pueden utilizar como sustitutos
de hueso o con la incorporacioacuten de la proteiacutena colaacutegeno huesos sinteacuteticos
Ceraacutemica de alta tecnologiacutea se utiliza en relojeriacutea para la produccioacuten de cajas de relojes El
material se valora por los relojeros por su ligereza resistencia al rayado resistencia y tacto
suave CBI es una de las marcas que ha iniciado el uso de la ceraacutemica en la relojeriacutea El caso
de la CBI edicioacuten 2007 de Top Gun de la Vigilancia de la Pilot cronoacutegrafo doble se hace a
mano en ceraacutemica de alta tecnologiacutea negro
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Revestimiento con ceraacutemico Las ceraacutemicas se
comercializan clasificadas con un nuacutemero de
tono cuando compre las cajas verifique una por
una para evitar contratiempos a la hora de su
colocacioacuten
Para lograr el equilibrio de coloracioacuten es aconse-
jable mezclar las piezas antes de su colocacioacuten
En este sentido vaya sacando una ceraacutemica de cada caja y coloacutequelas en este orden ya que
siempre existe una pequentildea variacioacuten de matiz de una caja a otra pero que no se notaraacute cuando
se hallen instaladas En cuanto a los sistemas de colocacioacuten existen dos alternativas el sistema
mortero tradicional (praacutecticamente en desuso) y el sistema de capa fina El primero requiere
sumergir la ceraacutemica en agua limpia durante unos minutos como paso previo a su colocacioacuten Si
opta por este meacutetodo recuerde que la ceraacutemica no debe introducirse en el agua con su envase
de cartoacuten ya que podriacutea mancharse como consecuencia de la accioacuten de la tinta del envoltorio o
de la oxidacioacuten de los ganchos de cierre En este sistema es imprescindible tambieacuten mojar los
revoques de los muros y las carpetas de los pisos
Si emplea el segundo sistema que se trabaja sobre la base de un adhesivo cementicio no seraacute
necesario mojar la ceraacutemica ni los revoques No obstante independientemente del meacutetodo de
colocacioacuten utilizado usted deberaacute verificar que las ceraacutemicas esteacuten libres de polvo antes de su
instalacioacuten
En el piso no soacutelo deberaacute tener en cuenta la junta entre una ceraacutemica y otra sino tambieacuten una
separacioacuten perimetral que para superficies pequentildeas debe llegar a los 15 miliacutemetros
Las juntas entre ceraacutemicas deben sellarse con cemento Portland mezclado con arena marmolina
o cuarzo molido Si quiere dar color a la junta recuerde que no es conveniente utilizar colorantes
hidrosolubles como oacutexido de hierro o negro de humo porque pueden manchar la ceraacutemica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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EMPRESAS NACIONALES QUE PRODUCEN DICHOS PRODUCTOS
Las Compantildeiacutea Ceraacutemica o empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y pisos ceraacutemicos han tenido
como objetivo de mejorar la calidad de informacioacuten minimizar esfuerzos y recursos reducir costos y
brindar un mejor servicio al cliente que quiere adquirir estos productos para ello tenemos algunas
empresas nacionales descritos en esta investigacioacuten
COMPANtildeIacuteA DE CERAacuteMICA SA CELIMA
Es empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y
pisos ceraacutemicos desde 1982Ceraacutemica Lima SA
ldquoCelimardquo es una empresa cimentada en la tradicioacuten
milenaria de las culturas Nazca Moche y Chaviacuten para
el dominio de la ceraacutemica cuenta con personal alta-
mente calificado y tecnologiacutea de punta que le ha permitido ingresar a los mercados maacutes exigentes
del mundo tales como la Comunidad Econoacutemica Europea Estados Unidos Canadaacute Australia Centro
Ameacuterica y Sud-Ameacuterica Actualmente CELIMA tiene una capacidad de produccioacuten mensual de
1rsquo100000 m2 entre azulejos y pisos ceraacutemicos
CERAacuteMICA SAN LORENZO ndash PERUacute inicia la
construccioacuten de su planta en mayo de 1999
con los maacutes altos estaacutendares de seguridad
ambiental y tecnologiacutea italiana de vanguardia
Con una inversioacuten inicial de 17 millones de
doacutelares iniciaacutendose con una produccioacuten mensual de 200000 m2 de revestimiento ceraacutemico
para pisos
Antildeo y medio despueacutes amplia su capacidad productiva eacutesta se incrementa a 440000 m2 al
mes innovando en la produccioacuten del Revestimiento Ceraacutemico de Pared permitiendo asiacute
abastecer la demanda insatisfecha de los revestimientos de Pared que no disponiacutea ante-
riormente con una inversioacuten aproximada de 10 millones de doacutelares
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Luego con el objetivo de desarrollar un mercado de exportacioacuten a Estados Unidos donde el gru-
po ha iniciado operaciones a traveacutes de Ceraacutemica San Lorenzo INC (USA) se invierte en una
nueva liacutenea de esmaltado otorgaacutendole asiacute flexibilidad a la produccioacuten siendo eacutesta una alternativa
de disminucioacuten de tiempo en el cambio de producto y se suma a ella la reduccioacuten de ciclos de
proceso de coccioacuten aumentando asiacute la velocidad de la produccioacuten llegando a producir 620000
m2 mensuales
Tambieacuten dentro de los proyectos importantes tenemos el montaje y puesta en marcha de la
planta de productos de tercer fuego los cuales complementan nuestra liacutenea actual de revesti-
mientos Liacutenea de alto perfil desarrollar una serie de piezas especiales como son zoacutecalos liacutestelos
en sus distintas medidas insertos tacos etc
Debido al sostenido aumento de las ventas y con el fin de obtener el liderazgo en el mercado del
ceraacutemico actualmente Ceraacutemica San Lorenzo a incrementado su capacidad de produccioacuten con
una inversioacuten de 12 millones de doacutelares en una ampliacioacuten de planta de 420000 m2 de ceraacutemi-
cos mensuales bajo el concepto de ldquoalta productividadrdquo considerando en el proceso de produc-
cioacuten la molienda de arcillas por viacutea seca ahorrando asiacute gas natural y energiacutea eleacutectrica
Hoy Ceraacutemica San Lorenzo logra ofrecer una amplia gama de productos ceraacutemicos de alta cali-
dad con una produccioacuten superior al milloacuten de metros cuadrados
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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CONCLUSIONES
Se logro obtener la mayor y suficiente informacioacuten acerca del tema pisos ceraacutemicos y mayoacute-
licas
Se logro obtener conocimiento del tema a presentar en este trabajo ldquopisos ceraacutemicos y ma-
yoacutelicasrdquo ya que este tema en discusioacuten es de mucha importancia para nuestra carrera profe-
sional
Se logro obtener la informacioacuten suficiente del tema en investigacioacuten estructurado en los
siguientes apartados descripcioacuten del producto descripcioacuten de las materias primas proceso
de produccioacuten aplicacioacuten en la etapa de construccioacuten yo post-construccioacuten empresas na-
cionales que producen
Los ceraacutemicos son muy importante y aportan al desarrollo y a la comodidad de la humani-
dad asiacute como para la ingenieriacutea es muy importante ya que aporta a los acabados en cons-
trucciones
Por el presente trabajo de investigacioacuten se adquirioacute nuevos conocimientos en cuanto al ma-
terial llamado pisos ceraacutemicos y mayoacutelicas
Aprendimos cuales son los materias primas para la fabricacioacuten de las ceraacutemicas
Aprendimos las aplicaciones en la construccioacuten y en la post construccioacuten
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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RECOMENDACIONES
Se recomienda el uso adecuado y mesurado de la informacioacuten en investigacioacuten
Es maacutes factible hacer trabajos de investigacioacuten de materiales ya conocidos y comunes que
se usan en el proceso de construccioacuten y post construccioacuten
Los integrantes del grupo deben trabajar adecuadamente y con seriedad para que no se
produzca mayor y aprender a trabajar en equipo
Este trabajo fue realizado con mucho esmero y dedicacioacuten ya que el tema en investigacioacuten
es muy importante para nuestra carrera profesional
Observar y realizar un resumen de la informacioacuten recabada de acuerdo al tema en investi-
gacioacuten asiacute como recabar nueva y reciente informacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten tomar maacutes implicancia y verificar los avances de los
trabajos de investigacioacuten y detallar las dificultades de cada grupo asiacute como los errores y asiacute
realizar un mejor u buen trabajo de investigacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten organizar de mejor manera a los alumnos para una
buena y mejor elaboracioacuten de los trabajos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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BIBLIOGRAFIA
Castaldo Paris Lluis- Necesidad e importancia de la ceraacutemica como manifestacioacuten humana
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Introduccioacuten a la ciencia e ingenieriacutea de los materiales WD Callister
Materiales Estructura propiedades y aplicaciones Saja Saez ndash Rodriacuteguez Perez ndash Rodriacuteguez
Mendez
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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ANEXOS
Pisos ceraacutemicos en viviendas
Pisos ceraacutemicos en sshh
Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
Pisos ceraacutemicos en Inst Puacuteblicos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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PROCESO DE PRODUCCION
PROCESADO DE MATERIALES CERAacuteMICOS
Las ceraacutemicas no cristalinas (vidriosas) suelen ser formadas de fundiciones El vidrio es formado
por cualquiera de los siguientes meacutetodos soplado prensado laminado estirado colado o flota-
do y galvanizado
Los materiales ceraacutemicos cristalinos no son susceptibles de un variado rango de procesado Los
meacutetodos empleados para su manejo tienden a fallar en una de dos categoriacuteas -hacer ceraacutemica
en la forma deseada pro reaccioacuten in situ o por formacioacuten de polvos en la forma deseada y lue-
go sinterizados para formar un cuerpo soacutelido Algunos meacutetodos usados son un hiacutebrido de los dos
meacutetodos mencionados
Manufactura in situ
El uso maacutes comuacuten de este meacutetodo es en la produccioacuten de cemento y concreto Aquiacute los abrasi-
vos deshidratados son mezclados con agua Esto da comienzo a las reacciones de la hidratacioacuten
las cuales resultan en cristales grandes interconectados formaacutendose alrededor de los agregados
Pasado un tiempo esto resulta en una ceraacutemica soacutelida
El mayor problema con este meacutetodo es que la mayoriacutea de las reacciones son tan raacutepidas que no
es posible hacer una buena mezcla lo que tiende a impedir la construccioacuten en gran escala Sin
embargo los sistemas a pequentildea escala pueden ser realizados mediante teacutecnicas de depoacutesito
en donde los diferentes materiales son introducidos sobre un sustrato donde se produce la
reaccioacuten y la ceraacutemica se forma sobre este sustrato
Conformado de los polvos
El objetivo principal del conformado es dar forma y consistencia a la masa de polvos que deacute lugar
a un aumento de la densidad y por lo tanto a una mejora de las propiedades mecaacutenicas Existen
dos formas de realizar el conformado mediante la aplicacioacuten de presioacuten y temperaturas eleva-
das Con la aplicacioacuten de presioacuten y temperatura el proceso es similar a si no aplicaacutesemos altas
temperaturas pero obtenemos productos maacutes densos y homogeacuteneos a la vez que ahorramos
materias primas
Prensado uniaxial (en caliente o en friacuteo) Consiste en la aplicacioacuten de presioacuten en una uacutenica
direccioacuten hasta conseguir la compactacioacuten de los polvos ceraacutemicos La pieza asiacute conformada
tendraacute la forma de la matriz y las superficies con las que se aplica la presioacuten
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Prensado isostaacutetico en caliente o en friacuteo Consiste en compactar los polvos encerraacutendolos
hermeacuteticamente en moldes elaacutesticos tiacutepicamente de goma laacutetex o PVC aplicaacutendoles pre-
sioacuten hidrostaacutetica mediante un fluido que puede ser agua o aceite El fundamento de este
proceso es el Principio de Pascal de este modo conseguimos compactar uniformemente y
en todas las direcciones el material
Slip Casting Se fundamenta en el moldeo por barbotina de la ceraacutemica tradicional median-
te el cual obtenemos piezas de espesores pequentildeos utilizando moldes porosos
Meacutetodos basados en la sinterizacioacuten
Los principios de los meacutetodos basados en la sinterizacioacuten son sencillos Una vez que la materia
prima es acondicionada para su procesamiento (hornada) es introducida en el horno con lo que
el proceso de difusioacuten compacta a la materia prima
Los poros se achican resultando un producto maacutes denso y fuerte El quemado se hace a una
temperatura por debajo del punto de derretimiento de la ceraacutemica Siempre queda alguna poro-
sidad pero la verdadera ventaja de este meacutetodo es que la hornada puede ser producida de cual-
quier modo imaginable e incluso puede ser sinterizado Esto lo hace una ruta muy versaacutetil
Existen miles de posibles refinamientos de este proceso Algunos de los maacutes comunes involucran
presionar la hornada para darle la densidad la quema reduce el tiempo de sinterizacioacuten necesa-
rio A veces se antildeaden elementos orgaacutenicos junto a la hornada que son disueltos durante la
quema
Algunas veces se agregan lubricantes orgaacutenicos durante el proceso para incrementar la densi-
dad No es raro combinarlos agregando materia orgaacutenica y lubricantes a una hornada y luego
presionar (La formulacioacuten de estos aditivos quiacutemico orgaacutenicos es un arte en siacute mismo) Esto es
particularmente importante en la manufactura de ceraacutemica de alto rendimiento tales como las
usadas para la electroacutenica en condensadores inductores sensores etc
Puede realizarse una mezcla de componentes en vez de usar un solo polvo y luego verterlo en el
molde deseado dejaacutendolo secar y luego sinterizarlo De hecho en la alfareriacutea tradicional es he-
cho de esta forma usando una mezcla plaacutestica que es trabajada con las manos
Si una mezcla de materiales diferentes componentes es utilizada en una ceraacutemica algunas veces
la temperatura de sinterizacioacuten es mayor a la temperatura de fundicioacuten de alguno de sus com-
ponentes (fase liacutequida de sinterizacioacuten) Esto genera un periacuteodo maacutes corto de sinterizacioacuten com-
parado con el estado soacutelido sinterizado
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DESCRIPCIOacuteN DEL PROCESO DE PRODUCCIOacuteN
LA FABRICACIOacuteN
PROCESO Una vez que las materias primas que se procesan una serie de medidas llevaraacute a cabo
para obtener el producto terminado Estos pasos incluyen la dosificacioacuten mezcla y molienda
secado por aspersioacuten formando secado esmaltado y coccioacuten Muchos de estos pasos se reali-
zan ahora con equipos automatizados
De procesamiento por lotes Un caso de muchos productos de ceraacutemica incluyendo mosaico de
la composicioacuten corporal se determina por la cantidad y el tipo de materias primas Las materias
primas tambieacuten determinan el color del cuerpo del azulejo que puede ser rojo o blanco depen-
diendo de la cantidad de hierro que contienen materias primas empleadas Por lo tanto es im-
portante mezclar las cantidades correctas en conjunto para lograr las propiedades deseadas
Caacutelculos por lotes por tanto necesario que debe tener en cuenta tanto las propiedades fiacutesicas y
composicioacuten quiacutemica de las materias primas Una vez que el peso adecuado de cada materia
prima se determina las materias primas deben ser mezclados
Mezcla y molienda Una vez que los ingredientes se pesan que se suman en un mezclador de
shell mezclador de cinta o un mezclador intensivo Un mezclador de shell se compone de dos
cilindros unidos en forma de V que gira a caer y mezclar el material Un mezclador de cinta utili-
za aspas helicoidales y un mezclador intensivo utiliza haraacute raacutepidamente renovables Este paso
maacutes muele los ingredientes dando como resultado un tamantildeo de partiacutecula maacutes fina que mejora
el proceso de formacioacuten posterior (ver paso 4 a continuacioacuten)
A veces es necesario agregar agua para aumentar la mezcla de un lote con varios ingredientes
asiacute como para lograr la molienda fina Este proceso se denomina molienda huacutemeda y con fre-
cuencia se realiza mediante un molino de bolas El resultado lleno de agua mezcla que se llama
una papilla o deslizamiento El agua se extrae de la suspensioacuten pulsando filtro (que elimina el
40-50 por ciento de la humedad) seguida de molienda en seco
De secado por aspersioacuten Si la molienda huacutemeda es utilizada por primera vez el exceso de agua
suele ser removido a traveacutes de secado por aspersioacuten Esto implica el bombeo de la lechada con
un atomizador que consiste en un disco que gira raacutepidamente o la boquilla Las gotas de la hoja
se secan a medida que se calientan con una columna de aire ascendente caliente formando pe-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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quentildeos graacutenulos de libre movimiento que dan como resultado un polvo susceptible de confor-
macioacuten
Cuerpos de baldosas tambieacuten se puede preparar por molienda en seco seguido de granulacioacuten
Granulacioacuten se utiliza una maacutequina en la cual se mezcla la mezcla de material previamente seco
molido con agua para formar las partiacuteculas en graacutenulos que a su vez formar un polvo listo para
su formacioacuten
La formacioacuten La mayoriacutea de baldosas estaacute formada por prensado en seco En este meacutetodo el
polvo de flujo libre que contiene aglutinante orgaacutenico o un bajo porcentaje de humedad se deri-
va de una tolva en la matriz de la formacioacuten El material se comprime en una cavidad de acero
por eacutembolos de acero y luego es expulsado por el eacutembolo de la parte inferior Prensas automati-
zadas se utilizan para presiones de trabajo de hasta 2500 toneladas
Varios otros meacutetodos tambieacuten se utilizan en el cuerpo del azulejo estaacute en huacutemedo la forma maacutes
moldeable Extrusioacuten ademaacutes de perforacioacuten se utiliza para producir baldosas de forma irregu-
lar y maacutes delgada de baldosas maacutes raacutepida y econoacutemica Esto implica la compactacioacuten de una
masa de plaacutestico en el cilindro de presioacuten alta y obligando a que el material fluya hacia fuera de
la botella en las babosas cortoacute Estas balas son entonces un puntildeetazo en una o maacutes fichas con
troquelado hidraacuteulico o neumaacutetico
RAM presionando a menudo se utiliza para la baldosa muy perfilada Con este meacutetodo las bal-
dosas excluidas por el cuerpo del azulejo se presionan entre dos mitades de un molde duro o
porosa montada en una prensa hidraacuteulica El formoacute parte se elimina por la primera aplicacioacuten de
vaciacuteo a la mitad superior del molde para liberar la parte de la mitad inferior seguido forzando el
aire a traveacutes de la parte de arriba para liberar la parte superior El exceso de material debe ser
removido de la pieza y acabado adicional puede ser necesario
Otro proceso conocido como cristal de presioacuten se ha desarrollado recientemente Este proceso
combina el cristal y dar forma a la vez pulsando el esmalte (en forma de polvo atomizado) direc-
tamente en la matriz llena con el polvo del cuerpo de baldosas Las ventajas incluyen la elimina-
cioacuten de liacuteneas de esmaltado asiacute como el material de desecho cristales (llamados lodos) que se
produce con el meacutetodo convencional
El secado baldosas de ceraacutemica por lo general debe ser secado (con una humedad relativa alta)
despueacutes de la formacioacuten sobre todo si un meacutetodo huacutemedo se utiliza Secado lo que puede lle-
var varios diacuteas se quita el agua a una velocidad lo suficientemente lenta como para evitar las
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grietas por contraccioacuten Los secadores continuos o tuacuteneles que se utilizan son calentados con
gas o aceite laacutemparas de infrarrojos o energiacutea de microondas Secado por infrarrojos es maacutes
adecuado para baldosas finas mientras secado por microondas que funciona mejor para maacutes
gruesa de baldosas Otro meacutetodo el secado impulso utiliza pulsos de aire caliente que fluye en
la direccioacuten transversal en vez de manera continua en la direccioacuten del flujo de materiales
Acristalamiento Para preparar el glaseado los mismos meacutetodos que para el cuerpo del azulejo
Despueacutes de una formulacioacuten de lotes se calcula las materias primas se pesan se mezclan y seco
o huacutemedo molido Los esmaltes molidos se aplican mediante uno de los meacutetodos disponibles
En el acristalamiento de centriacutefuga o arado de discos el esmalte se alimenta a traveacutes de un disco
giratorio que arroja o lanza el esmalte en el azulejo En el meacutetodo de la campana cascada una
corriente de barniz se cae en el azulejo al pasar sobre una cinta transportadora por debajo A
veces el esmalte es simplemente rociado en Para aplicaciones de esmalte muacuteltiples impresioacuten
en pantalla por debajo o entre las baldosas que se han mojado cristal se utiliza En este proce-
so esmalte es forzada a traveacutes de una pantalla por una rasqueta de goma u otro dispositivo
Acristalamiento en seco tambieacuten se estaacute utilizando Esto implica la aplicacioacuten de polvos fritas
trituradas (materiales de vidrio) y esmaltes granulada en una superficie de baldosas mojadas
acristalamiento Despueacutes de la coccioacuten las partiacuteculas de esmalte se funden entre siacute para produ-
cir una superficie como el granito
Disparo Despueacutes de cristal el azulejo se debe calentar intensamente para fortalecerlo y darle la
porosidad deseada Hay dos tipos de hornos o Despueacutes de la formacioacuten el archivo se seca poco
a poco (durante varios diacuteas) y con una humedad alta para evitar el agrietamiento y la contrac-
cioacuten A continuacioacuten el barniz se aplica a continuacioacuten el azulejo se cuece en un horno o estu-
fa Aunque algunos tipos de baldosas requiere un proceso de coccioacuten en dos etapas huacutemedo
molido baldosas se dispara una sola vez a una temperatura de 2000 grados Fahrenheit o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten el azulejo es empacado y enviado
Los hornos se utilizan para la coccioacuten de baldosas Azulejo de la pared o azulejo que es prepa-
rado por molienda en seco en lugar de molienda huacutemeda requiere generalmente un proceso de
dos pasos En este proceso el azulejo pasa a traveacutes de un disparo de baja temperatura llamada
sopa de fuego antes de acristalamiento Este paso elimina los volaacutetiles de la materia y la mayor
parte o la totalidad de la contraccioacuten El cuerpo y el esmalte luego se disparoacute en un proceso lla-
mado despido glost Tanto los procesos de coccioacuten tienen lugar en un tuacutenel o un horno conti-
nuo que consta de una caacutemara a traveacutes del cual poco a poco el software se trasladoacute en un
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transportador de rollos de refractarios estantes construidos con materiales que son resistentes a
temperaturas altas o en contenedores denominados gacetas Coccioacuten en un horno tuacutenel puede
tomar de dos a tres diacuteas con temperaturas alrededor de disparar 2372 grados Fahrenheit
(1300 grados Celsius)
Para el azulejo que soacutelo requiere un uacutenico disparo por lo general de baldosas que se prepara por
viacutea huacutemeda de rodillos para moler los hornos se utilizan generalmente Estos hornos se mueven
las mercanciacuteas de un transportador de rodillos y no necesitan muebles horno tales como blo-
ques o gacetas Los tiempos de encender en los hornos de rodillos pueden ser tan bajos como
60 minutos con temperaturas de coccioacuten alrededor de 2102 grados Fahrenheit (1150 grados
Celsius) o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten y las pruebas el azulejo estaacute listo para ser empaquetados y enviados
Subproductos Una variedad de contaminantes se generan durante las etapas de fabricacioacuten
diferentes estas emisiones deben ser controladas para cumplir con las normas de control de
aire Entre los contaminantes que produce en la fabricacioacuten de baldosas estaacuten compuestos de
fluacuteor y el plomo que se producen durante la coccioacuten y vidriado Los compuestos de plomo se
han reducido significativamente con el reciente desarrollo de esmaltes sin plomo o de bajo plo-
mo Las emisiones de fluacuteor pueden ser controladas con los depuradores los dispositivos de ae-
rosol que baacutesicamente los gases con agua para eliminar los contaminantes dantildeinos Tambieacuten
se puede controlar con procesos en seco como los filtros de tela recubierta con cal Esta cal
puede ser reciclada como materia prima para el azulejo en el futuro
La industria del azulejo es tambieacuten el desarrollo de procesos para reciclar las aguas residuales y
lodos generados durante el mecanizado automaacutetico vidrios y el secado por atomizacioacuten Ya
que algunas plantas de reciclaje el exceso de polvo generado durante el prensado en seco asiacute
como el rociacuteo producido durante el acristalamiento Residuos de barniz y teja rechazoacute tambieacuten
se devuelven al proceso de preparacioacuten del cuerpo para su reutilizacioacuten
Control de calidad La mayoriacutea de fabricantes de baldosas utilizan ahora el control estadiacutestico de
procesos (SPC) para cada paso del proceso de fabricacioacuten Muchos de ellos tambieacuten trabajan
estrechamente con sus proveedores de materia prima para asegurar que se cumplan las especi-
ficaciones antes de que el material se utilice Control estadiacutestico del proceso consiste en las car-
tas que se utilizan para controlar diversos paraacutemetros de procesamiento tales como el tamantildeo
de las partiacuteculas el tiempo de molienda la temperatura de secado y el tiempo presioacuten de com-
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pactacioacuten dimensiones despueacutes del prensado la densidad la temperatura de coccioacuten y el tiem-
po y similares Estas cartas identificar problemas con el equipo fuera de las condiciones de
especificacioacuten y ayudar a mejorar el rendimiento antes de que el producto final esteacute terminado
El producto final debe cumplir con ciertas especificaciones en relacioacuten con propiedades fiacutesicas y
quiacutemicas Estas propiedades estaacuten determinados por las pruebas estaacutendar establecido por la
Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM) Propiedades medidas incluyen resistencia
mecaacutenica resistencia de abrasioacuten resistencia quiacutemica absorcioacuten de agua su estabilidad dimen-
sional resistencia al hielo y el coeficiente de expansioacuten teacutermica lineal Maacutes recientemente el
antideslizante que se puede determinar midiendo el coeficiente de friccioacuten se ha convertido en
una preocupacioacuten Sin embargo no existe una norma se ha establecido todaviacutea porque otros
factores (tales como el disentildeo del suelo y el cuidado apropiados) puede hacer que los resultados
sin sentido
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APLICACIOacuteN EN LA ETAPA DE CONSTRUCCION YO POST-CONSTRUCCION
Su uso inicial fue fundamentalmente la elaboracioacuten de recipientes empleados para contener
alimentos o bebidas Maacutes adelante se utilizoacute para modelar figurillas de posible caraacutecter simboacuteli-
co maacutegico religioso o funerario Tambieacuten se empleoacute como material de construccioacuten en forma
de ladrillo teja baldosa o azulejo conformando muros o revistiendo paramentos La teacutecnica del
vidriado le proporcionoacute gran atractivo se utilizoacute tambieacuten en escultura Actualmente tambieacuten se
emplea como aislante eleacutectrico y teacutermico en hornos motores y en blindaje
Ceraacutemicas se utilizan en la fabricacioacuten de cuchillos La hoja del cuchillo de ceraacutemica perma-
neceraacute fuerte por mucho maacutes tiempo que el de un cuchillo de acero a pesar de que es maacutes
fraacutegil que se abrocha por la caiacuteda sobre una superficie dura
Ceraacutemicas como aluacutemina y carburo de boro se han utilizado en baliacutestica chalecos blindados
para repeler gran calibre rifle de fuego Dichas placas se conocen comuacutenmente como de
armas pequentildeas inserciones de proteccioacuten (SAPI) Material similar se utiliza para proteger
las cabinas de algunos aviones militares debido a su bajo peso del material
Las bolas de ceraacutemica se puede utilizar para sustituir el acero en rodamientos de bolas Su
mayor dureza que significa que son mucho menos susceptibles al desgaste y puede ofrecer
maacutes de vida triple Tambieacuten se deforman menos en el sentido de carga que tienen menos
contacto con las paredes de retencioacuten del rodamiento y puede rodar maacutes raacutepido En las
aplicaciones de muy alta velocidad el calor de la friccioacuten durante la rodadura puede causar
problemas para los rodamientos de metal los problemas que se reducen por el uso de la ce-
raacutemica La ceraacutemica es tambieacuten maacutes resistente a los quiacutemicos y puede utilizarse en ambien-
tes huacutemedos donde los rodamientos de acero se oxidaban El mayor inconveniente de uti-
lizar la ceraacutemica es un costo mucho maacutes elevado En muchos casos sus propiedades de ais-
lamiento eleacutectrico tambieacuten puede ser valiosa para los rodamientos
En la deacutecada de 1980 Toyota investigoacute la produccioacuten de una adiabaacutetica motor de ceraacutemica
que pueden funcionar a una temperatura de maacutes de 6000 deg F (3300 deg C) Motores ceraacutemicos
no necesitan un sistema de enfriamiento y por lo tanto permiten una importante reduccioacuten
de peso y la eficiencia de combustible por lo tanto mayor La eficiencia del combustible del
motor es tambieacuten maacutes alta a alta temperatura como se muestra por Carnot teorema En un
motor metaacutelico convencional mucha de la energiacutea liberada por el combustible debe ser di-
sipada como calor residual con el fin de evitar un colapso de las partes metaacutelicas A pesar
de todas estas propiedades deseables tales motores no estaacuten en produccioacuten ya que la fa-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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bricacioacuten de piezas de ceraacutemica de la precisioacuten necesaria y la durabilidad es difiacutecil Imper-
fecciones en la ceraacutemica lleva a las grietas que puede conducir a fallas en los equipos po-
tencialmente peligrosos Estos motores son posibles en el laboratorio pero la produccioacuten
en masa no es factible con la tecnologiacutea actual
Se estaacute trabajando en el desarrollo de piezas ceraacutemicas para turbinas de gas motores En
la actualidad incluso las hojas hechas de avanzadas aleaciones de metales utilizados en la
seccioacuten de los motores calientes requieren temperaturas de refrigeracioacuten y cuidadosos que
limitan la de Motores turbina hizo con ceraacutemicas podiacutea operar maacutes eficientemente dando
aviones mayor alcance y payload por un importe conjunto de combustible
Recientemente se han producido avances en la ceraacutemica que incluyen bio-ceraacutemica tales
como los implantes dentales y huesos sinteacuteticos hidroxiapatita el componente mineral na-
tural del hueso se ha hecho de forma sinteacutetica a partir de una serie de fuentes bioloacutegicas y
quiacutemicas y se pueden transformar en materiales ceraacutemicos Implantes ortopeacutedicos a partir
de estos bonos de materiales faacutecilmente a los tejidos oacuteseos y otras partes del cuerpo sin re-
chazo o reacciones inflamatorias Debido a esto son de gran intereacutes para la entrega de ge-
nes y la ingenieriacutea de tejidos andamios La mayoriacutea de la ceraacutemica de hidroxiapatita son
muy porosas y la falta de resistencia mecaacutenica y se utilizan para dispositivos ortopeacutedicos ca-
pa de metal para ayudar en la formacioacuten de un enlace con el hueso o como relleno oacuteseo
Tambieacuten se utilizan como relleno de tornillos ortopeacutedicos de plaacutestico para ayudar a reducir
la inflamacioacuten y aumentar la absorcioacuten de estos materiales de plaacutestico Se estaacute trabajando
para hacer fuerte y bien densa nano cristalina de materiales ceraacutemicos de hidroxiapatita pa-
ra dispositivos ortopeacutedicos que soportan peso en sustitucioacuten de metales y materiales plaacutes-
ticos extranjeros ortopeacutedico con un material sinteacutetico pero de origen natural mineral de los
huesos En uacuteltima instancia estos materiales ceraacutemicos se pueden utilizar como sustitutos
de hueso o con la incorporacioacuten de la proteiacutena colaacutegeno huesos sinteacuteticos
Ceraacutemica de alta tecnologiacutea se utiliza en relojeriacutea para la produccioacuten de cajas de relojes El
material se valora por los relojeros por su ligereza resistencia al rayado resistencia y tacto
suave CBI es una de las marcas que ha iniciado el uso de la ceraacutemica en la relojeriacutea El caso
de la CBI edicioacuten 2007 de Top Gun de la Vigilancia de la Pilot cronoacutegrafo doble se hace a
mano en ceraacutemica de alta tecnologiacutea negro
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Revestimiento con ceraacutemico Las ceraacutemicas se
comercializan clasificadas con un nuacutemero de
tono cuando compre las cajas verifique una por
una para evitar contratiempos a la hora de su
colocacioacuten
Para lograr el equilibrio de coloracioacuten es aconse-
jable mezclar las piezas antes de su colocacioacuten
En este sentido vaya sacando una ceraacutemica de cada caja y coloacutequelas en este orden ya que
siempre existe una pequentildea variacioacuten de matiz de una caja a otra pero que no se notaraacute cuando
se hallen instaladas En cuanto a los sistemas de colocacioacuten existen dos alternativas el sistema
mortero tradicional (praacutecticamente en desuso) y el sistema de capa fina El primero requiere
sumergir la ceraacutemica en agua limpia durante unos minutos como paso previo a su colocacioacuten Si
opta por este meacutetodo recuerde que la ceraacutemica no debe introducirse en el agua con su envase
de cartoacuten ya que podriacutea mancharse como consecuencia de la accioacuten de la tinta del envoltorio o
de la oxidacioacuten de los ganchos de cierre En este sistema es imprescindible tambieacuten mojar los
revoques de los muros y las carpetas de los pisos
Si emplea el segundo sistema que se trabaja sobre la base de un adhesivo cementicio no seraacute
necesario mojar la ceraacutemica ni los revoques No obstante independientemente del meacutetodo de
colocacioacuten utilizado usted deberaacute verificar que las ceraacutemicas esteacuten libres de polvo antes de su
instalacioacuten
En el piso no soacutelo deberaacute tener en cuenta la junta entre una ceraacutemica y otra sino tambieacuten una
separacioacuten perimetral que para superficies pequentildeas debe llegar a los 15 miliacutemetros
Las juntas entre ceraacutemicas deben sellarse con cemento Portland mezclado con arena marmolina
o cuarzo molido Si quiere dar color a la junta recuerde que no es conveniente utilizar colorantes
hidrosolubles como oacutexido de hierro o negro de humo porque pueden manchar la ceraacutemica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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EMPRESAS NACIONALES QUE PRODUCEN DICHOS PRODUCTOS
Las Compantildeiacutea Ceraacutemica o empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y pisos ceraacutemicos han tenido
como objetivo de mejorar la calidad de informacioacuten minimizar esfuerzos y recursos reducir costos y
brindar un mejor servicio al cliente que quiere adquirir estos productos para ello tenemos algunas
empresas nacionales descritos en esta investigacioacuten
COMPANtildeIacuteA DE CERAacuteMICA SA CELIMA
Es empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y
pisos ceraacutemicos desde 1982Ceraacutemica Lima SA
ldquoCelimardquo es una empresa cimentada en la tradicioacuten
milenaria de las culturas Nazca Moche y Chaviacuten para
el dominio de la ceraacutemica cuenta con personal alta-
mente calificado y tecnologiacutea de punta que le ha permitido ingresar a los mercados maacutes exigentes
del mundo tales como la Comunidad Econoacutemica Europea Estados Unidos Canadaacute Australia Centro
Ameacuterica y Sud-Ameacuterica Actualmente CELIMA tiene una capacidad de produccioacuten mensual de
1rsquo100000 m2 entre azulejos y pisos ceraacutemicos
CERAacuteMICA SAN LORENZO ndash PERUacute inicia la
construccioacuten de su planta en mayo de 1999
con los maacutes altos estaacutendares de seguridad
ambiental y tecnologiacutea italiana de vanguardia
Con una inversioacuten inicial de 17 millones de
doacutelares iniciaacutendose con una produccioacuten mensual de 200000 m2 de revestimiento ceraacutemico
para pisos
Antildeo y medio despueacutes amplia su capacidad productiva eacutesta se incrementa a 440000 m2 al
mes innovando en la produccioacuten del Revestimiento Ceraacutemico de Pared permitiendo asiacute
abastecer la demanda insatisfecha de los revestimientos de Pared que no disponiacutea ante-
riormente con una inversioacuten aproximada de 10 millones de doacutelares
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Luego con el objetivo de desarrollar un mercado de exportacioacuten a Estados Unidos donde el gru-
po ha iniciado operaciones a traveacutes de Ceraacutemica San Lorenzo INC (USA) se invierte en una
nueva liacutenea de esmaltado otorgaacutendole asiacute flexibilidad a la produccioacuten siendo eacutesta una alternativa
de disminucioacuten de tiempo en el cambio de producto y se suma a ella la reduccioacuten de ciclos de
proceso de coccioacuten aumentando asiacute la velocidad de la produccioacuten llegando a producir 620000
m2 mensuales
Tambieacuten dentro de los proyectos importantes tenemos el montaje y puesta en marcha de la
planta de productos de tercer fuego los cuales complementan nuestra liacutenea actual de revesti-
mientos Liacutenea de alto perfil desarrollar una serie de piezas especiales como son zoacutecalos liacutestelos
en sus distintas medidas insertos tacos etc
Debido al sostenido aumento de las ventas y con el fin de obtener el liderazgo en el mercado del
ceraacutemico actualmente Ceraacutemica San Lorenzo a incrementado su capacidad de produccioacuten con
una inversioacuten de 12 millones de doacutelares en una ampliacioacuten de planta de 420000 m2 de ceraacutemi-
cos mensuales bajo el concepto de ldquoalta productividadrdquo considerando en el proceso de produc-
cioacuten la molienda de arcillas por viacutea seca ahorrando asiacute gas natural y energiacutea eleacutectrica
Hoy Ceraacutemica San Lorenzo logra ofrecer una amplia gama de productos ceraacutemicos de alta cali-
dad con una produccioacuten superior al milloacuten de metros cuadrados
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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CONCLUSIONES
Se logro obtener la mayor y suficiente informacioacuten acerca del tema pisos ceraacutemicos y mayoacute-
licas
Se logro obtener conocimiento del tema a presentar en este trabajo ldquopisos ceraacutemicos y ma-
yoacutelicasrdquo ya que este tema en discusioacuten es de mucha importancia para nuestra carrera profe-
sional
Se logro obtener la informacioacuten suficiente del tema en investigacioacuten estructurado en los
siguientes apartados descripcioacuten del producto descripcioacuten de las materias primas proceso
de produccioacuten aplicacioacuten en la etapa de construccioacuten yo post-construccioacuten empresas na-
cionales que producen
Los ceraacutemicos son muy importante y aportan al desarrollo y a la comodidad de la humani-
dad asiacute como para la ingenieriacutea es muy importante ya que aporta a los acabados en cons-
trucciones
Por el presente trabajo de investigacioacuten se adquirioacute nuevos conocimientos en cuanto al ma-
terial llamado pisos ceraacutemicos y mayoacutelicas
Aprendimos cuales son los materias primas para la fabricacioacuten de las ceraacutemicas
Aprendimos las aplicaciones en la construccioacuten y en la post construccioacuten
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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RECOMENDACIONES
Se recomienda el uso adecuado y mesurado de la informacioacuten en investigacioacuten
Es maacutes factible hacer trabajos de investigacioacuten de materiales ya conocidos y comunes que
se usan en el proceso de construccioacuten y post construccioacuten
Los integrantes del grupo deben trabajar adecuadamente y con seriedad para que no se
produzca mayor y aprender a trabajar en equipo
Este trabajo fue realizado con mucho esmero y dedicacioacuten ya que el tema en investigacioacuten
es muy importante para nuestra carrera profesional
Observar y realizar un resumen de la informacioacuten recabada de acuerdo al tema en investi-
gacioacuten asiacute como recabar nueva y reciente informacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten tomar maacutes implicancia y verificar los avances de los
trabajos de investigacioacuten y detallar las dificultades de cada grupo asiacute como los errores y asiacute
realizar un mejor u buen trabajo de investigacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten organizar de mejor manera a los alumnos para una
buena y mejor elaboracioacuten de los trabajos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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BIBLIOGRAFIA
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Introduccioacuten a la ciencia e ingenieriacutea de los materiales WD Callister
Materiales Estructura propiedades y aplicaciones Saja Saez ndash Rodriacuteguez Perez ndash Rodriacuteguez
Mendez
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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ANEXOS
Pisos ceraacutemicos en viviendas
Pisos ceraacutemicos en sshh
Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
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Pisos ceraacutemicos en Inst Puacuteblicos
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Prensado isostaacutetico en caliente o en friacuteo Consiste en compactar los polvos encerraacutendolos
hermeacuteticamente en moldes elaacutesticos tiacutepicamente de goma laacutetex o PVC aplicaacutendoles pre-
sioacuten hidrostaacutetica mediante un fluido que puede ser agua o aceite El fundamento de este
proceso es el Principio de Pascal de este modo conseguimos compactar uniformemente y
en todas las direcciones el material
Slip Casting Se fundamenta en el moldeo por barbotina de la ceraacutemica tradicional median-
te el cual obtenemos piezas de espesores pequentildeos utilizando moldes porosos
Meacutetodos basados en la sinterizacioacuten
Los principios de los meacutetodos basados en la sinterizacioacuten son sencillos Una vez que la materia
prima es acondicionada para su procesamiento (hornada) es introducida en el horno con lo que
el proceso de difusioacuten compacta a la materia prima
Los poros se achican resultando un producto maacutes denso y fuerte El quemado se hace a una
temperatura por debajo del punto de derretimiento de la ceraacutemica Siempre queda alguna poro-
sidad pero la verdadera ventaja de este meacutetodo es que la hornada puede ser producida de cual-
quier modo imaginable e incluso puede ser sinterizado Esto lo hace una ruta muy versaacutetil
Existen miles de posibles refinamientos de este proceso Algunos de los maacutes comunes involucran
presionar la hornada para darle la densidad la quema reduce el tiempo de sinterizacioacuten necesa-
rio A veces se antildeaden elementos orgaacutenicos junto a la hornada que son disueltos durante la
quema
Algunas veces se agregan lubricantes orgaacutenicos durante el proceso para incrementar la densi-
dad No es raro combinarlos agregando materia orgaacutenica y lubricantes a una hornada y luego
presionar (La formulacioacuten de estos aditivos quiacutemico orgaacutenicos es un arte en siacute mismo) Esto es
particularmente importante en la manufactura de ceraacutemica de alto rendimiento tales como las
usadas para la electroacutenica en condensadores inductores sensores etc
Puede realizarse una mezcla de componentes en vez de usar un solo polvo y luego verterlo en el
molde deseado dejaacutendolo secar y luego sinterizarlo De hecho en la alfareriacutea tradicional es he-
cho de esta forma usando una mezcla plaacutestica que es trabajada con las manos
Si una mezcla de materiales diferentes componentes es utilizada en una ceraacutemica algunas veces
la temperatura de sinterizacioacuten es mayor a la temperatura de fundicioacuten de alguno de sus com-
ponentes (fase liacutequida de sinterizacioacuten) Esto genera un periacuteodo maacutes corto de sinterizacioacuten com-
parado con el estado soacutelido sinterizado
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DESCRIPCIOacuteN DEL PROCESO DE PRODUCCIOacuteN
LA FABRICACIOacuteN
PROCESO Una vez que las materias primas que se procesan una serie de medidas llevaraacute a cabo
para obtener el producto terminado Estos pasos incluyen la dosificacioacuten mezcla y molienda
secado por aspersioacuten formando secado esmaltado y coccioacuten Muchos de estos pasos se reali-
zan ahora con equipos automatizados
De procesamiento por lotes Un caso de muchos productos de ceraacutemica incluyendo mosaico de
la composicioacuten corporal se determina por la cantidad y el tipo de materias primas Las materias
primas tambieacuten determinan el color del cuerpo del azulejo que puede ser rojo o blanco depen-
diendo de la cantidad de hierro que contienen materias primas empleadas Por lo tanto es im-
portante mezclar las cantidades correctas en conjunto para lograr las propiedades deseadas
Caacutelculos por lotes por tanto necesario que debe tener en cuenta tanto las propiedades fiacutesicas y
composicioacuten quiacutemica de las materias primas Una vez que el peso adecuado de cada materia
prima se determina las materias primas deben ser mezclados
Mezcla y molienda Una vez que los ingredientes se pesan que se suman en un mezclador de
shell mezclador de cinta o un mezclador intensivo Un mezclador de shell se compone de dos
cilindros unidos en forma de V que gira a caer y mezclar el material Un mezclador de cinta utili-
za aspas helicoidales y un mezclador intensivo utiliza haraacute raacutepidamente renovables Este paso
maacutes muele los ingredientes dando como resultado un tamantildeo de partiacutecula maacutes fina que mejora
el proceso de formacioacuten posterior (ver paso 4 a continuacioacuten)
A veces es necesario agregar agua para aumentar la mezcla de un lote con varios ingredientes
asiacute como para lograr la molienda fina Este proceso se denomina molienda huacutemeda y con fre-
cuencia se realiza mediante un molino de bolas El resultado lleno de agua mezcla que se llama
una papilla o deslizamiento El agua se extrae de la suspensioacuten pulsando filtro (que elimina el
40-50 por ciento de la humedad) seguida de molienda en seco
De secado por aspersioacuten Si la molienda huacutemeda es utilizada por primera vez el exceso de agua
suele ser removido a traveacutes de secado por aspersioacuten Esto implica el bombeo de la lechada con
un atomizador que consiste en un disco que gira raacutepidamente o la boquilla Las gotas de la hoja
se secan a medida que se calientan con una columna de aire ascendente caliente formando pe-
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quentildeos graacutenulos de libre movimiento que dan como resultado un polvo susceptible de confor-
macioacuten
Cuerpos de baldosas tambieacuten se puede preparar por molienda en seco seguido de granulacioacuten
Granulacioacuten se utiliza una maacutequina en la cual se mezcla la mezcla de material previamente seco
molido con agua para formar las partiacuteculas en graacutenulos que a su vez formar un polvo listo para
su formacioacuten
La formacioacuten La mayoriacutea de baldosas estaacute formada por prensado en seco En este meacutetodo el
polvo de flujo libre que contiene aglutinante orgaacutenico o un bajo porcentaje de humedad se deri-
va de una tolva en la matriz de la formacioacuten El material se comprime en una cavidad de acero
por eacutembolos de acero y luego es expulsado por el eacutembolo de la parte inferior Prensas automati-
zadas se utilizan para presiones de trabajo de hasta 2500 toneladas
Varios otros meacutetodos tambieacuten se utilizan en el cuerpo del azulejo estaacute en huacutemedo la forma maacutes
moldeable Extrusioacuten ademaacutes de perforacioacuten se utiliza para producir baldosas de forma irregu-
lar y maacutes delgada de baldosas maacutes raacutepida y econoacutemica Esto implica la compactacioacuten de una
masa de plaacutestico en el cilindro de presioacuten alta y obligando a que el material fluya hacia fuera de
la botella en las babosas cortoacute Estas balas son entonces un puntildeetazo en una o maacutes fichas con
troquelado hidraacuteulico o neumaacutetico
RAM presionando a menudo se utiliza para la baldosa muy perfilada Con este meacutetodo las bal-
dosas excluidas por el cuerpo del azulejo se presionan entre dos mitades de un molde duro o
porosa montada en una prensa hidraacuteulica El formoacute parte se elimina por la primera aplicacioacuten de
vaciacuteo a la mitad superior del molde para liberar la parte de la mitad inferior seguido forzando el
aire a traveacutes de la parte de arriba para liberar la parte superior El exceso de material debe ser
removido de la pieza y acabado adicional puede ser necesario
Otro proceso conocido como cristal de presioacuten se ha desarrollado recientemente Este proceso
combina el cristal y dar forma a la vez pulsando el esmalte (en forma de polvo atomizado) direc-
tamente en la matriz llena con el polvo del cuerpo de baldosas Las ventajas incluyen la elimina-
cioacuten de liacuteneas de esmaltado asiacute como el material de desecho cristales (llamados lodos) que se
produce con el meacutetodo convencional
El secado baldosas de ceraacutemica por lo general debe ser secado (con una humedad relativa alta)
despueacutes de la formacioacuten sobre todo si un meacutetodo huacutemedo se utiliza Secado lo que puede lle-
var varios diacuteas se quita el agua a una velocidad lo suficientemente lenta como para evitar las
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grietas por contraccioacuten Los secadores continuos o tuacuteneles que se utilizan son calentados con
gas o aceite laacutemparas de infrarrojos o energiacutea de microondas Secado por infrarrojos es maacutes
adecuado para baldosas finas mientras secado por microondas que funciona mejor para maacutes
gruesa de baldosas Otro meacutetodo el secado impulso utiliza pulsos de aire caliente que fluye en
la direccioacuten transversal en vez de manera continua en la direccioacuten del flujo de materiales
Acristalamiento Para preparar el glaseado los mismos meacutetodos que para el cuerpo del azulejo
Despueacutes de una formulacioacuten de lotes se calcula las materias primas se pesan se mezclan y seco
o huacutemedo molido Los esmaltes molidos se aplican mediante uno de los meacutetodos disponibles
En el acristalamiento de centriacutefuga o arado de discos el esmalte se alimenta a traveacutes de un disco
giratorio que arroja o lanza el esmalte en el azulejo En el meacutetodo de la campana cascada una
corriente de barniz se cae en el azulejo al pasar sobre una cinta transportadora por debajo A
veces el esmalte es simplemente rociado en Para aplicaciones de esmalte muacuteltiples impresioacuten
en pantalla por debajo o entre las baldosas que se han mojado cristal se utiliza En este proce-
so esmalte es forzada a traveacutes de una pantalla por una rasqueta de goma u otro dispositivo
Acristalamiento en seco tambieacuten se estaacute utilizando Esto implica la aplicacioacuten de polvos fritas
trituradas (materiales de vidrio) y esmaltes granulada en una superficie de baldosas mojadas
acristalamiento Despueacutes de la coccioacuten las partiacuteculas de esmalte se funden entre siacute para produ-
cir una superficie como el granito
Disparo Despueacutes de cristal el azulejo se debe calentar intensamente para fortalecerlo y darle la
porosidad deseada Hay dos tipos de hornos o Despueacutes de la formacioacuten el archivo se seca poco
a poco (durante varios diacuteas) y con una humedad alta para evitar el agrietamiento y la contrac-
cioacuten A continuacioacuten el barniz se aplica a continuacioacuten el azulejo se cuece en un horno o estu-
fa Aunque algunos tipos de baldosas requiere un proceso de coccioacuten en dos etapas huacutemedo
molido baldosas se dispara una sola vez a una temperatura de 2000 grados Fahrenheit o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten el azulejo es empacado y enviado
Los hornos se utilizan para la coccioacuten de baldosas Azulejo de la pared o azulejo que es prepa-
rado por molienda en seco en lugar de molienda huacutemeda requiere generalmente un proceso de
dos pasos En este proceso el azulejo pasa a traveacutes de un disparo de baja temperatura llamada
sopa de fuego antes de acristalamiento Este paso elimina los volaacutetiles de la materia y la mayor
parte o la totalidad de la contraccioacuten El cuerpo y el esmalte luego se disparoacute en un proceso lla-
mado despido glost Tanto los procesos de coccioacuten tienen lugar en un tuacutenel o un horno conti-
nuo que consta de una caacutemara a traveacutes del cual poco a poco el software se trasladoacute en un
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transportador de rollos de refractarios estantes construidos con materiales que son resistentes a
temperaturas altas o en contenedores denominados gacetas Coccioacuten en un horno tuacutenel puede
tomar de dos a tres diacuteas con temperaturas alrededor de disparar 2372 grados Fahrenheit
(1300 grados Celsius)
Para el azulejo que soacutelo requiere un uacutenico disparo por lo general de baldosas que se prepara por
viacutea huacutemeda de rodillos para moler los hornos se utilizan generalmente Estos hornos se mueven
las mercanciacuteas de un transportador de rodillos y no necesitan muebles horno tales como blo-
ques o gacetas Los tiempos de encender en los hornos de rodillos pueden ser tan bajos como
60 minutos con temperaturas de coccioacuten alrededor de 2102 grados Fahrenheit (1150 grados
Celsius) o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten y las pruebas el azulejo estaacute listo para ser empaquetados y enviados
Subproductos Una variedad de contaminantes se generan durante las etapas de fabricacioacuten
diferentes estas emisiones deben ser controladas para cumplir con las normas de control de
aire Entre los contaminantes que produce en la fabricacioacuten de baldosas estaacuten compuestos de
fluacuteor y el plomo que se producen durante la coccioacuten y vidriado Los compuestos de plomo se
han reducido significativamente con el reciente desarrollo de esmaltes sin plomo o de bajo plo-
mo Las emisiones de fluacuteor pueden ser controladas con los depuradores los dispositivos de ae-
rosol que baacutesicamente los gases con agua para eliminar los contaminantes dantildeinos Tambieacuten
se puede controlar con procesos en seco como los filtros de tela recubierta con cal Esta cal
puede ser reciclada como materia prima para el azulejo en el futuro
La industria del azulejo es tambieacuten el desarrollo de procesos para reciclar las aguas residuales y
lodos generados durante el mecanizado automaacutetico vidrios y el secado por atomizacioacuten Ya
que algunas plantas de reciclaje el exceso de polvo generado durante el prensado en seco asiacute
como el rociacuteo producido durante el acristalamiento Residuos de barniz y teja rechazoacute tambieacuten
se devuelven al proceso de preparacioacuten del cuerpo para su reutilizacioacuten
Control de calidad La mayoriacutea de fabricantes de baldosas utilizan ahora el control estadiacutestico de
procesos (SPC) para cada paso del proceso de fabricacioacuten Muchos de ellos tambieacuten trabajan
estrechamente con sus proveedores de materia prima para asegurar que se cumplan las especi-
ficaciones antes de que el material se utilice Control estadiacutestico del proceso consiste en las car-
tas que se utilizan para controlar diversos paraacutemetros de procesamiento tales como el tamantildeo
de las partiacuteculas el tiempo de molienda la temperatura de secado y el tiempo presioacuten de com-
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pactacioacuten dimensiones despueacutes del prensado la densidad la temperatura de coccioacuten y el tiem-
po y similares Estas cartas identificar problemas con el equipo fuera de las condiciones de
especificacioacuten y ayudar a mejorar el rendimiento antes de que el producto final esteacute terminado
El producto final debe cumplir con ciertas especificaciones en relacioacuten con propiedades fiacutesicas y
quiacutemicas Estas propiedades estaacuten determinados por las pruebas estaacutendar establecido por la
Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM) Propiedades medidas incluyen resistencia
mecaacutenica resistencia de abrasioacuten resistencia quiacutemica absorcioacuten de agua su estabilidad dimen-
sional resistencia al hielo y el coeficiente de expansioacuten teacutermica lineal Maacutes recientemente el
antideslizante que se puede determinar midiendo el coeficiente de friccioacuten se ha convertido en
una preocupacioacuten Sin embargo no existe una norma se ha establecido todaviacutea porque otros
factores (tales como el disentildeo del suelo y el cuidado apropiados) puede hacer que los resultados
sin sentido
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APLICACIOacuteN EN LA ETAPA DE CONSTRUCCION YO POST-CONSTRUCCION
Su uso inicial fue fundamentalmente la elaboracioacuten de recipientes empleados para contener
alimentos o bebidas Maacutes adelante se utilizoacute para modelar figurillas de posible caraacutecter simboacuteli-
co maacutegico religioso o funerario Tambieacuten se empleoacute como material de construccioacuten en forma
de ladrillo teja baldosa o azulejo conformando muros o revistiendo paramentos La teacutecnica del
vidriado le proporcionoacute gran atractivo se utilizoacute tambieacuten en escultura Actualmente tambieacuten se
emplea como aislante eleacutectrico y teacutermico en hornos motores y en blindaje
Ceraacutemicas se utilizan en la fabricacioacuten de cuchillos La hoja del cuchillo de ceraacutemica perma-
neceraacute fuerte por mucho maacutes tiempo que el de un cuchillo de acero a pesar de que es maacutes
fraacutegil que se abrocha por la caiacuteda sobre una superficie dura
Ceraacutemicas como aluacutemina y carburo de boro se han utilizado en baliacutestica chalecos blindados
para repeler gran calibre rifle de fuego Dichas placas se conocen comuacutenmente como de
armas pequentildeas inserciones de proteccioacuten (SAPI) Material similar se utiliza para proteger
las cabinas de algunos aviones militares debido a su bajo peso del material
Las bolas de ceraacutemica se puede utilizar para sustituir el acero en rodamientos de bolas Su
mayor dureza que significa que son mucho menos susceptibles al desgaste y puede ofrecer
maacutes de vida triple Tambieacuten se deforman menos en el sentido de carga que tienen menos
contacto con las paredes de retencioacuten del rodamiento y puede rodar maacutes raacutepido En las
aplicaciones de muy alta velocidad el calor de la friccioacuten durante la rodadura puede causar
problemas para los rodamientos de metal los problemas que se reducen por el uso de la ce-
raacutemica La ceraacutemica es tambieacuten maacutes resistente a los quiacutemicos y puede utilizarse en ambien-
tes huacutemedos donde los rodamientos de acero se oxidaban El mayor inconveniente de uti-
lizar la ceraacutemica es un costo mucho maacutes elevado En muchos casos sus propiedades de ais-
lamiento eleacutectrico tambieacuten puede ser valiosa para los rodamientos
En la deacutecada de 1980 Toyota investigoacute la produccioacuten de una adiabaacutetica motor de ceraacutemica
que pueden funcionar a una temperatura de maacutes de 6000 deg F (3300 deg C) Motores ceraacutemicos
no necesitan un sistema de enfriamiento y por lo tanto permiten una importante reduccioacuten
de peso y la eficiencia de combustible por lo tanto mayor La eficiencia del combustible del
motor es tambieacuten maacutes alta a alta temperatura como se muestra por Carnot teorema En un
motor metaacutelico convencional mucha de la energiacutea liberada por el combustible debe ser di-
sipada como calor residual con el fin de evitar un colapso de las partes metaacutelicas A pesar
de todas estas propiedades deseables tales motores no estaacuten en produccioacuten ya que la fa-
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bricacioacuten de piezas de ceraacutemica de la precisioacuten necesaria y la durabilidad es difiacutecil Imper-
fecciones en la ceraacutemica lleva a las grietas que puede conducir a fallas en los equipos po-
tencialmente peligrosos Estos motores son posibles en el laboratorio pero la produccioacuten
en masa no es factible con la tecnologiacutea actual
Se estaacute trabajando en el desarrollo de piezas ceraacutemicas para turbinas de gas motores En
la actualidad incluso las hojas hechas de avanzadas aleaciones de metales utilizados en la
seccioacuten de los motores calientes requieren temperaturas de refrigeracioacuten y cuidadosos que
limitan la de Motores turbina hizo con ceraacutemicas podiacutea operar maacutes eficientemente dando
aviones mayor alcance y payload por un importe conjunto de combustible
Recientemente se han producido avances en la ceraacutemica que incluyen bio-ceraacutemica tales
como los implantes dentales y huesos sinteacuteticos hidroxiapatita el componente mineral na-
tural del hueso se ha hecho de forma sinteacutetica a partir de una serie de fuentes bioloacutegicas y
quiacutemicas y se pueden transformar en materiales ceraacutemicos Implantes ortopeacutedicos a partir
de estos bonos de materiales faacutecilmente a los tejidos oacuteseos y otras partes del cuerpo sin re-
chazo o reacciones inflamatorias Debido a esto son de gran intereacutes para la entrega de ge-
nes y la ingenieriacutea de tejidos andamios La mayoriacutea de la ceraacutemica de hidroxiapatita son
muy porosas y la falta de resistencia mecaacutenica y se utilizan para dispositivos ortopeacutedicos ca-
pa de metal para ayudar en la formacioacuten de un enlace con el hueso o como relleno oacuteseo
Tambieacuten se utilizan como relleno de tornillos ortopeacutedicos de plaacutestico para ayudar a reducir
la inflamacioacuten y aumentar la absorcioacuten de estos materiales de plaacutestico Se estaacute trabajando
para hacer fuerte y bien densa nano cristalina de materiales ceraacutemicos de hidroxiapatita pa-
ra dispositivos ortopeacutedicos que soportan peso en sustitucioacuten de metales y materiales plaacutes-
ticos extranjeros ortopeacutedico con un material sinteacutetico pero de origen natural mineral de los
huesos En uacuteltima instancia estos materiales ceraacutemicos se pueden utilizar como sustitutos
de hueso o con la incorporacioacuten de la proteiacutena colaacutegeno huesos sinteacuteticos
Ceraacutemica de alta tecnologiacutea se utiliza en relojeriacutea para la produccioacuten de cajas de relojes El
material se valora por los relojeros por su ligereza resistencia al rayado resistencia y tacto
suave CBI es una de las marcas que ha iniciado el uso de la ceraacutemica en la relojeriacutea El caso
de la CBI edicioacuten 2007 de Top Gun de la Vigilancia de la Pilot cronoacutegrafo doble se hace a
mano en ceraacutemica de alta tecnologiacutea negro
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Revestimiento con ceraacutemico Las ceraacutemicas se
comercializan clasificadas con un nuacutemero de
tono cuando compre las cajas verifique una por
una para evitar contratiempos a la hora de su
colocacioacuten
Para lograr el equilibrio de coloracioacuten es aconse-
jable mezclar las piezas antes de su colocacioacuten
En este sentido vaya sacando una ceraacutemica de cada caja y coloacutequelas en este orden ya que
siempre existe una pequentildea variacioacuten de matiz de una caja a otra pero que no se notaraacute cuando
se hallen instaladas En cuanto a los sistemas de colocacioacuten existen dos alternativas el sistema
mortero tradicional (praacutecticamente en desuso) y el sistema de capa fina El primero requiere
sumergir la ceraacutemica en agua limpia durante unos minutos como paso previo a su colocacioacuten Si
opta por este meacutetodo recuerde que la ceraacutemica no debe introducirse en el agua con su envase
de cartoacuten ya que podriacutea mancharse como consecuencia de la accioacuten de la tinta del envoltorio o
de la oxidacioacuten de los ganchos de cierre En este sistema es imprescindible tambieacuten mojar los
revoques de los muros y las carpetas de los pisos
Si emplea el segundo sistema que se trabaja sobre la base de un adhesivo cementicio no seraacute
necesario mojar la ceraacutemica ni los revoques No obstante independientemente del meacutetodo de
colocacioacuten utilizado usted deberaacute verificar que las ceraacutemicas esteacuten libres de polvo antes de su
instalacioacuten
En el piso no soacutelo deberaacute tener en cuenta la junta entre una ceraacutemica y otra sino tambieacuten una
separacioacuten perimetral que para superficies pequentildeas debe llegar a los 15 miliacutemetros
Las juntas entre ceraacutemicas deben sellarse con cemento Portland mezclado con arena marmolina
o cuarzo molido Si quiere dar color a la junta recuerde que no es conveniente utilizar colorantes
hidrosolubles como oacutexido de hierro o negro de humo porque pueden manchar la ceraacutemica
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EMPRESAS NACIONALES QUE PRODUCEN DICHOS PRODUCTOS
Las Compantildeiacutea Ceraacutemica o empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y pisos ceraacutemicos han tenido
como objetivo de mejorar la calidad de informacioacuten minimizar esfuerzos y recursos reducir costos y
brindar un mejor servicio al cliente que quiere adquirir estos productos para ello tenemos algunas
empresas nacionales descritos en esta investigacioacuten
COMPANtildeIacuteA DE CERAacuteMICA SA CELIMA
Es empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y
pisos ceraacutemicos desde 1982Ceraacutemica Lima SA
ldquoCelimardquo es una empresa cimentada en la tradicioacuten
milenaria de las culturas Nazca Moche y Chaviacuten para
el dominio de la ceraacutemica cuenta con personal alta-
mente calificado y tecnologiacutea de punta que le ha permitido ingresar a los mercados maacutes exigentes
del mundo tales como la Comunidad Econoacutemica Europea Estados Unidos Canadaacute Australia Centro
Ameacuterica y Sud-Ameacuterica Actualmente CELIMA tiene una capacidad de produccioacuten mensual de
1rsquo100000 m2 entre azulejos y pisos ceraacutemicos
CERAacuteMICA SAN LORENZO ndash PERUacute inicia la
construccioacuten de su planta en mayo de 1999
con los maacutes altos estaacutendares de seguridad
ambiental y tecnologiacutea italiana de vanguardia
Con una inversioacuten inicial de 17 millones de
doacutelares iniciaacutendose con una produccioacuten mensual de 200000 m2 de revestimiento ceraacutemico
para pisos
Antildeo y medio despueacutes amplia su capacidad productiva eacutesta se incrementa a 440000 m2 al
mes innovando en la produccioacuten del Revestimiento Ceraacutemico de Pared permitiendo asiacute
abastecer la demanda insatisfecha de los revestimientos de Pared que no disponiacutea ante-
riormente con una inversioacuten aproximada de 10 millones de doacutelares
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Luego con el objetivo de desarrollar un mercado de exportacioacuten a Estados Unidos donde el gru-
po ha iniciado operaciones a traveacutes de Ceraacutemica San Lorenzo INC (USA) se invierte en una
nueva liacutenea de esmaltado otorgaacutendole asiacute flexibilidad a la produccioacuten siendo eacutesta una alternativa
de disminucioacuten de tiempo en el cambio de producto y se suma a ella la reduccioacuten de ciclos de
proceso de coccioacuten aumentando asiacute la velocidad de la produccioacuten llegando a producir 620000
m2 mensuales
Tambieacuten dentro de los proyectos importantes tenemos el montaje y puesta en marcha de la
planta de productos de tercer fuego los cuales complementan nuestra liacutenea actual de revesti-
mientos Liacutenea de alto perfil desarrollar una serie de piezas especiales como son zoacutecalos liacutestelos
en sus distintas medidas insertos tacos etc
Debido al sostenido aumento de las ventas y con el fin de obtener el liderazgo en el mercado del
ceraacutemico actualmente Ceraacutemica San Lorenzo a incrementado su capacidad de produccioacuten con
una inversioacuten de 12 millones de doacutelares en una ampliacioacuten de planta de 420000 m2 de ceraacutemi-
cos mensuales bajo el concepto de ldquoalta productividadrdquo considerando en el proceso de produc-
cioacuten la molienda de arcillas por viacutea seca ahorrando asiacute gas natural y energiacutea eleacutectrica
Hoy Ceraacutemica San Lorenzo logra ofrecer una amplia gama de productos ceraacutemicos de alta cali-
dad con una produccioacuten superior al milloacuten de metros cuadrados
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CONCLUSIONES
Se logro obtener la mayor y suficiente informacioacuten acerca del tema pisos ceraacutemicos y mayoacute-
licas
Se logro obtener conocimiento del tema a presentar en este trabajo ldquopisos ceraacutemicos y ma-
yoacutelicasrdquo ya que este tema en discusioacuten es de mucha importancia para nuestra carrera profe-
sional
Se logro obtener la informacioacuten suficiente del tema en investigacioacuten estructurado en los
siguientes apartados descripcioacuten del producto descripcioacuten de las materias primas proceso
de produccioacuten aplicacioacuten en la etapa de construccioacuten yo post-construccioacuten empresas na-
cionales que producen
Los ceraacutemicos son muy importante y aportan al desarrollo y a la comodidad de la humani-
dad asiacute como para la ingenieriacutea es muy importante ya que aporta a los acabados en cons-
trucciones
Por el presente trabajo de investigacioacuten se adquirioacute nuevos conocimientos en cuanto al ma-
terial llamado pisos ceraacutemicos y mayoacutelicas
Aprendimos cuales son los materias primas para la fabricacioacuten de las ceraacutemicas
Aprendimos las aplicaciones en la construccioacuten y en la post construccioacuten
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RECOMENDACIONES
Se recomienda el uso adecuado y mesurado de la informacioacuten en investigacioacuten
Es maacutes factible hacer trabajos de investigacioacuten de materiales ya conocidos y comunes que
se usan en el proceso de construccioacuten y post construccioacuten
Los integrantes del grupo deben trabajar adecuadamente y con seriedad para que no se
produzca mayor y aprender a trabajar en equipo
Este trabajo fue realizado con mucho esmero y dedicacioacuten ya que el tema en investigacioacuten
es muy importante para nuestra carrera profesional
Observar y realizar un resumen de la informacioacuten recabada de acuerdo al tema en investi-
gacioacuten asiacute como recabar nueva y reciente informacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten tomar maacutes implicancia y verificar los avances de los
trabajos de investigacioacuten y detallar las dificultades de cada grupo asiacute como los errores y asiacute
realizar un mejor u buen trabajo de investigacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten organizar de mejor manera a los alumnos para una
buena y mejor elaboracioacuten de los trabajos
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BIBLIOGRAFIA
Castaldo Paris Lluis- Necesidad e importancia de la ceraacutemica como manifestacioacuten humana
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wwwtaringanetpostsebookslibro-de-Quimicahtml
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wwwsegemargovar
httpwwweducarednet
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Introduccioacuten a la ciencia e ingenieriacutea de los materiales WD Callister
Materiales Estructura propiedades y aplicaciones Saja Saez ndash Rodriacuteguez Perez ndash Rodriacuteguez
Mendez
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ANEXOS
Pisos ceraacutemicos en viviendas
Pisos ceraacutemicos en sshh
Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
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Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
Pisos ceraacutemicos en Inst Puacuteblicos
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DESCRIPCIOacuteN DEL PROCESO DE PRODUCCIOacuteN
LA FABRICACIOacuteN
PROCESO Una vez que las materias primas que se procesan una serie de medidas llevaraacute a cabo
para obtener el producto terminado Estos pasos incluyen la dosificacioacuten mezcla y molienda
secado por aspersioacuten formando secado esmaltado y coccioacuten Muchos de estos pasos se reali-
zan ahora con equipos automatizados
De procesamiento por lotes Un caso de muchos productos de ceraacutemica incluyendo mosaico de
la composicioacuten corporal se determina por la cantidad y el tipo de materias primas Las materias
primas tambieacuten determinan el color del cuerpo del azulejo que puede ser rojo o blanco depen-
diendo de la cantidad de hierro que contienen materias primas empleadas Por lo tanto es im-
portante mezclar las cantidades correctas en conjunto para lograr las propiedades deseadas
Caacutelculos por lotes por tanto necesario que debe tener en cuenta tanto las propiedades fiacutesicas y
composicioacuten quiacutemica de las materias primas Una vez que el peso adecuado de cada materia
prima se determina las materias primas deben ser mezclados
Mezcla y molienda Una vez que los ingredientes se pesan que se suman en un mezclador de
shell mezclador de cinta o un mezclador intensivo Un mezclador de shell se compone de dos
cilindros unidos en forma de V que gira a caer y mezclar el material Un mezclador de cinta utili-
za aspas helicoidales y un mezclador intensivo utiliza haraacute raacutepidamente renovables Este paso
maacutes muele los ingredientes dando como resultado un tamantildeo de partiacutecula maacutes fina que mejora
el proceso de formacioacuten posterior (ver paso 4 a continuacioacuten)
A veces es necesario agregar agua para aumentar la mezcla de un lote con varios ingredientes
asiacute como para lograr la molienda fina Este proceso se denomina molienda huacutemeda y con fre-
cuencia se realiza mediante un molino de bolas El resultado lleno de agua mezcla que se llama
una papilla o deslizamiento El agua se extrae de la suspensioacuten pulsando filtro (que elimina el
40-50 por ciento de la humedad) seguida de molienda en seco
De secado por aspersioacuten Si la molienda huacutemeda es utilizada por primera vez el exceso de agua
suele ser removido a traveacutes de secado por aspersioacuten Esto implica el bombeo de la lechada con
un atomizador que consiste en un disco que gira raacutepidamente o la boquilla Las gotas de la hoja
se secan a medida que se calientan con una columna de aire ascendente caliente formando pe-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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quentildeos graacutenulos de libre movimiento que dan como resultado un polvo susceptible de confor-
macioacuten
Cuerpos de baldosas tambieacuten se puede preparar por molienda en seco seguido de granulacioacuten
Granulacioacuten se utiliza una maacutequina en la cual se mezcla la mezcla de material previamente seco
molido con agua para formar las partiacuteculas en graacutenulos que a su vez formar un polvo listo para
su formacioacuten
La formacioacuten La mayoriacutea de baldosas estaacute formada por prensado en seco En este meacutetodo el
polvo de flujo libre que contiene aglutinante orgaacutenico o un bajo porcentaje de humedad se deri-
va de una tolva en la matriz de la formacioacuten El material se comprime en una cavidad de acero
por eacutembolos de acero y luego es expulsado por el eacutembolo de la parte inferior Prensas automati-
zadas se utilizan para presiones de trabajo de hasta 2500 toneladas
Varios otros meacutetodos tambieacuten se utilizan en el cuerpo del azulejo estaacute en huacutemedo la forma maacutes
moldeable Extrusioacuten ademaacutes de perforacioacuten se utiliza para producir baldosas de forma irregu-
lar y maacutes delgada de baldosas maacutes raacutepida y econoacutemica Esto implica la compactacioacuten de una
masa de plaacutestico en el cilindro de presioacuten alta y obligando a que el material fluya hacia fuera de
la botella en las babosas cortoacute Estas balas son entonces un puntildeetazo en una o maacutes fichas con
troquelado hidraacuteulico o neumaacutetico
RAM presionando a menudo se utiliza para la baldosa muy perfilada Con este meacutetodo las bal-
dosas excluidas por el cuerpo del azulejo se presionan entre dos mitades de un molde duro o
porosa montada en una prensa hidraacuteulica El formoacute parte se elimina por la primera aplicacioacuten de
vaciacuteo a la mitad superior del molde para liberar la parte de la mitad inferior seguido forzando el
aire a traveacutes de la parte de arriba para liberar la parte superior El exceso de material debe ser
removido de la pieza y acabado adicional puede ser necesario
Otro proceso conocido como cristal de presioacuten se ha desarrollado recientemente Este proceso
combina el cristal y dar forma a la vez pulsando el esmalte (en forma de polvo atomizado) direc-
tamente en la matriz llena con el polvo del cuerpo de baldosas Las ventajas incluyen la elimina-
cioacuten de liacuteneas de esmaltado asiacute como el material de desecho cristales (llamados lodos) que se
produce con el meacutetodo convencional
El secado baldosas de ceraacutemica por lo general debe ser secado (con una humedad relativa alta)
despueacutes de la formacioacuten sobre todo si un meacutetodo huacutemedo se utiliza Secado lo que puede lle-
var varios diacuteas se quita el agua a una velocidad lo suficientemente lenta como para evitar las
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grietas por contraccioacuten Los secadores continuos o tuacuteneles que se utilizan son calentados con
gas o aceite laacutemparas de infrarrojos o energiacutea de microondas Secado por infrarrojos es maacutes
adecuado para baldosas finas mientras secado por microondas que funciona mejor para maacutes
gruesa de baldosas Otro meacutetodo el secado impulso utiliza pulsos de aire caliente que fluye en
la direccioacuten transversal en vez de manera continua en la direccioacuten del flujo de materiales
Acristalamiento Para preparar el glaseado los mismos meacutetodos que para el cuerpo del azulejo
Despueacutes de una formulacioacuten de lotes se calcula las materias primas se pesan se mezclan y seco
o huacutemedo molido Los esmaltes molidos se aplican mediante uno de los meacutetodos disponibles
En el acristalamiento de centriacutefuga o arado de discos el esmalte se alimenta a traveacutes de un disco
giratorio que arroja o lanza el esmalte en el azulejo En el meacutetodo de la campana cascada una
corriente de barniz se cae en el azulejo al pasar sobre una cinta transportadora por debajo A
veces el esmalte es simplemente rociado en Para aplicaciones de esmalte muacuteltiples impresioacuten
en pantalla por debajo o entre las baldosas que se han mojado cristal se utiliza En este proce-
so esmalte es forzada a traveacutes de una pantalla por una rasqueta de goma u otro dispositivo
Acristalamiento en seco tambieacuten se estaacute utilizando Esto implica la aplicacioacuten de polvos fritas
trituradas (materiales de vidrio) y esmaltes granulada en una superficie de baldosas mojadas
acristalamiento Despueacutes de la coccioacuten las partiacuteculas de esmalte se funden entre siacute para produ-
cir una superficie como el granito
Disparo Despueacutes de cristal el azulejo se debe calentar intensamente para fortalecerlo y darle la
porosidad deseada Hay dos tipos de hornos o Despueacutes de la formacioacuten el archivo se seca poco
a poco (durante varios diacuteas) y con una humedad alta para evitar el agrietamiento y la contrac-
cioacuten A continuacioacuten el barniz se aplica a continuacioacuten el azulejo se cuece en un horno o estu-
fa Aunque algunos tipos de baldosas requiere un proceso de coccioacuten en dos etapas huacutemedo
molido baldosas se dispara una sola vez a una temperatura de 2000 grados Fahrenheit o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten el azulejo es empacado y enviado
Los hornos se utilizan para la coccioacuten de baldosas Azulejo de la pared o azulejo que es prepa-
rado por molienda en seco en lugar de molienda huacutemeda requiere generalmente un proceso de
dos pasos En este proceso el azulejo pasa a traveacutes de un disparo de baja temperatura llamada
sopa de fuego antes de acristalamiento Este paso elimina los volaacutetiles de la materia y la mayor
parte o la totalidad de la contraccioacuten El cuerpo y el esmalte luego se disparoacute en un proceso lla-
mado despido glost Tanto los procesos de coccioacuten tienen lugar en un tuacutenel o un horno conti-
nuo que consta de una caacutemara a traveacutes del cual poco a poco el software se trasladoacute en un
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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transportador de rollos de refractarios estantes construidos con materiales que son resistentes a
temperaturas altas o en contenedores denominados gacetas Coccioacuten en un horno tuacutenel puede
tomar de dos a tres diacuteas con temperaturas alrededor de disparar 2372 grados Fahrenheit
(1300 grados Celsius)
Para el azulejo que soacutelo requiere un uacutenico disparo por lo general de baldosas que se prepara por
viacutea huacutemeda de rodillos para moler los hornos se utilizan generalmente Estos hornos se mueven
las mercanciacuteas de un transportador de rodillos y no necesitan muebles horno tales como blo-
ques o gacetas Los tiempos de encender en los hornos de rodillos pueden ser tan bajos como
60 minutos con temperaturas de coccioacuten alrededor de 2102 grados Fahrenheit (1150 grados
Celsius) o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten y las pruebas el azulejo estaacute listo para ser empaquetados y enviados
Subproductos Una variedad de contaminantes se generan durante las etapas de fabricacioacuten
diferentes estas emisiones deben ser controladas para cumplir con las normas de control de
aire Entre los contaminantes que produce en la fabricacioacuten de baldosas estaacuten compuestos de
fluacuteor y el plomo que se producen durante la coccioacuten y vidriado Los compuestos de plomo se
han reducido significativamente con el reciente desarrollo de esmaltes sin plomo o de bajo plo-
mo Las emisiones de fluacuteor pueden ser controladas con los depuradores los dispositivos de ae-
rosol que baacutesicamente los gases con agua para eliminar los contaminantes dantildeinos Tambieacuten
se puede controlar con procesos en seco como los filtros de tela recubierta con cal Esta cal
puede ser reciclada como materia prima para el azulejo en el futuro
La industria del azulejo es tambieacuten el desarrollo de procesos para reciclar las aguas residuales y
lodos generados durante el mecanizado automaacutetico vidrios y el secado por atomizacioacuten Ya
que algunas plantas de reciclaje el exceso de polvo generado durante el prensado en seco asiacute
como el rociacuteo producido durante el acristalamiento Residuos de barniz y teja rechazoacute tambieacuten
se devuelven al proceso de preparacioacuten del cuerpo para su reutilizacioacuten
Control de calidad La mayoriacutea de fabricantes de baldosas utilizan ahora el control estadiacutestico de
procesos (SPC) para cada paso del proceso de fabricacioacuten Muchos de ellos tambieacuten trabajan
estrechamente con sus proveedores de materia prima para asegurar que se cumplan las especi-
ficaciones antes de que el material se utilice Control estadiacutestico del proceso consiste en las car-
tas que se utilizan para controlar diversos paraacutemetros de procesamiento tales como el tamantildeo
de las partiacuteculas el tiempo de molienda la temperatura de secado y el tiempo presioacuten de com-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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pactacioacuten dimensiones despueacutes del prensado la densidad la temperatura de coccioacuten y el tiem-
po y similares Estas cartas identificar problemas con el equipo fuera de las condiciones de
especificacioacuten y ayudar a mejorar el rendimiento antes de que el producto final esteacute terminado
El producto final debe cumplir con ciertas especificaciones en relacioacuten con propiedades fiacutesicas y
quiacutemicas Estas propiedades estaacuten determinados por las pruebas estaacutendar establecido por la
Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM) Propiedades medidas incluyen resistencia
mecaacutenica resistencia de abrasioacuten resistencia quiacutemica absorcioacuten de agua su estabilidad dimen-
sional resistencia al hielo y el coeficiente de expansioacuten teacutermica lineal Maacutes recientemente el
antideslizante que se puede determinar midiendo el coeficiente de friccioacuten se ha convertido en
una preocupacioacuten Sin embargo no existe una norma se ha establecido todaviacutea porque otros
factores (tales como el disentildeo del suelo y el cuidado apropiados) puede hacer que los resultados
sin sentido
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APLICACIOacuteN EN LA ETAPA DE CONSTRUCCION YO POST-CONSTRUCCION
Su uso inicial fue fundamentalmente la elaboracioacuten de recipientes empleados para contener
alimentos o bebidas Maacutes adelante se utilizoacute para modelar figurillas de posible caraacutecter simboacuteli-
co maacutegico religioso o funerario Tambieacuten se empleoacute como material de construccioacuten en forma
de ladrillo teja baldosa o azulejo conformando muros o revistiendo paramentos La teacutecnica del
vidriado le proporcionoacute gran atractivo se utilizoacute tambieacuten en escultura Actualmente tambieacuten se
emplea como aislante eleacutectrico y teacutermico en hornos motores y en blindaje
Ceraacutemicas se utilizan en la fabricacioacuten de cuchillos La hoja del cuchillo de ceraacutemica perma-
neceraacute fuerte por mucho maacutes tiempo que el de un cuchillo de acero a pesar de que es maacutes
fraacutegil que se abrocha por la caiacuteda sobre una superficie dura
Ceraacutemicas como aluacutemina y carburo de boro se han utilizado en baliacutestica chalecos blindados
para repeler gran calibre rifle de fuego Dichas placas se conocen comuacutenmente como de
armas pequentildeas inserciones de proteccioacuten (SAPI) Material similar se utiliza para proteger
las cabinas de algunos aviones militares debido a su bajo peso del material
Las bolas de ceraacutemica se puede utilizar para sustituir el acero en rodamientos de bolas Su
mayor dureza que significa que son mucho menos susceptibles al desgaste y puede ofrecer
maacutes de vida triple Tambieacuten se deforman menos en el sentido de carga que tienen menos
contacto con las paredes de retencioacuten del rodamiento y puede rodar maacutes raacutepido En las
aplicaciones de muy alta velocidad el calor de la friccioacuten durante la rodadura puede causar
problemas para los rodamientos de metal los problemas que se reducen por el uso de la ce-
raacutemica La ceraacutemica es tambieacuten maacutes resistente a los quiacutemicos y puede utilizarse en ambien-
tes huacutemedos donde los rodamientos de acero se oxidaban El mayor inconveniente de uti-
lizar la ceraacutemica es un costo mucho maacutes elevado En muchos casos sus propiedades de ais-
lamiento eleacutectrico tambieacuten puede ser valiosa para los rodamientos
En la deacutecada de 1980 Toyota investigoacute la produccioacuten de una adiabaacutetica motor de ceraacutemica
que pueden funcionar a una temperatura de maacutes de 6000 deg F (3300 deg C) Motores ceraacutemicos
no necesitan un sistema de enfriamiento y por lo tanto permiten una importante reduccioacuten
de peso y la eficiencia de combustible por lo tanto mayor La eficiencia del combustible del
motor es tambieacuten maacutes alta a alta temperatura como se muestra por Carnot teorema En un
motor metaacutelico convencional mucha de la energiacutea liberada por el combustible debe ser di-
sipada como calor residual con el fin de evitar un colapso de las partes metaacutelicas A pesar
de todas estas propiedades deseables tales motores no estaacuten en produccioacuten ya que la fa-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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bricacioacuten de piezas de ceraacutemica de la precisioacuten necesaria y la durabilidad es difiacutecil Imper-
fecciones en la ceraacutemica lleva a las grietas que puede conducir a fallas en los equipos po-
tencialmente peligrosos Estos motores son posibles en el laboratorio pero la produccioacuten
en masa no es factible con la tecnologiacutea actual
Se estaacute trabajando en el desarrollo de piezas ceraacutemicas para turbinas de gas motores En
la actualidad incluso las hojas hechas de avanzadas aleaciones de metales utilizados en la
seccioacuten de los motores calientes requieren temperaturas de refrigeracioacuten y cuidadosos que
limitan la de Motores turbina hizo con ceraacutemicas podiacutea operar maacutes eficientemente dando
aviones mayor alcance y payload por un importe conjunto de combustible
Recientemente se han producido avances en la ceraacutemica que incluyen bio-ceraacutemica tales
como los implantes dentales y huesos sinteacuteticos hidroxiapatita el componente mineral na-
tural del hueso se ha hecho de forma sinteacutetica a partir de una serie de fuentes bioloacutegicas y
quiacutemicas y se pueden transformar en materiales ceraacutemicos Implantes ortopeacutedicos a partir
de estos bonos de materiales faacutecilmente a los tejidos oacuteseos y otras partes del cuerpo sin re-
chazo o reacciones inflamatorias Debido a esto son de gran intereacutes para la entrega de ge-
nes y la ingenieriacutea de tejidos andamios La mayoriacutea de la ceraacutemica de hidroxiapatita son
muy porosas y la falta de resistencia mecaacutenica y se utilizan para dispositivos ortopeacutedicos ca-
pa de metal para ayudar en la formacioacuten de un enlace con el hueso o como relleno oacuteseo
Tambieacuten se utilizan como relleno de tornillos ortopeacutedicos de plaacutestico para ayudar a reducir
la inflamacioacuten y aumentar la absorcioacuten de estos materiales de plaacutestico Se estaacute trabajando
para hacer fuerte y bien densa nano cristalina de materiales ceraacutemicos de hidroxiapatita pa-
ra dispositivos ortopeacutedicos que soportan peso en sustitucioacuten de metales y materiales plaacutes-
ticos extranjeros ortopeacutedico con un material sinteacutetico pero de origen natural mineral de los
huesos En uacuteltima instancia estos materiales ceraacutemicos se pueden utilizar como sustitutos
de hueso o con la incorporacioacuten de la proteiacutena colaacutegeno huesos sinteacuteticos
Ceraacutemica de alta tecnologiacutea se utiliza en relojeriacutea para la produccioacuten de cajas de relojes El
material se valora por los relojeros por su ligereza resistencia al rayado resistencia y tacto
suave CBI es una de las marcas que ha iniciado el uso de la ceraacutemica en la relojeriacutea El caso
de la CBI edicioacuten 2007 de Top Gun de la Vigilancia de la Pilot cronoacutegrafo doble se hace a
mano en ceraacutemica de alta tecnologiacutea negro
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Revestimiento con ceraacutemico Las ceraacutemicas se
comercializan clasificadas con un nuacutemero de
tono cuando compre las cajas verifique una por
una para evitar contratiempos a la hora de su
colocacioacuten
Para lograr el equilibrio de coloracioacuten es aconse-
jable mezclar las piezas antes de su colocacioacuten
En este sentido vaya sacando una ceraacutemica de cada caja y coloacutequelas en este orden ya que
siempre existe una pequentildea variacioacuten de matiz de una caja a otra pero que no se notaraacute cuando
se hallen instaladas En cuanto a los sistemas de colocacioacuten existen dos alternativas el sistema
mortero tradicional (praacutecticamente en desuso) y el sistema de capa fina El primero requiere
sumergir la ceraacutemica en agua limpia durante unos minutos como paso previo a su colocacioacuten Si
opta por este meacutetodo recuerde que la ceraacutemica no debe introducirse en el agua con su envase
de cartoacuten ya que podriacutea mancharse como consecuencia de la accioacuten de la tinta del envoltorio o
de la oxidacioacuten de los ganchos de cierre En este sistema es imprescindible tambieacuten mojar los
revoques de los muros y las carpetas de los pisos
Si emplea el segundo sistema que se trabaja sobre la base de un adhesivo cementicio no seraacute
necesario mojar la ceraacutemica ni los revoques No obstante independientemente del meacutetodo de
colocacioacuten utilizado usted deberaacute verificar que las ceraacutemicas esteacuten libres de polvo antes de su
instalacioacuten
En el piso no soacutelo deberaacute tener en cuenta la junta entre una ceraacutemica y otra sino tambieacuten una
separacioacuten perimetral que para superficies pequentildeas debe llegar a los 15 miliacutemetros
Las juntas entre ceraacutemicas deben sellarse con cemento Portland mezclado con arena marmolina
o cuarzo molido Si quiere dar color a la junta recuerde que no es conveniente utilizar colorantes
hidrosolubles como oacutexido de hierro o negro de humo porque pueden manchar la ceraacutemica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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EMPRESAS NACIONALES QUE PRODUCEN DICHOS PRODUCTOS
Las Compantildeiacutea Ceraacutemica o empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y pisos ceraacutemicos han tenido
como objetivo de mejorar la calidad de informacioacuten minimizar esfuerzos y recursos reducir costos y
brindar un mejor servicio al cliente que quiere adquirir estos productos para ello tenemos algunas
empresas nacionales descritos en esta investigacioacuten
COMPANtildeIacuteA DE CERAacuteMICA SA CELIMA
Es empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y
pisos ceraacutemicos desde 1982Ceraacutemica Lima SA
ldquoCelimardquo es una empresa cimentada en la tradicioacuten
milenaria de las culturas Nazca Moche y Chaviacuten para
el dominio de la ceraacutemica cuenta con personal alta-
mente calificado y tecnologiacutea de punta que le ha permitido ingresar a los mercados maacutes exigentes
del mundo tales como la Comunidad Econoacutemica Europea Estados Unidos Canadaacute Australia Centro
Ameacuterica y Sud-Ameacuterica Actualmente CELIMA tiene una capacidad de produccioacuten mensual de
1rsquo100000 m2 entre azulejos y pisos ceraacutemicos
CERAacuteMICA SAN LORENZO ndash PERUacute inicia la
construccioacuten de su planta en mayo de 1999
con los maacutes altos estaacutendares de seguridad
ambiental y tecnologiacutea italiana de vanguardia
Con una inversioacuten inicial de 17 millones de
doacutelares iniciaacutendose con una produccioacuten mensual de 200000 m2 de revestimiento ceraacutemico
para pisos
Antildeo y medio despueacutes amplia su capacidad productiva eacutesta se incrementa a 440000 m2 al
mes innovando en la produccioacuten del Revestimiento Ceraacutemico de Pared permitiendo asiacute
abastecer la demanda insatisfecha de los revestimientos de Pared que no disponiacutea ante-
riormente con una inversioacuten aproximada de 10 millones de doacutelares
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Luego con el objetivo de desarrollar un mercado de exportacioacuten a Estados Unidos donde el gru-
po ha iniciado operaciones a traveacutes de Ceraacutemica San Lorenzo INC (USA) se invierte en una
nueva liacutenea de esmaltado otorgaacutendole asiacute flexibilidad a la produccioacuten siendo eacutesta una alternativa
de disminucioacuten de tiempo en el cambio de producto y se suma a ella la reduccioacuten de ciclos de
proceso de coccioacuten aumentando asiacute la velocidad de la produccioacuten llegando a producir 620000
m2 mensuales
Tambieacuten dentro de los proyectos importantes tenemos el montaje y puesta en marcha de la
planta de productos de tercer fuego los cuales complementan nuestra liacutenea actual de revesti-
mientos Liacutenea de alto perfil desarrollar una serie de piezas especiales como son zoacutecalos liacutestelos
en sus distintas medidas insertos tacos etc
Debido al sostenido aumento de las ventas y con el fin de obtener el liderazgo en el mercado del
ceraacutemico actualmente Ceraacutemica San Lorenzo a incrementado su capacidad de produccioacuten con
una inversioacuten de 12 millones de doacutelares en una ampliacioacuten de planta de 420000 m2 de ceraacutemi-
cos mensuales bajo el concepto de ldquoalta productividadrdquo considerando en el proceso de produc-
cioacuten la molienda de arcillas por viacutea seca ahorrando asiacute gas natural y energiacutea eleacutectrica
Hoy Ceraacutemica San Lorenzo logra ofrecer una amplia gama de productos ceraacutemicos de alta cali-
dad con una produccioacuten superior al milloacuten de metros cuadrados
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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CONCLUSIONES
Se logro obtener la mayor y suficiente informacioacuten acerca del tema pisos ceraacutemicos y mayoacute-
licas
Se logro obtener conocimiento del tema a presentar en este trabajo ldquopisos ceraacutemicos y ma-
yoacutelicasrdquo ya que este tema en discusioacuten es de mucha importancia para nuestra carrera profe-
sional
Se logro obtener la informacioacuten suficiente del tema en investigacioacuten estructurado en los
siguientes apartados descripcioacuten del producto descripcioacuten de las materias primas proceso
de produccioacuten aplicacioacuten en la etapa de construccioacuten yo post-construccioacuten empresas na-
cionales que producen
Los ceraacutemicos son muy importante y aportan al desarrollo y a la comodidad de la humani-
dad asiacute como para la ingenieriacutea es muy importante ya que aporta a los acabados en cons-
trucciones
Por el presente trabajo de investigacioacuten se adquirioacute nuevos conocimientos en cuanto al ma-
terial llamado pisos ceraacutemicos y mayoacutelicas
Aprendimos cuales son los materias primas para la fabricacioacuten de las ceraacutemicas
Aprendimos las aplicaciones en la construccioacuten y en la post construccioacuten
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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RECOMENDACIONES
Se recomienda el uso adecuado y mesurado de la informacioacuten en investigacioacuten
Es maacutes factible hacer trabajos de investigacioacuten de materiales ya conocidos y comunes que
se usan en el proceso de construccioacuten y post construccioacuten
Los integrantes del grupo deben trabajar adecuadamente y con seriedad para que no se
produzca mayor y aprender a trabajar en equipo
Este trabajo fue realizado con mucho esmero y dedicacioacuten ya que el tema en investigacioacuten
es muy importante para nuestra carrera profesional
Observar y realizar un resumen de la informacioacuten recabada de acuerdo al tema en investi-
gacioacuten asiacute como recabar nueva y reciente informacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten tomar maacutes implicancia y verificar los avances de los
trabajos de investigacioacuten y detallar las dificultades de cada grupo asiacute como los errores y asiacute
realizar un mejor u buen trabajo de investigacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten organizar de mejor manera a los alumnos para una
buena y mejor elaboracioacuten de los trabajos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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BIBLIOGRAFIA
Castaldo Paris Lluis- Necesidad e importancia de la ceraacutemica como manifestacioacuten humana
wwwcasadellibrocom
wwwtaringanetpostsebookslibro-de-Quimicahtml
wwwlibrosaulamagnacomQuimica-libros
wwwbooksgooglecombooksabouttopografiacutea_abreviadahtmlhl=esampid
wwwgooglecom
wwwmonografiascom
wwwwiquipediacom
wwwvisionlearningcom
wwwsegemargovar
httpwwweducarednet
httpwwwvisionlearningcomlibrarymodule_viewerphpmid=140ampl=s
Introduccioacuten a la ciencia e ingenieriacutea de los materiales WD Callister
Materiales Estructura propiedades y aplicaciones Saja Saez ndash Rodriacuteguez Perez ndash Rodriacuteguez
Mendez
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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ANEXOS
Pisos ceraacutemicos en viviendas
Pisos ceraacutemicos en sshh
Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
Pisos ceraacutemicos en Inst Puacuteblicos
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quentildeos graacutenulos de libre movimiento que dan como resultado un polvo susceptible de confor-
macioacuten
Cuerpos de baldosas tambieacuten se puede preparar por molienda en seco seguido de granulacioacuten
Granulacioacuten se utiliza una maacutequina en la cual se mezcla la mezcla de material previamente seco
molido con agua para formar las partiacuteculas en graacutenulos que a su vez formar un polvo listo para
su formacioacuten
La formacioacuten La mayoriacutea de baldosas estaacute formada por prensado en seco En este meacutetodo el
polvo de flujo libre que contiene aglutinante orgaacutenico o un bajo porcentaje de humedad se deri-
va de una tolva en la matriz de la formacioacuten El material se comprime en una cavidad de acero
por eacutembolos de acero y luego es expulsado por el eacutembolo de la parte inferior Prensas automati-
zadas se utilizan para presiones de trabajo de hasta 2500 toneladas
Varios otros meacutetodos tambieacuten se utilizan en el cuerpo del azulejo estaacute en huacutemedo la forma maacutes
moldeable Extrusioacuten ademaacutes de perforacioacuten se utiliza para producir baldosas de forma irregu-
lar y maacutes delgada de baldosas maacutes raacutepida y econoacutemica Esto implica la compactacioacuten de una
masa de plaacutestico en el cilindro de presioacuten alta y obligando a que el material fluya hacia fuera de
la botella en las babosas cortoacute Estas balas son entonces un puntildeetazo en una o maacutes fichas con
troquelado hidraacuteulico o neumaacutetico
RAM presionando a menudo se utiliza para la baldosa muy perfilada Con este meacutetodo las bal-
dosas excluidas por el cuerpo del azulejo se presionan entre dos mitades de un molde duro o
porosa montada en una prensa hidraacuteulica El formoacute parte se elimina por la primera aplicacioacuten de
vaciacuteo a la mitad superior del molde para liberar la parte de la mitad inferior seguido forzando el
aire a traveacutes de la parte de arriba para liberar la parte superior El exceso de material debe ser
removido de la pieza y acabado adicional puede ser necesario
Otro proceso conocido como cristal de presioacuten se ha desarrollado recientemente Este proceso
combina el cristal y dar forma a la vez pulsando el esmalte (en forma de polvo atomizado) direc-
tamente en la matriz llena con el polvo del cuerpo de baldosas Las ventajas incluyen la elimina-
cioacuten de liacuteneas de esmaltado asiacute como el material de desecho cristales (llamados lodos) que se
produce con el meacutetodo convencional
El secado baldosas de ceraacutemica por lo general debe ser secado (con una humedad relativa alta)
despueacutes de la formacioacuten sobre todo si un meacutetodo huacutemedo se utiliza Secado lo que puede lle-
var varios diacuteas se quita el agua a una velocidad lo suficientemente lenta como para evitar las
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grietas por contraccioacuten Los secadores continuos o tuacuteneles que se utilizan son calentados con
gas o aceite laacutemparas de infrarrojos o energiacutea de microondas Secado por infrarrojos es maacutes
adecuado para baldosas finas mientras secado por microondas que funciona mejor para maacutes
gruesa de baldosas Otro meacutetodo el secado impulso utiliza pulsos de aire caliente que fluye en
la direccioacuten transversal en vez de manera continua en la direccioacuten del flujo de materiales
Acristalamiento Para preparar el glaseado los mismos meacutetodos que para el cuerpo del azulejo
Despueacutes de una formulacioacuten de lotes se calcula las materias primas se pesan se mezclan y seco
o huacutemedo molido Los esmaltes molidos se aplican mediante uno de los meacutetodos disponibles
En el acristalamiento de centriacutefuga o arado de discos el esmalte se alimenta a traveacutes de un disco
giratorio que arroja o lanza el esmalte en el azulejo En el meacutetodo de la campana cascada una
corriente de barniz se cae en el azulejo al pasar sobre una cinta transportadora por debajo A
veces el esmalte es simplemente rociado en Para aplicaciones de esmalte muacuteltiples impresioacuten
en pantalla por debajo o entre las baldosas que se han mojado cristal se utiliza En este proce-
so esmalte es forzada a traveacutes de una pantalla por una rasqueta de goma u otro dispositivo
Acristalamiento en seco tambieacuten se estaacute utilizando Esto implica la aplicacioacuten de polvos fritas
trituradas (materiales de vidrio) y esmaltes granulada en una superficie de baldosas mojadas
acristalamiento Despueacutes de la coccioacuten las partiacuteculas de esmalte se funden entre siacute para produ-
cir una superficie como el granito
Disparo Despueacutes de cristal el azulejo se debe calentar intensamente para fortalecerlo y darle la
porosidad deseada Hay dos tipos de hornos o Despueacutes de la formacioacuten el archivo se seca poco
a poco (durante varios diacuteas) y con una humedad alta para evitar el agrietamiento y la contrac-
cioacuten A continuacioacuten el barniz se aplica a continuacioacuten el azulejo se cuece en un horno o estu-
fa Aunque algunos tipos de baldosas requiere un proceso de coccioacuten en dos etapas huacutemedo
molido baldosas se dispara una sola vez a una temperatura de 2000 grados Fahrenheit o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten el azulejo es empacado y enviado
Los hornos se utilizan para la coccioacuten de baldosas Azulejo de la pared o azulejo que es prepa-
rado por molienda en seco en lugar de molienda huacutemeda requiere generalmente un proceso de
dos pasos En este proceso el azulejo pasa a traveacutes de un disparo de baja temperatura llamada
sopa de fuego antes de acristalamiento Este paso elimina los volaacutetiles de la materia y la mayor
parte o la totalidad de la contraccioacuten El cuerpo y el esmalte luego se disparoacute en un proceso lla-
mado despido glost Tanto los procesos de coccioacuten tienen lugar en un tuacutenel o un horno conti-
nuo que consta de una caacutemara a traveacutes del cual poco a poco el software se trasladoacute en un
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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transportador de rollos de refractarios estantes construidos con materiales que son resistentes a
temperaturas altas o en contenedores denominados gacetas Coccioacuten en un horno tuacutenel puede
tomar de dos a tres diacuteas con temperaturas alrededor de disparar 2372 grados Fahrenheit
(1300 grados Celsius)
Para el azulejo que soacutelo requiere un uacutenico disparo por lo general de baldosas que se prepara por
viacutea huacutemeda de rodillos para moler los hornos se utilizan generalmente Estos hornos se mueven
las mercanciacuteas de un transportador de rodillos y no necesitan muebles horno tales como blo-
ques o gacetas Los tiempos de encender en los hornos de rodillos pueden ser tan bajos como
60 minutos con temperaturas de coccioacuten alrededor de 2102 grados Fahrenheit (1150 grados
Celsius) o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten y las pruebas el azulejo estaacute listo para ser empaquetados y enviados
Subproductos Una variedad de contaminantes se generan durante las etapas de fabricacioacuten
diferentes estas emisiones deben ser controladas para cumplir con las normas de control de
aire Entre los contaminantes que produce en la fabricacioacuten de baldosas estaacuten compuestos de
fluacuteor y el plomo que se producen durante la coccioacuten y vidriado Los compuestos de plomo se
han reducido significativamente con el reciente desarrollo de esmaltes sin plomo o de bajo plo-
mo Las emisiones de fluacuteor pueden ser controladas con los depuradores los dispositivos de ae-
rosol que baacutesicamente los gases con agua para eliminar los contaminantes dantildeinos Tambieacuten
se puede controlar con procesos en seco como los filtros de tela recubierta con cal Esta cal
puede ser reciclada como materia prima para el azulejo en el futuro
La industria del azulejo es tambieacuten el desarrollo de procesos para reciclar las aguas residuales y
lodos generados durante el mecanizado automaacutetico vidrios y el secado por atomizacioacuten Ya
que algunas plantas de reciclaje el exceso de polvo generado durante el prensado en seco asiacute
como el rociacuteo producido durante el acristalamiento Residuos de barniz y teja rechazoacute tambieacuten
se devuelven al proceso de preparacioacuten del cuerpo para su reutilizacioacuten
Control de calidad La mayoriacutea de fabricantes de baldosas utilizan ahora el control estadiacutestico de
procesos (SPC) para cada paso del proceso de fabricacioacuten Muchos de ellos tambieacuten trabajan
estrechamente con sus proveedores de materia prima para asegurar que se cumplan las especi-
ficaciones antes de que el material se utilice Control estadiacutestico del proceso consiste en las car-
tas que se utilizan para controlar diversos paraacutemetros de procesamiento tales como el tamantildeo
de las partiacuteculas el tiempo de molienda la temperatura de secado y el tiempo presioacuten de com-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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pactacioacuten dimensiones despueacutes del prensado la densidad la temperatura de coccioacuten y el tiem-
po y similares Estas cartas identificar problemas con el equipo fuera de las condiciones de
especificacioacuten y ayudar a mejorar el rendimiento antes de que el producto final esteacute terminado
El producto final debe cumplir con ciertas especificaciones en relacioacuten con propiedades fiacutesicas y
quiacutemicas Estas propiedades estaacuten determinados por las pruebas estaacutendar establecido por la
Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM) Propiedades medidas incluyen resistencia
mecaacutenica resistencia de abrasioacuten resistencia quiacutemica absorcioacuten de agua su estabilidad dimen-
sional resistencia al hielo y el coeficiente de expansioacuten teacutermica lineal Maacutes recientemente el
antideslizante que se puede determinar midiendo el coeficiente de friccioacuten se ha convertido en
una preocupacioacuten Sin embargo no existe una norma se ha establecido todaviacutea porque otros
factores (tales como el disentildeo del suelo y el cuidado apropiados) puede hacer que los resultados
sin sentido
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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APLICACIOacuteN EN LA ETAPA DE CONSTRUCCION YO POST-CONSTRUCCION
Su uso inicial fue fundamentalmente la elaboracioacuten de recipientes empleados para contener
alimentos o bebidas Maacutes adelante se utilizoacute para modelar figurillas de posible caraacutecter simboacuteli-
co maacutegico religioso o funerario Tambieacuten se empleoacute como material de construccioacuten en forma
de ladrillo teja baldosa o azulejo conformando muros o revistiendo paramentos La teacutecnica del
vidriado le proporcionoacute gran atractivo se utilizoacute tambieacuten en escultura Actualmente tambieacuten se
emplea como aislante eleacutectrico y teacutermico en hornos motores y en blindaje
Ceraacutemicas se utilizan en la fabricacioacuten de cuchillos La hoja del cuchillo de ceraacutemica perma-
neceraacute fuerte por mucho maacutes tiempo que el de un cuchillo de acero a pesar de que es maacutes
fraacutegil que se abrocha por la caiacuteda sobre una superficie dura
Ceraacutemicas como aluacutemina y carburo de boro se han utilizado en baliacutestica chalecos blindados
para repeler gran calibre rifle de fuego Dichas placas se conocen comuacutenmente como de
armas pequentildeas inserciones de proteccioacuten (SAPI) Material similar se utiliza para proteger
las cabinas de algunos aviones militares debido a su bajo peso del material
Las bolas de ceraacutemica se puede utilizar para sustituir el acero en rodamientos de bolas Su
mayor dureza que significa que son mucho menos susceptibles al desgaste y puede ofrecer
maacutes de vida triple Tambieacuten se deforman menos en el sentido de carga que tienen menos
contacto con las paredes de retencioacuten del rodamiento y puede rodar maacutes raacutepido En las
aplicaciones de muy alta velocidad el calor de la friccioacuten durante la rodadura puede causar
problemas para los rodamientos de metal los problemas que se reducen por el uso de la ce-
raacutemica La ceraacutemica es tambieacuten maacutes resistente a los quiacutemicos y puede utilizarse en ambien-
tes huacutemedos donde los rodamientos de acero se oxidaban El mayor inconveniente de uti-
lizar la ceraacutemica es un costo mucho maacutes elevado En muchos casos sus propiedades de ais-
lamiento eleacutectrico tambieacuten puede ser valiosa para los rodamientos
En la deacutecada de 1980 Toyota investigoacute la produccioacuten de una adiabaacutetica motor de ceraacutemica
que pueden funcionar a una temperatura de maacutes de 6000 deg F (3300 deg C) Motores ceraacutemicos
no necesitan un sistema de enfriamiento y por lo tanto permiten una importante reduccioacuten
de peso y la eficiencia de combustible por lo tanto mayor La eficiencia del combustible del
motor es tambieacuten maacutes alta a alta temperatura como se muestra por Carnot teorema En un
motor metaacutelico convencional mucha de la energiacutea liberada por el combustible debe ser di-
sipada como calor residual con el fin de evitar un colapso de las partes metaacutelicas A pesar
de todas estas propiedades deseables tales motores no estaacuten en produccioacuten ya que la fa-
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bricacioacuten de piezas de ceraacutemica de la precisioacuten necesaria y la durabilidad es difiacutecil Imper-
fecciones en la ceraacutemica lleva a las grietas que puede conducir a fallas en los equipos po-
tencialmente peligrosos Estos motores son posibles en el laboratorio pero la produccioacuten
en masa no es factible con la tecnologiacutea actual
Se estaacute trabajando en el desarrollo de piezas ceraacutemicas para turbinas de gas motores En
la actualidad incluso las hojas hechas de avanzadas aleaciones de metales utilizados en la
seccioacuten de los motores calientes requieren temperaturas de refrigeracioacuten y cuidadosos que
limitan la de Motores turbina hizo con ceraacutemicas podiacutea operar maacutes eficientemente dando
aviones mayor alcance y payload por un importe conjunto de combustible
Recientemente se han producido avances en la ceraacutemica que incluyen bio-ceraacutemica tales
como los implantes dentales y huesos sinteacuteticos hidroxiapatita el componente mineral na-
tural del hueso se ha hecho de forma sinteacutetica a partir de una serie de fuentes bioloacutegicas y
quiacutemicas y se pueden transformar en materiales ceraacutemicos Implantes ortopeacutedicos a partir
de estos bonos de materiales faacutecilmente a los tejidos oacuteseos y otras partes del cuerpo sin re-
chazo o reacciones inflamatorias Debido a esto son de gran intereacutes para la entrega de ge-
nes y la ingenieriacutea de tejidos andamios La mayoriacutea de la ceraacutemica de hidroxiapatita son
muy porosas y la falta de resistencia mecaacutenica y se utilizan para dispositivos ortopeacutedicos ca-
pa de metal para ayudar en la formacioacuten de un enlace con el hueso o como relleno oacuteseo
Tambieacuten se utilizan como relleno de tornillos ortopeacutedicos de plaacutestico para ayudar a reducir
la inflamacioacuten y aumentar la absorcioacuten de estos materiales de plaacutestico Se estaacute trabajando
para hacer fuerte y bien densa nano cristalina de materiales ceraacutemicos de hidroxiapatita pa-
ra dispositivos ortopeacutedicos que soportan peso en sustitucioacuten de metales y materiales plaacutes-
ticos extranjeros ortopeacutedico con un material sinteacutetico pero de origen natural mineral de los
huesos En uacuteltima instancia estos materiales ceraacutemicos se pueden utilizar como sustitutos
de hueso o con la incorporacioacuten de la proteiacutena colaacutegeno huesos sinteacuteticos
Ceraacutemica de alta tecnologiacutea se utiliza en relojeriacutea para la produccioacuten de cajas de relojes El
material se valora por los relojeros por su ligereza resistencia al rayado resistencia y tacto
suave CBI es una de las marcas que ha iniciado el uso de la ceraacutemica en la relojeriacutea El caso
de la CBI edicioacuten 2007 de Top Gun de la Vigilancia de la Pilot cronoacutegrafo doble se hace a
mano en ceraacutemica de alta tecnologiacutea negro
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Revestimiento con ceraacutemico Las ceraacutemicas se
comercializan clasificadas con un nuacutemero de
tono cuando compre las cajas verifique una por
una para evitar contratiempos a la hora de su
colocacioacuten
Para lograr el equilibrio de coloracioacuten es aconse-
jable mezclar las piezas antes de su colocacioacuten
En este sentido vaya sacando una ceraacutemica de cada caja y coloacutequelas en este orden ya que
siempre existe una pequentildea variacioacuten de matiz de una caja a otra pero que no se notaraacute cuando
se hallen instaladas En cuanto a los sistemas de colocacioacuten existen dos alternativas el sistema
mortero tradicional (praacutecticamente en desuso) y el sistema de capa fina El primero requiere
sumergir la ceraacutemica en agua limpia durante unos minutos como paso previo a su colocacioacuten Si
opta por este meacutetodo recuerde que la ceraacutemica no debe introducirse en el agua con su envase
de cartoacuten ya que podriacutea mancharse como consecuencia de la accioacuten de la tinta del envoltorio o
de la oxidacioacuten de los ganchos de cierre En este sistema es imprescindible tambieacuten mojar los
revoques de los muros y las carpetas de los pisos
Si emplea el segundo sistema que se trabaja sobre la base de un adhesivo cementicio no seraacute
necesario mojar la ceraacutemica ni los revoques No obstante independientemente del meacutetodo de
colocacioacuten utilizado usted deberaacute verificar que las ceraacutemicas esteacuten libres de polvo antes de su
instalacioacuten
En el piso no soacutelo deberaacute tener en cuenta la junta entre una ceraacutemica y otra sino tambieacuten una
separacioacuten perimetral que para superficies pequentildeas debe llegar a los 15 miliacutemetros
Las juntas entre ceraacutemicas deben sellarse con cemento Portland mezclado con arena marmolina
o cuarzo molido Si quiere dar color a la junta recuerde que no es conveniente utilizar colorantes
hidrosolubles como oacutexido de hierro o negro de humo porque pueden manchar la ceraacutemica
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EMPRESAS NACIONALES QUE PRODUCEN DICHOS PRODUCTOS
Las Compantildeiacutea Ceraacutemica o empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y pisos ceraacutemicos han tenido
como objetivo de mejorar la calidad de informacioacuten minimizar esfuerzos y recursos reducir costos y
brindar un mejor servicio al cliente que quiere adquirir estos productos para ello tenemos algunas
empresas nacionales descritos en esta investigacioacuten
COMPANtildeIacuteA DE CERAacuteMICA SA CELIMA
Es empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y
pisos ceraacutemicos desde 1982Ceraacutemica Lima SA
ldquoCelimardquo es una empresa cimentada en la tradicioacuten
milenaria de las culturas Nazca Moche y Chaviacuten para
el dominio de la ceraacutemica cuenta con personal alta-
mente calificado y tecnologiacutea de punta que le ha permitido ingresar a los mercados maacutes exigentes
del mundo tales como la Comunidad Econoacutemica Europea Estados Unidos Canadaacute Australia Centro
Ameacuterica y Sud-Ameacuterica Actualmente CELIMA tiene una capacidad de produccioacuten mensual de
1rsquo100000 m2 entre azulejos y pisos ceraacutemicos
CERAacuteMICA SAN LORENZO ndash PERUacute inicia la
construccioacuten de su planta en mayo de 1999
con los maacutes altos estaacutendares de seguridad
ambiental y tecnologiacutea italiana de vanguardia
Con una inversioacuten inicial de 17 millones de
doacutelares iniciaacutendose con una produccioacuten mensual de 200000 m2 de revestimiento ceraacutemico
para pisos
Antildeo y medio despueacutes amplia su capacidad productiva eacutesta se incrementa a 440000 m2 al
mes innovando en la produccioacuten del Revestimiento Ceraacutemico de Pared permitiendo asiacute
abastecer la demanda insatisfecha de los revestimientos de Pared que no disponiacutea ante-
riormente con una inversioacuten aproximada de 10 millones de doacutelares
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Luego con el objetivo de desarrollar un mercado de exportacioacuten a Estados Unidos donde el gru-
po ha iniciado operaciones a traveacutes de Ceraacutemica San Lorenzo INC (USA) se invierte en una
nueva liacutenea de esmaltado otorgaacutendole asiacute flexibilidad a la produccioacuten siendo eacutesta una alternativa
de disminucioacuten de tiempo en el cambio de producto y se suma a ella la reduccioacuten de ciclos de
proceso de coccioacuten aumentando asiacute la velocidad de la produccioacuten llegando a producir 620000
m2 mensuales
Tambieacuten dentro de los proyectos importantes tenemos el montaje y puesta en marcha de la
planta de productos de tercer fuego los cuales complementan nuestra liacutenea actual de revesti-
mientos Liacutenea de alto perfil desarrollar una serie de piezas especiales como son zoacutecalos liacutestelos
en sus distintas medidas insertos tacos etc
Debido al sostenido aumento de las ventas y con el fin de obtener el liderazgo en el mercado del
ceraacutemico actualmente Ceraacutemica San Lorenzo a incrementado su capacidad de produccioacuten con
una inversioacuten de 12 millones de doacutelares en una ampliacioacuten de planta de 420000 m2 de ceraacutemi-
cos mensuales bajo el concepto de ldquoalta productividadrdquo considerando en el proceso de produc-
cioacuten la molienda de arcillas por viacutea seca ahorrando asiacute gas natural y energiacutea eleacutectrica
Hoy Ceraacutemica San Lorenzo logra ofrecer una amplia gama de productos ceraacutemicos de alta cali-
dad con una produccioacuten superior al milloacuten de metros cuadrados
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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CONCLUSIONES
Se logro obtener la mayor y suficiente informacioacuten acerca del tema pisos ceraacutemicos y mayoacute-
licas
Se logro obtener conocimiento del tema a presentar en este trabajo ldquopisos ceraacutemicos y ma-
yoacutelicasrdquo ya que este tema en discusioacuten es de mucha importancia para nuestra carrera profe-
sional
Se logro obtener la informacioacuten suficiente del tema en investigacioacuten estructurado en los
siguientes apartados descripcioacuten del producto descripcioacuten de las materias primas proceso
de produccioacuten aplicacioacuten en la etapa de construccioacuten yo post-construccioacuten empresas na-
cionales que producen
Los ceraacutemicos son muy importante y aportan al desarrollo y a la comodidad de la humani-
dad asiacute como para la ingenieriacutea es muy importante ya que aporta a los acabados en cons-
trucciones
Por el presente trabajo de investigacioacuten se adquirioacute nuevos conocimientos en cuanto al ma-
terial llamado pisos ceraacutemicos y mayoacutelicas
Aprendimos cuales son los materias primas para la fabricacioacuten de las ceraacutemicas
Aprendimos las aplicaciones en la construccioacuten y en la post construccioacuten
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RECOMENDACIONES
Se recomienda el uso adecuado y mesurado de la informacioacuten en investigacioacuten
Es maacutes factible hacer trabajos de investigacioacuten de materiales ya conocidos y comunes que
se usan en el proceso de construccioacuten y post construccioacuten
Los integrantes del grupo deben trabajar adecuadamente y con seriedad para que no se
produzca mayor y aprender a trabajar en equipo
Este trabajo fue realizado con mucho esmero y dedicacioacuten ya que el tema en investigacioacuten
es muy importante para nuestra carrera profesional
Observar y realizar un resumen de la informacioacuten recabada de acuerdo al tema en investi-
gacioacuten asiacute como recabar nueva y reciente informacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten tomar maacutes implicancia y verificar los avances de los
trabajos de investigacioacuten y detallar las dificultades de cada grupo asiacute como los errores y asiacute
realizar un mejor u buen trabajo de investigacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten organizar de mejor manera a los alumnos para una
buena y mejor elaboracioacuten de los trabajos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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BIBLIOGRAFIA
Castaldo Paris Lluis- Necesidad e importancia de la ceraacutemica como manifestacioacuten humana
wwwcasadellibrocom
wwwtaringanetpostsebookslibro-de-Quimicahtml
wwwlibrosaulamagnacomQuimica-libros
wwwbooksgooglecombooksabouttopografiacutea_abreviadahtmlhl=esampid
wwwgooglecom
wwwmonografiascom
wwwwiquipediacom
wwwvisionlearningcom
wwwsegemargovar
httpwwweducarednet
httpwwwvisionlearningcomlibrarymodule_viewerphpmid=140ampl=s
Introduccioacuten a la ciencia e ingenieriacutea de los materiales WD Callister
Materiales Estructura propiedades y aplicaciones Saja Saez ndash Rodriacuteguez Perez ndash Rodriacuteguez
Mendez
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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ANEXOS
Pisos ceraacutemicos en viviendas
Pisos ceraacutemicos en sshh
Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
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Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
Pisos ceraacutemicos en Inst Puacuteblicos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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grietas por contraccioacuten Los secadores continuos o tuacuteneles que se utilizan son calentados con
gas o aceite laacutemparas de infrarrojos o energiacutea de microondas Secado por infrarrojos es maacutes
adecuado para baldosas finas mientras secado por microondas que funciona mejor para maacutes
gruesa de baldosas Otro meacutetodo el secado impulso utiliza pulsos de aire caliente que fluye en
la direccioacuten transversal en vez de manera continua en la direccioacuten del flujo de materiales
Acristalamiento Para preparar el glaseado los mismos meacutetodos que para el cuerpo del azulejo
Despueacutes de una formulacioacuten de lotes se calcula las materias primas se pesan se mezclan y seco
o huacutemedo molido Los esmaltes molidos se aplican mediante uno de los meacutetodos disponibles
En el acristalamiento de centriacutefuga o arado de discos el esmalte se alimenta a traveacutes de un disco
giratorio que arroja o lanza el esmalte en el azulejo En el meacutetodo de la campana cascada una
corriente de barniz se cae en el azulejo al pasar sobre una cinta transportadora por debajo A
veces el esmalte es simplemente rociado en Para aplicaciones de esmalte muacuteltiples impresioacuten
en pantalla por debajo o entre las baldosas que se han mojado cristal se utiliza En este proce-
so esmalte es forzada a traveacutes de una pantalla por una rasqueta de goma u otro dispositivo
Acristalamiento en seco tambieacuten se estaacute utilizando Esto implica la aplicacioacuten de polvos fritas
trituradas (materiales de vidrio) y esmaltes granulada en una superficie de baldosas mojadas
acristalamiento Despueacutes de la coccioacuten las partiacuteculas de esmalte se funden entre siacute para produ-
cir una superficie como el granito
Disparo Despueacutes de cristal el azulejo se debe calentar intensamente para fortalecerlo y darle la
porosidad deseada Hay dos tipos de hornos o Despueacutes de la formacioacuten el archivo se seca poco
a poco (durante varios diacuteas) y con una humedad alta para evitar el agrietamiento y la contrac-
cioacuten A continuacioacuten el barniz se aplica a continuacioacuten el azulejo se cuece en un horno o estu-
fa Aunque algunos tipos de baldosas requiere un proceso de coccioacuten en dos etapas huacutemedo
molido baldosas se dispara una sola vez a una temperatura de 2000 grados Fahrenheit o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten el azulejo es empacado y enviado
Los hornos se utilizan para la coccioacuten de baldosas Azulejo de la pared o azulejo que es prepa-
rado por molienda en seco en lugar de molienda huacutemeda requiere generalmente un proceso de
dos pasos En este proceso el azulejo pasa a traveacutes de un disparo de baja temperatura llamada
sopa de fuego antes de acristalamiento Este paso elimina los volaacutetiles de la materia y la mayor
parte o la totalidad de la contraccioacuten El cuerpo y el esmalte luego se disparoacute en un proceso lla-
mado despido glost Tanto los procesos de coccioacuten tienen lugar en un tuacutenel o un horno conti-
nuo que consta de una caacutemara a traveacutes del cual poco a poco el software se trasladoacute en un
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transportador de rollos de refractarios estantes construidos con materiales que son resistentes a
temperaturas altas o en contenedores denominados gacetas Coccioacuten en un horno tuacutenel puede
tomar de dos a tres diacuteas con temperaturas alrededor de disparar 2372 grados Fahrenheit
(1300 grados Celsius)
Para el azulejo que soacutelo requiere un uacutenico disparo por lo general de baldosas que se prepara por
viacutea huacutemeda de rodillos para moler los hornos se utilizan generalmente Estos hornos se mueven
las mercanciacuteas de un transportador de rodillos y no necesitan muebles horno tales como blo-
ques o gacetas Los tiempos de encender en los hornos de rodillos pueden ser tan bajos como
60 minutos con temperaturas de coccioacuten alrededor de 2102 grados Fahrenheit (1150 grados
Celsius) o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten y las pruebas el azulejo estaacute listo para ser empaquetados y enviados
Subproductos Una variedad de contaminantes se generan durante las etapas de fabricacioacuten
diferentes estas emisiones deben ser controladas para cumplir con las normas de control de
aire Entre los contaminantes que produce en la fabricacioacuten de baldosas estaacuten compuestos de
fluacuteor y el plomo que se producen durante la coccioacuten y vidriado Los compuestos de plomo se
han reducido significativamente con el reciente desarrollo de esmaltes sin plomo o de bajo plo-
mo Las emisiones de fluacuteor pueden ser controladas con los depuradores los dispositivos de ae-
rosol que baacutesicamente los gases con agua para eliminar los contaminantes dantildeinos Tambieacuten
se puede controlar con procesos en seco como los filtros de tela recubierta con cal Esta cal
puede ser reciclada como materia prima para el azulejo en el futuro
La industria del azulejo es tambieacuten el desarrollo de procesos para reciclar las aguas residuales y
lodos generados durante el mecanizado automaacutetico vidrios y el secado por atomizacioacuten Ya
que algunas plantas de reciclaje el exceso de polvo generado durante el prensado en seco asiacute
como el rociacuteo producido durante el acristalamiento Residuos de barniz y teja rechazoacute tambieacuten
se devuelven al proceso de preparacioacuten del cuerpo para su reutilizacioacuten
Control de calidad La mayoriacutea de fabricantes de baldosas utilizan ahora el control estadiacutestico de
procesos (SPC) para cada paso del proceso de fabricacioacuten Muchos de ellos tambieacuten trabajan
estrechamente con sus proveedores de materia prima para asegurar que se cumplan las especi-
ficaciones antes de que el material se utilice Control estadiacutestico del proceso consiste en las car-
tas que se utilizan para controlar diversos paraacutemetros de procesamiento tales como el tamantildeo
de las partiacuteculas el tiempo de molienda la temperatura de secado y el tiempo presioacuten de com-
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pactacioacuten dimensiones despueacutes del prensado la densidad la temperatura de coccioacuten y el tiem-
po y similares Estas cartas identificar problemas con el equipo fuera de las condiciones de
especificacioacuten y ayudar a mejorar el rendimiento antes de que el producto final esteacute terminado
El producto final debe cumplir con ciertas especificaciones en relacioacuten con propiedades fiacutesicas y
quiacutemicas Estas propiedades estaacuten determinados por las pruebas estaacutendar establecido por la
Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM) Propiedades medidas incluyen resistencia
mecaacutenica resistencia de abrasioacuten resistencia quiacutemica absorcioacuten de agua su estabilidad dimen-
sional resistencia al hielo y el coeficiente de expansioacuten teacutermica lineal Maacutes recientemente el
antideslizante que se puede determinar midiendo el coeficiente de friccioacuten se ha convertido en
una preocupacioacuten Sin embargo no existe una norma se ha establecido todaviacutea porque otros
factores (tales como el disentildeo del suelo y el cuidado apropiados) puede hacer que los resultados
sin sentido
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APLICACIOacuteN EN LA ETAPA DE CONSTRUCCION YO POST-CONSTRUCCION
Su uso inicial fue fundamentalmente la elaboracioacuten de recipientes empleados para contener
alimentos o bebidas Maacutes adelante se utilizoacute para modelar figurillas de posible caraacutecter simboacuteli-
co maacutegico religioso o funerario Tambieacuten se empleoacute como material de construccioacuten en forma
de ladrillo teja baldosa o azulejo conformando muros o revistiendo paramentos La teacutecnica del
vidriado le proporcionoacute gran atractivo se utilizoacute tambieacuten en escultura Actualmente tambieacuten se
emplea como aislante eleacutectrico y teacutermico en hornos motores y en blindaje
Ceraacutemicas se utilizan en la fabricacioacuten de cuchillos La hoja del cuchillo de ceraacutemica perma-
neceraacute fuerte por mucho maacutes tiempo que el de un cuchillo de acero a pesar de que es maacutes
fraacutegil que se abrocha por la caiacuteda sobre una superficie dura
Ceraacutemicas como aluacutemina y carburo de boro se han utilizado en baliacutestica chalecos blindados
para repeler gran calibre rifle de fuego Dichas placas se conocen comuacutenmente como de
armas pequentildeas inserciones de proteccioacuten (SAPI) Material similar se utiliza para proteger
las cabinas de algunos aviones militares debido a su bajo peso del material
Las bolas de ceraacutemica se puede utilizar para sustituir el acero en rodamientos de bolas Su
mayor dureza que significa que son mucho menos susceptibles al desgaste y puede ofrecer
maacutes de vida triple Tambieacuten se deforman menos en el sentido de carga que tienen menos
contacto con las paredes de retencioacuten del rodamiento y puede rodar maacutes raacutepido En las
aplicaciones de muy alta velocidad el calor de la friccioacuten durante la rodadura puede causar
problemas para los rodamientos de metal los problemas que se reducen por el uso de la ce-
raacutemica La ceraacutemica es tambieacuten maacutes resistente a los quiacutemicos y puede utilizarse en ambien-
tes huacutemedos donde los rodamientos de acero se oxidaban El mayor inconveniente de uti-
lizar la ceraacutemica es un costo mucho maacutes elevado En muchos casos sus propiedades de ais-
lamiento eleacutectrico tambieacuten puede ser valiosa para los rodamientos
En la deacutecada de 1980 Toyota investigoacute la produccioacuten de una adiabaacutetica motor de ceraacutemica
que pueden funcionar a una temperatura de maacutes de 6000 deg F (3300 deg C) Motores ceraacutemicos
no necesitan un sistema de enfriamiento y por lo tanto permiten una importante reduccioacuten
de peso y la eficiencia de combustible por lo tanto mayor La eficiencia del combustible del
motor es tambieacuten maacutes alta a alta temperatura como se muestra por Carnot teorema En un
motor metaacutelico convencional mucha de la energiacutea liberada por el combustible debe ser di-
sipada como calor residual con el fin de evitar un colapso de las partes metaacutelicas A pesar
de todas estas propiedades deseables tales motores no estaacuten en produccioacuten ya que la fa-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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bricacioacuten de piezas de ceraacutemica de la precisioacuten necesaria y la durabilidad es difiacutecil Imper-
fecciones en la ceraacutemica lleva a las grietas que puede conducir a fallas en los equipos po-
tencialmente peligrosos Estos motores son posibles en el laboratorio pero la produccioacuten
en masa no es factible con la tecnologiacutea actual
Se estaacute trabajando en el desarrollo de piezas ceraacutemicas para turbinas de gas motores En
la actualidad incluso las hojas hechas de avanzadas aleaciones de metales utilizados en la
seccioacuten de los motores calientes requieren temperaturas de refrigeracioacuten y cuidadosos que
limitan la de Motores turbina hizo con ceraacutemicas podiacutea operar maacutes eficientemente dando
aviones mayor alcance y payload por un importe conjunto de combustible
Recientemente se han producido avances en la ceraacutemica que incluyen bio-ceraacutemica tales
como los implantes dentales y huesos sinteacuteticos hidroxiapatita el componente mineral na-
tural del hueso se ha hecho de forma sinteacutetica a partir de una serie de fuentes bioloacutegicas y
quiacutemicas y se pueden transformar en materiales ceraacutemicos Implantes ortopeacutedicos a partir
de estos bonos de materiales faacutecilmente a los tejidos oacuteseos y otras partes del cuerpo sin re-
chazo o reacciones inflamatorias Debido a esto son de gran intereacutes para la entrega de ge-
nes y la ingenieriacutea de tejidos andamios La mayoriacutea de la ceraacutemica de hidroxiapatita son
muy porosas y la falta de resistencia mecaacutenica y se utilizan para dispositivos ortopeacutedicos ca-
pa de metal para ayudar en la formacioacuten de un enlace con el hueso o como relleno oacuteseo
Tambieacuten se utilizan como relleno de tornillos ortopeacutedicos de plaacutestico para ayudar a reducir
la inflamacioacuten y aumentar la absorcioacuten de estos materiales de plaacutestico Se estaacute trabajando
para hacer fuerte y bien densa nano cristalina de materiales ceraacutemicos de hidroxiapatita pa-
ra dispositivos ortopeacutedicos que soportan peso en sustitucioacuten de metales y materiales plaacutes-
ticos extranjeros ortopeacutedico con un material sinteacutetico pero de origen natural mineral de los
huesos En uacuteltima instancia estos materiales ceraacutemicos se pueden utilizar como sustitutos
de hueso o con la incorporacioacuten de la proteiacutena colaacutegeno huesos sinteacuteticos
Ceraacutemica de alta tecnologiacutea se utiliza en relojeriacutea para la produccioacuten de cajas de relojes El
material se valora por los relojeros por su ligereza resistencia al rayado resistencia y tacto
suave CBI es una de las marcas que ha iniciado el uso de la ceraacutemica en la relojeriacutea El caso
de la CBI edicioacuten 2007 de Top Gun de la Vigilancia de la Pilot cronoacutegrafo doble se hace a
mano en ceraacutemica de alta tecnologiacutea negro
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
32
Revestimiento con ceraacutemico Las ceraacutemicas se
comercializan clasificadas con un nuacutemero de
tono cuando compre las cajas verifique una por
una para evitar contratiempos a la hora de su
colocacioacuten
Para lograr el equilibrio de coloracioacuten es aconse-
jable mezclar las piezas antes de su colocacioacuten
En este sentido vaya sacando una ceraacutemica de cada caja y coloacutequelas en este orden ya que
siempre existe una pequentildea variacioacuten de matiz de una caja a otra pero que no se notaraacute cuando
se hallen instaladas En cuanto a los sistemas de colocacioacuten existen dos alternativas el sistema
mortero tradicional (praacutecticamente en desuso) y el sistema de capa fina El primero requiere
sumergir la ceraacutemica en agua limpia durante unos minutos como paso previo a su colocacioacuten Si
opta por este meacutetodo recuerde que la ceraacutemica no debe introducirse en el agua con su envase
de cartoacuten ya que podriacutea mancharse como consecuencia de la accioacuten de la tinta del envoltorio o
de la oxidacioacuten de los ganchos de cierre En este sistema es imprescindible tambieacuten mojar los
revoques de los muros y las carpetas de los pisos
Si emplea el segundo sistema que se trabaja sobre la base de un adhesivo cementicio no seraacute
necesario mojar la ceraacutemica ni los revoques No obstante independientemente del meacutetodo de
colocacioacuten utilizado usted deberaacute verificar que las ceraacutemicas esteacuten libres de polvo antes de su
instalacioacuten
En el piso no soacutelo deberaacute tener en cuenta la junta entre una ceraacutemica y otra sino tambieacuten una
separacioacuten perimetral que para superficies pequentildeas debe llegar a los 15 miliacutemetros
Las juntas entre ceraacutemicas deben sellarse con cemento Portland mezclado con arena marmolina
o cuarzo molido Si quiere dar color a la junta recuerde que no es conveniente utilizar colorantes
hidrosolubles como oacutexido de hierro o negro de humo porque pueden manchar la ceraacutemica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
33
EMPRESAS NACIONALES QUE PRODUCEN DICHOS PRODUCTOS
Las Compantildeiacutea Ceraacutemica o empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y pisos ceraacutemicos han tenido
como objetivo de mejorar la calidad de informacioacuten minimizar esfuerzos y recursos reducir costos y
brindar un mejor servicio al cliente que quiere adquirir estos productos para ello tenemos algunas
empresas nacionales descritos en esta investigacioacuten
COMPANtildeIacuteA DE CERAacuteMICA SA CELIMA
Es empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y
pisos ceraacutemicos desde 1982Ceraacutemica Lima SA
ldquoCelimardquo es una empresa cimentada en la tradicioacuten
milenaria de las culturas Nazca Moche y Chaviacuten para
el dominio de la ceraacutemica cuenta con personal alta-
mente calificado y tecnologiacutea de punta que le ha permitido ingresar a los mercados maacutes exigentes
del mundo tales como la Comunidad Econoacutemica Europea Estados Unidos Canadaacute Australia Centro
Ameacuterica y Sud-Ameacuterica Actualmente CELIMA tiene una capacidad de produccioacuten mensual de
1rsquo100000 m2 entre azulejos y pisos ceraacutemicos
CERAacuteMICA SAN LORENZO ndash PERUacute inicia la
construccioacuten de su planta en mayo de 1999
con los maacutes altos estaacutendares de seguridad
ambiental y tecnologiacutea italiana de vanguardia
Con una inversioacuten inicial de 17 millones de
doacutelares iniciaacutendose con una produccioacuten mensual de 200000 m2 de revestimiento ceraacutemico
para pisos
Antildeo y medio despueacutes amplia su capacidad productiva eacutesta se incrementa a 440000 m2 al
mes innovando en la produccioacuten del Revestimiento Ceraacutemico de Pared permitiendo asiacute
abastecer la demanda insatisfecha de los revestimientos de Pared que no disponiacutea ante-
riormente con una inversioacuten aproximada de 10 millones de doacutelares
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
34
Luego con el objetivo de desarrollar un mercado de exportacioacuten a Estados Unidos donde el gru-
po ha iniciado operaciones a traveacutes de Ceraacutemica San Lorenzo INC (USA) se invierte en una
nueva liacutenea de esmaltado otorgaacutendole asiacute flexibilidad a la produccioacuten siendo eacutesta una alternativa
de disminucioacuten de tiempo en el cambio de producto y se suma a ella la reduccioacuten de ciclos de
proceso de coccioacuten aumentando asiacute la velocidad de la produccioacuten llegando a producir 620000
m2 mensuales
Tambieacuten dentro de los proyectos importantes tenemos el montaje y puesta en marcha de la
planta de productos de tercer fuego los cuales complementan nuestra liacutenea actual de revesti-
mientos Liacutenea de alto perfil desarrollar una serie de piezas especiales como son zoacutecalos liacutestelos
en sus distintas medidas insertos tacos etc
Debido al sostenido aumento de las ventas y con el fin de obtener el liderazgo en el mercado del
ceraacutemico actualmente Ceraacutemica San Lorenzo a incrementado su capacidad de produccioacuten con
una inversioacuten de 12 millones de doacutelares en una ampliacioacuten de planta de 420000 m2 de ceraacutemi-
cos mensuales bajo el concepto de ldquoalta productividadrdquo considerando en el proceso de produc-
cioacuten la molienda de arcillas por viacutea seca ahorrando asiacute gas natural y energiacutea eleacutectrica
Hoy Ceraacutemica San Lorenzo logra ofrecer una amplia gama de productos ceraacutemicos de alta cali-
dad con una produccioacuten superior al milloacuten de metros cuadrados
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
35
CONCLUSIONES
Se logro obtener la mayor y suficiente informacioacuten acerca del tema pisos ceraacutemicos y mayoacute-
licas
Se logro obtener conocimiento del tema a presentar en este trabajo ldquopisos ceraacutemicos y ma-
yoacutelicasrdquo ya que este tema en discusioacuten es de mucha importancia para nuestra carrera profe-
sional
Se logro obtener la informacioacuten suficiente del tema en investigacioacuten estructurado en los
siguientes apartados descripcioacuten del producto descripcioacuten de las materias primas proceso
de produccioacuten aplicacioacuten en la etapa de construccioacuten yo post-construccioacuten empresas na-
cionales que producen
Los ceraacutemicos son muy importante y aportan al desarrollo y a la comodidad de la humani-
dad asiacute como para la ingenieriacutea es muy importante ya que aporta a los acabados en cons-
trucciones
Por el presente trabajo de investigacioacuten se adquirioacute nuevos conocimientos en cuanto al ma-
terial llamado pisos ceraacutemicos y mayoacutelicas
Aprendimos cuales son los materias primas para la fabricacioacuten de las ceraacutemicas
Aprendimos las aplicaciones en la construccioacuten y en la post construccioacuten
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
36
RECOMENDACIONES
Se recomienda el uso adecuado y mesurado de la informacioacuten en investigacioacuten
Es maacutes factible hacer trabajos de investigacioacuten de materiales ya conocidos y comunes que
se usan en el proceso de construccioacuten y post construccioacuten
Los integrantes del grupo deben trabajar adecuadamente y con seriedad para que no se
produzca mayor y aprender a trabajar en equipo
Este trabajo fue realizado con mucho esmero y dedicacioacuten ya que el tema en investigacioacuten
es muy importante para nuestra carrera profesional
Observar y realizar un resumen de la informacioacuten recabada de acuerdo al tema en investi-
gacioacuten asiacute como recabar nueva y reciente informacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten tomar maacutes implicancia y verificar los avances de los
trabajos de investigacioacuten y detallar las dificultades de cada grupo asiacute como los errores y asiacute
realizar un mejor u buen trabajo de investigacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten organizar de mejor manera a los alumnos para una
buena y mejor elaboracioacuten de los trabajos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
37
BIBLIOGRAFIA
Castaldo Paris Lluis- Necesidad e importancia de la ceraacutemica como manifestacioacuten humana
wwwcasadellibrocom
wwwtaringanetpostsebookslibro-de-Quimicahtml
wwwlibrosaulamagnacomQuimica-libros
wwwbooksgooglecombooksabouttopografiacutea_abreviadahtmlhl=esampid
wwwgooglecom
wwwmonografiascom
wwwwiquipediacom
wwwvisionlearningcom
wwwsegemargovar
httpwwweducarednet
httpwwwvisionlearningcomlibrarymodule_viewerphpmid=140ampl=s
Introduccioacuten a la ciencia e ingenieriacutea de los materiales WD Callister
Materiales Estructura propiedades y aplicaciones Saja Saez ndash Rodriacuteguez Perez ndash Rodriacuteguez
Mendez
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
38
ANEXOS
Pisos ceraacutemicos en viviendas
Pisos ceraacutemicos en sshh
Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
39
Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
Pisos ceraacutemicos en Inst Puacuteblicos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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transportador de rollos de refractarios estantes construidos con materiales que son resistentes a
temperaturas altas o en contenedores denominados gacetas Coccioacuten en un horno tuacutenel puede
tomar de dos a tres diacuteas con temperaturas alrededor de disparar 2372 grados Fahrenheit
(1300 grados Celsius)
Para el azulejo que soacutelo requiere un uacutenico disparo por lo general de baldosas que se prepara por
viacutea huacutemeda de rodillos para moler los hornos se utilizan generalmente Estos hornos se mueven
las mercanciacuteas de un transportador de rodillos y no necesitan muebles horno tales como blo-
ques o gacetas Los tiempos de encender en los hornos de rodillos pueden ser tan bajos como
60 minutos con temperaturas de coccioacuten alrededor de 2102 grados Fahrenheit (1150 grados
Celsius) o maacutes
Despueacutes de la coccioacuten y las pruebas el azulejo estaacute listo para ser empaquetados y enviados
Subproductos Una variedad de contaminantes se generan durante las etapas de fabricacioacuten
diferentes estas emisiones deben ser controladas para cumplir con las normas de control de
aire Entre los contaminantes que produce en la fabricacioacuten de baldosas estaacuten compuestos de
fluacuteor y el plomo que se producen durante la coccioacuten y vidriado Los compuestos de plomo se
han reducido significativamente con el reciente desarrollo de esmaltes sin plomo o de bajo plo-
mo Las emisiones de fluacuteor pueden ser controladas con los depuradores los dispositivos de ae-
rosol que baacutesicamente los gases con agua para eliminar los contaminantes dantildeinos Tambieacuten
se puede controlar con procesos en seco como los filtros de tela recubierta con cal Esta cal
puede ser reciclada como materia prima para el azulejo en el futuro
La industria del azulejo es tambieacuten el desarrollo de procesos para reciclar las aguas residuales y
lodos generados durante el mecanizado automaacutetico vidrios y el secado por atomizacioacuten Ya
que algunas plantas de reciclaje el exceso de polvo generado durante el prensado en seco asiacute
como el rociacuteo producido durante el acristalamiento Residuos de barniz y teja rechazoacute tambieacuten
se devuelven al proceso de preparacioacuten del cuerpo para su reutilizacioacuten
Control de calidad La mayoriacutea de fabricantes de baldosas utilizan ahora el control estadiacutestico de
procesos (SPC) para cada paso del proceso de fabricacioacuten Muchos de ellos tambieacuten trabajan
estrechamente con sus proveedores de materia prima para asegurar que se cumplan las especi-
ficaciones antes de que el material se utilice Control estadiacutestico del proceso consiste en las car-
tas que se utilizan para controlar diversos paraacutemetros de procesamiento tales como el tamantildeo
de las partiacuteculas el tiempo de molienda la temperatura de secado y el tiempo presioacuten de com-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
29
pactacioacuten dimensiones despueacutes del prensado la densidad la temperatura de coccioacuten y el tiem-
po y similares Estas cartas identificar problemas con el equipo fuera de las condiciones de
especificacioacuten y ayudar a mejorar el rendimiento antes de que el producto final esteacute terminado
El producto final debe cumplir con ciertas especificaciones en relacioacuten con propiedades fiacutesicas y
quiacutemicas Estas propiedades estaacuten determinados por las pruebas estaacutendar establecido por la
Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM) Propiedades medidas incluyen resistencia
mecaacutenica resistencia de abrasioacuten resistencia quiacutemica absorcioacuten de agua su estabilidad dimen-
sional resistencia al hielo y el coeficiente de expansioacuten teacutermica lineal Maacutes recientemente el
antideslizante que se puede determinar midiendo el coeficiente de friccioacuten se ha convertido en
una preocupacioacuten Sin embargo no existe una norma se ha establecido todaviacutea porque otros
factores (tales como el disentildeo del suelo y el cuidado apropiados) puede hacer que los resultados
sin sentido
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
30
APLICACIOacuteN EN LA ETAPA DE CONSTRUCCION YO POST-CONSTRUCCION
Su uso inicial fue fundamentalmente la elaboracioacuten de recipientes empleados para contener
alimentos o bebidas Maacutes adelante se utilizoacute para modelar figurillas de posible caraacutecter simboacuteli-
co maacutegico religioso o funerario Tambieacuten se empleoacute como material de construccioacuten en forma
de ladrillo teja baldosa o azulejo conformando muros o revistiendo paramentos La teacutecnica del
vidriado le proporcionoacute gran atractivo se utilizoacute tambieacuten en escultura Actualmente tambieacuten se
emplea como aislante eleacutectrico y teacutermico en hornos motores y en blindaje
Ceraacutemicas se utilizan en la fabricacioacuten de cuchillos La hoja del cuchillo de ceraacutemica perma-
neceraacute fuerte por mucho maacutes tiempo que el de un cuchillo de acero a pesar de que es maacutes
fraacutegil que se abrocha por la caiacuteda sobre una superficie dura
Ceraacutemicas como aluacutemina y carburo de boro se han utilizado en baliacutestica chalecos blindados
para repeler gran calibre rifle de fuego Dichas placas se conocen comuacutenmente como de
armas pequentildeas inserciones de proteccioacuten (SAPI) Material similar se utiliza para proteger
las cabinas de algunos aviones militares debido a su bajo peso del material
Las bolas de ceraacutemica se puede utilizar para sustituir el acero en rodamientos de bolas Su
mayor dureza que significa que son mucho menos susceptibles al desgaste y puede ofrecer
maacutes de vida triple Tambieacuten se deforman menos en el sentido de carga que tienen menos
contacto con las paredes de retencioacuten del rodamiento y puede rodar maacutes raacutepido En las
aplicaciones de muy alta velocidad el calor de la friccioacuten durante la rodadura puede causar
problemas para los rodamientos de metal los problemas que se reducen por el uso de la ce-
raacutemica La ceraacutemica es tambieacuten maacutes resistente a los quiacutemicos y puede utilizarse en ambien-
tes huacutemedos donde los rodamientos de acero se oxidaban El mayor inconveniente de uti-
lizar la ceraacutemica es un costo mucho maacutes elevado En muchos casos sus propiedades de ais-
lamiento eleacutectrico tambieacuten puede ser valiosa para los rodamientos
En la deacutecada de 1980 Toyota investigoacute la produccioacuten de una adiabaacutetica motor de ceraacutemica
que pueden funcionar a una temperatura de maacutes de 6000 deg F (3300 deg C) Motores ceraacutemicos
no necesitan un sistema de enfriamiento y por lo tanto permiten una importante reduccioacuten
de peso y la eficiencia de combustible por lo tanto mayor La eficiencia del combustible del
motor es tambieacuten maacutes alta a alta temperatura como se muestra por Carnot teorema En un
motor metaacutelico convencional mucha de la energiacutea liberada por el combustible debe ser di-
sipada como calor residual con el fin de evitar un colapso de las partes metaacutelicas A pesar
de todas estas propiedades deseables tales motores no estaacuten en produccioacuten ya que la fa-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
31
bricacioacuten de piezas de ceraacutemica de la precisioacuten necesaria y la durabilidad es difiacutecil Imper-
fecciones en la ceraacutemica lleva a las grietas que puede conducir a fallas en los equipos po-
tencialmente peligrosos Estos motores son posibles en el laboratorio pero la produccioacuten
en masa no es factible con la tecnologiacutea actual
Se estaacute trabajando en el desarrollo de piezas ceraacutemicas para turbinas de gas motores En
la actualidad incluso las hojas hechas de avanzadas aleaciones de metales utilizados en la
seccioacuten de los motores calientes requieren temperaturas de refrigeracioacuten y cuidadosos que
limitan la de Motores turbina hizo con ceraacutemicas podiacutea operar maacutes eficientemente dando
aviones mayor alcance y payload por un importe conjunto de combustible
Recientemente se han producido avances en la ceraacutemica que incluyen bio-ceraacutemica tales
como los implantes dentales y huesos sinteacuteticos hidroxiapatita el componente mineral na-
tural del hueso se ha hecho de forma sinteacutetica a partir de una serie de fuentes bioloacutegicas y
quiacutemicas y se pueden transformar en materiales ceraacutemicos Implantes ortopeacutedicos a partir
de estos bonos de materiales faacutecilmente a los tejidos oacuteseos y otras partes del cuerpo sin re-
chazo o reacciones inflamatorias Debido a esto son de gran intereacutes para la entrega de ge-
nes y la ingenieriacutea de tejidos andamios La mayoriacutea de la ceraacutemica de hidroxiapatita son
muy porosas y la falta de resistencia mecaacutenica y se utilizan para dispositivos ortopeacutedicos ca-
pa de metal para ayudar en la formacioacuten de un enlace con el hueso o como relleno oacuteseo
Tambieacuten se utilizan como relleno de tornillos ortopeacutedicos de plaacutestico para ayudar a reducir
la inflamacioacuten y aumentar la absorcioacuten de estos materiales de plaacutestico Se estaacute trabajando
para hacer fuerte y bien densa nano cristalina de materiales ceraacutemicos de hidroxiapatita pa-
ra dispositivos ortopeacutedicos que soportan peso en sustitucioacuten de metales y materiales plaacutes-
ticos extranjeros ortopeacutedico con un material sinteacutetico pero de origen natural mineral de los
huesos En uacuteltima instancia estos materiales ceraacutemicos se pueden utilizar como sustitutos
de hueso o con la incorporacioacuten de la proteiacutena colaacutegeno huesos sinteacuteticos
Ceraacutemica de alta tecnologiacutea se utiliza en relojeriacutea para la produccioacuten de cajas de relojes El
material se valora por los relojeros por su ligereza resistencia al rayado resistencia y tacto
suave CBI es una de las marcas que ha iniciado el uso de la ceraacutemica en la relojeriacutea El caso
de la CBI edicioacuten 2007 de Top Gun de la Vigilancia de la Pilot cronoacutegrafo doble se hace a
mano en ceraacutemica de alta tecnologiacutea negro
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Revestimiento con ceraacutemico Las ceraacutemicas se
comercializan clasificadas con un nuacutemero de
tono cuando compre las cajas verifique una por
una para evitar contratiempos a la hora de su
colocacioacuten
Para lograr el equilibrio de coloracioacuten es aconse-
jable mezclar las piezas antes de su colocacioacuten
En este sentido vaya sacando una ceraacutemica de cada caja y coloacutequelas en este orden ya que
siempre existe una pequentildea variacioacuten de matiz de una caja a otra pero que no se notaraacute cuando
se hallen instaladas En cuanto a los sistemas de colocacioacuten existen dos alternativas el sistema
mortero tradicional (praacutecticamente en desuso) y el sistema de capa fina El primero requiere
sumergir la ceraacutemica en agua limpia durante unos minutos como paso previo a su colocacioacuten Si
opta por este meacutetodo recuerde que la ceraacutemica no debe introducirse en el agua con su envase
de cartoacuten ya que podriacutea mancharse como consecuencia de la accioacuten de la tinta del envoltorio o
de la oxidacioacuten de los ganchos de cierre En este sistema es imprescindible tambieacuten mojar los
revoques de los muros y las carpetas de los pisos
Si emplea el segundo sistema que se trabaja sobre la base de un adhesivo cementicio no seraacute
necesario mojar la ceraacutemica ni los revoques No obstante independientemente del meacutetodo de
colocacioacuten utilizado usted deberaacute verificar que las ceraacutemicas esteacuten libres de polvo antes de su
instalacioacuten
En el piso no soacutelo deberaacute tener en cuenta la junta entre una ceraacutemica y otra sino tambieacuten una
separacioacuten perimetral que para superficies pequentildeas debe llegar a los 15 miliacutemetros
Las juntas entre ceraacutemicas deben sellarse con cemento Portland mezclado con arena marmolina
o cuarzo molido Si quiere dar color a la junta recuerde que no es conveniente utilizar colorantes
hidrosolubles como oacutexido de hierro o negro de humo porque pueden manchar la ceraacutemica
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EMPRESAS NACIONALES QUE PRODUCEN DICHOS PRODUCTOS
Las Compantildeiacutea Ceraacutemica o empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y pisos ceraacutemicos han tenido
como objetivo de mejorar la calidad de informacioacuten minimizar esfuerzos y recursos reducir costos y
brindar un mejor servicio al cliente que quiere adquirir estos productos para ello tenemos algunas
empresas nacionales descritos en esta investigacioacuten
COMPANtildeIacuteA DE CERAacuteMICA SA CELIMA
Es empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y
pisos ceraacutemicos desde 1982Ceraacutemica Lima SA
ldquoCelimardquo es una empresa cimentada en la tradicioacuten
milenaria de las culturas Nazca Moche y Chaviacuten para
el dominio de la ceraacutemica cuenta con personal alta-
mente calificado y tecnologiacutea de punta que le ha permitido ingresar a los mercados maacutes exigentes
del mundo tales como la Comunidad Econoacutemica Europea Estados Unidos Canadaacute Australia Centro
Ameacuterica y Sud-Ameacuterica Actualmente CELIMA tiene una capacidad de produccioacuten mensual de
1rsquo100000 m2 entre azulejos y pisos ceraacutemicos
CERAacuteMICA SAN LORENZO ndash PERUacute inicia la
construccioacuten de su planta en mayo de 1999
con los maacutes altos estaacutendares de seguridad
ambiental y tecnologiacutea italiana de vanguardia
Con una inversioacuten inicial de 17 millones de
doacutelares iniciaacutendose con una produccioacuten mensual de 200000 m2 de revestimiento ceraacutemico
para pisos
Antildeo y medio despueacutes amplia su capacidad productiva eacutesta se incrementa a 440000 m2 al
mes innovando en la produccioacuten del Revestimiento Ceraacutemico de Pared permitiendo asiacute
abastecer la demanda insatisfecha de los revestimientos de Pared que no disponiacutea ante-
riormente con una inversioacuten aproximada de 10 millones de doacutelares
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Luego con el objetivo de desarrollar un mercado de exportacioacuten a Estados Unidos donde el gru-
po ha iniciado operaciones a traveacutes de Ceraacutemica San Lorenzo INC (USA) se invierte en una
nueva liacutenea de esmaltado otorgaacutendole asiacute flexibilidad a la produccioacuten siendo eacutesta una alternativa
de disminucioacuten de tiempo en el cambio de producto y se suma a ella la reduccioacuten de ciclos de
proceso de coccioacuten aumentando asiacute la velocidad de la produccioacuten llegando a producir 620000
m2 mensuales
Tambieacuten dentro de los proyectos importantes tenemos el montaje y puesta en marcha de la
planta de productos de tercer fuego los cuales complementan nuestra liacutenea actual de revesti-
mientos Liacutenea de alto perfil desarrollar una serie de piezas especiales como son zoacutecalos liacutestelos
en sus distintas medidas insertos tacos etc
Debido al sostenido aumento de las ventas y con el fin de obtener el liderazgo en el mercado del
ceraacutemico actualmente Ceraacutemica San Lorenzo a incrementado su capacidad de produccioacuten con
una inversioacuten de 12 millones de doacutelares en una ampliacioacuten de planta de 420000 m2 de ceraacutemi-
cos mensuales bajo el concepto de ldquoalta productividadrdquo considerando en el proceso de produc-
cioacuten la molienda de arcillas por viacutea seca ahorrando asiacute gas natural y energiacutea eleacutectrica
Hoy Ceraacutemica San Lorenzo logra ofrecer una amplia gama de productos ceraacutemicos de alta cali-
dad con una produccioacuten superior al milloacuten de metros cuadrados
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CONCLUSIONES
Se logro obtener la mayor y suficiente informacioacuten acerca del tema pisos ceraacutemicos y mayoacute-
licas
Se logro obtener conocimiento del tema a presentar en este trabajo ldquopisos ceraacutemicos y ma-
yoacutelicasrdquo ya que este tema en discusioacuten es de mucha importancia para nuestra carrera profe-
sional
Se logro obtener la informacioacuten suficiente del tema en investigacioacuten estructurado en los
siguientes apartados descripcioacuten del producto descripcioacuten de las materias primas proceso
de produccioacuten aplicacioacuten en la etapa de construccioacuten yo post-construccioacuten empresas na-
cionales que producen
Los ceraacutemicos son muy importante y aportan al desarrollo y a la comodidad de la humani-
dad asiacute como para la ingenieriacutea es muy importante ya que aporta a los acabados en cons-
trucciones
Por el presente trabajo de investigacioacuten se adquirioacute nuevos conocimientos en cuanto al ma-
terial llamado pisos ceraacutemicos y mayoacutelicas
Aprendimos cuales son los materias primas para la fabricacioacuten de las ceraacutemicas
Aprendimos las aplicaciones en la construccioacuten y en la post construccioacuten
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RECOMENDACIONES
Se recomienda el uso adecuado y mesurado de la informacioacuten en investigacioacuten
Es maacutes factible hacer trabajos de investigacioacuten de materiales ya conocidos y comunes que
se usan en el proceso de construccioacuten y post construccioacuten
Los integrantes del grupo deben trabajar adecuadamente y con seriedad para que no se
produzca mayor y aprender a trabajar en equipo
Este trabajo fue realizado con mucho esmero y dedicacioacuten ya que el tema en investigacioacuten
es muy importante para nuestra carrera profesional
Observar y realizar un resumen de la informacioacuten recabada de acuerdo al tema en investi-
gacioacuten asiacute como recabar nueva y reciente informacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten tomar maacutes implicancia y verificar los avances de los
trabajos de investigacioacuten y detallar las dificultades de cada grupo asiacute como los errores y asiacute
realizar un mejor u buen trabajo de investigacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten organizar de mejor manera a los alumnos para una
buena y mejor elaboracioacuten de los trabajos
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BIBLIOGRAFIA
Castaldo Paris Lluis- Necesidad e importancia de la ceraacutemica como manifestacioacuten humana
wwwcasadellibrocom
wwwtaringanetpostsebookslibro-de-Quimicahtml
wwwlibrosaulamagnacomQuimica-libros
wwwbooksgooglecombooksabouttopografiacutea_abreviadahtmlhl=esampid
wwwgooglecom
wwwmonografiascom
wwwwiquipediacom
wwwvisionlearningcom
wwwsegemargovar
httpwwweducarednet
httpwwwvisionlearningcomlibrarymodule_viewerphpmid=140ampl=s
Introduccioacuten a la ciencia e ingenieriacutea de los materiales WD Callister
Materiales Estructura propiedades y aplicaciones Saja Saez ndash Rodriacuteguez Perez ndash Rodriacuteguez
Mendez
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ANEXOS
Pisos ceraacutemicos en viviendas
Pisos ceraacutemicos en sshh
Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
Pisos ceraacutemicos en Inst Puacuteblicos
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pactacioacuten dimensiones despueacutes del prensado la densidad la temperatura de coccioacuten y el tiem-
po y similares Estas cartas identificar problemas con el equipo fuera de las condiciones de
especificacioacuten y ayudar a mejorar el rendimiento antes de que el producto final esteacute terminado
El producto final debe cumplir con ciertas especificaciones en relacioacuten con propiedades fiacutesicas y
quiacutemicas Estas propiedades estaacuten determinados por las pruebas estaacutendar establecido por la
Sociedad Americana de Pruebas y Materiales (ASTM) Propiedades medidas incluyen resistencia
mecaacutenica resistencia de abrasioacuten resistencia quiacutemica absorcioacuten de agua su estabilidad dimen-
sional resistencia al hielo y el coeficiente de expansioacuten teacutermica lineal Maacutes recientemente el
antideslizante que se puede determinar midiendo el coeficiente de friccioacuten se ha convertido en
una preocupacioacuten Sin embargo no existe una norma se ha establecido todaviacutea porque otros
factores (tales como el disentildeo del suelo y el cuidado apropiados) puede hacer que los resultados
sin sentido
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APLICACIOacuteN EN LA ETAPA DE CONSTRUCCION YO POST-CONSTRUCCION
Su uso inicial fue fundamentalmente la elaboracioacuten de recipientes empleados para contener
alimentos o bebidas Maacutes adelante se utilizoacute para modelar figurillas de posible caraacutecter simboacuteli-
co maacutegico religioso o funerario Tambieacuten se empleoacute como material de construccioacuten en forma
de ladrillo teja baldosa o azulejo conformando muros o revistiendo paramentos La teacutecnica del
vidriado le proporcionoacute gran atractivo se utilizoacute tambieacuten en escultura Actualmente tambieacuten se
emplea como aislante eleacutectrico y teacutermico en hornos motores y en blindaje
Ceraacutemicas se utilizan en la fabricacioacuten de cuchillos La hoja del cuchillo de ceraacutemica perma-
neceraacute fuerte por mucho maacutes tiempo que el de un cuchillo de acero a pesar de que es maacutes
fraacutegil que se abrocha por la caiacuteda sobre una superficie dura
Ceraacutemicas como aluacutemina y carburo de boro se han utilizado en baliacutestica chalecos blindados
para repeler gran calibre rifle de fuego Dichas placas se conocen comuacutenmente como de
armas pequentildeas inserciones de proteccioacuten (SAPI) Material similar se utiliza para proteger
las cabinas de algunos aviones militares debido a su bajo peso del material
Las bolas de ceraacutemica se puede utilizar para sustituir el acero en rodamientos de bolas Su
mayor dureza que significa que son mucho menos susceptibles al desgaste y puede ofrecer
maacutes de vida triple Tambieacuten se deforman menos en el sentido de carga que tienen menos
contacto con las paredes de retencioacuten del rodamiento y puede rodar maacutes raacutepido En las
aplicaciones de muy alta velocidad el calor de la friccioacuten durante la rodadura puede causar
problemas para los rodamientos de metal los problemas que se reducen por el uso de la ce-
raacutemica La ceraacutemica es tambieacuten maacutes resistente a los quiacutemicos y puede utilizarse en ambien-
tes huacutemedos donde los rodamientos de acero se oxidaban El mayor inconveniente de uti-
lizar la ceraacutemica es un costo mucho maacutes elevado En muchos casos sus propiedades de ais-
lamiento eleacutectrico tambieacuten puede ser valiosa para los rodamientos
En la deacutecada de 1980 Toyota investigoacute la produccioacuten de una adiabaacutetica motor de ceraacutemica
que pueden funcionar a una temperatura de maacutes de 6000 deg F (3300 deg C) Motores ceraacutemicos
no necesitan un sistema de enfriamiento y por lo tanto permiten una importante reduccioacuten
de peso y la eficiencia de combustible por lo tanto mayor La eficiencia del combustible del
motor es tambieacuten maacutes alta a alta temperatura como se muestra por Carnot teorema En un
motor metaacutelico convencional mucha de la energiacutea liberada por el combustible debe ser di-
sipada como calor residual con el fin de evitar un colapso de las partes metaacutelicas A pesar
de todas estas propiedades deseables tales motores no estaacuten en produccioacuten ya que la fa-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
31
bricacioacuten de piezas de ceraacutemica de la precisioacuten necesaria y la durabilidad es difiacutecil Imper-
fecciones en la ceraacutemica lleva a las grietas que puede conducir a fallas en los equipos po-
tencialmente peligrosos Estos motores son posibles en el laboratorio pero la produccioacuten
en masa no es factible con la tecnologiacutea actual
Se estaacute trabajando en el desarrollo de piezas ceraacutemicas para turbinas de gas motores En
la actualidad incluso las hojas hechas de avanzadas aleaciones de metales utilizados en la
seccioacuten de los motores calientes requieren temperaturas de refrigeracioacuten y cuidadosos que
limitan la de Motores turbina hizo con ceraacutemicas podiacutea operar maacutes eficientemente dando
aviones mayor alcance y payload por un importe conjunto de combustible
Recientemente se han producido avances en la ceraacutemica que incluyen bio-ceraacutemica tales
como los implantes dentales y huesos sinteacuteticos hidroxiapatita el componente mineral na-
tural del hueso se ha hecho de forma sinteacutetica a partir de una serie de fuentes bioloacutegicas y
quiacutemicas y se pueden transformar en materiales ceraacutemicos Implantes ortopeacutedicos a partir
de estos bonos de materiales faacutecilmente a los tejidos oacuteseos y otras partes del cuerpo sin re-
chazo o reacciones inflamatorias Debido a esto son de gran intereacutes para la entrega de ge-
nes y la ingenieriacutea de tejidos andamios La mayoriacutea de la ceraacutemica de hidroxiapatita son
muy porosas y la falta de resistencia mecaacutenica y se utilizan para dispositivos ortopeacutedicos ca-
pa de metal para ayudar en la formacioacuten de un enlace con el hueso o como relleno oacuteseo
Tambieacuten se utilizan como relleno de tornillos ortopeacutedicos de plaacutestico para ayudar a reducir
la inflamacioacuten y aumentar la absorcioacuten de estos materiales de plaacutestico Se estaacute trabajando
para hacer fuerte y bien densa nano cristalina de materiales ceraacutemicos de hidroxiapatita pa-
ra dispositivos ortopeacutedicos que soportan peso en sustitucioacuten de metales y materiales plaacutes-
ticos extranjeros ortopeacutedico con un material sinteacutetico pero de origen natural mineral de los
huesos En uacuteltima instancia estos materiales ceraacutemicos se pueden utilizar como sustitutos
de hueso o con la incorporacioacuten de la proteiacutena colaacutegeno huesos sinteacuteticos
Ceraacutemica de alta tecnologiacutea se utiliza en relojeriacutea para la produccioacuten de cajas de relojes El
material se valora por los relojeros por su ligereza resistencia al rayado resistencia y tacto
suave CBI es una de las marcas que ha iniciado el uso de la ceraacutemica en la relojeriacutea El caso
de la CBI edicioacuten 2007 de Top Gun de la Vigilancia de la Pilot cronoacutegrafo doble se hace a
mano en ceraacutemica de alta tecnologiacutea negro
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
32
Revestimiento con ceraacutemico Las ceraacutemicas se
comercializan clasificadas con un nuacutemero de
tono cuando compre las cajas verifique una por
una para evitar contratiempos a la hora de su
colocacioacuten
Para lograr el equilibrio de coloracioacuten es aconse-
jable mezclar las piezas antes de su colocacioacuten
En este sentido vaya sacando una ceraacutemica de cada caja y coloacutequelas en este orden ya que
siempre existe una pequentildea variacioacuten de matiz de una caja a otra pero que no se notaraacute cuando
se hallen instaladas En cuanto a los sistemas de colocacioacuten existen dos alternativas el sistema
mortero tradicional (praacutecticamente en desuso) y el sistema de capa fina El primero requiere
sumergir la ceraacutemica en agua limpia durante unos minutos como paso previo a su colocacioacuten Si
opta por este meacutetodo recuerde que la ceraacutemica no debe introducirse en el agua con su envase
de cartoacuten ya que podriacutea mancharse como consecuencia de la accioacuten de la tinta del envoltorio o
de la oxidacioacuten de los ganchos de cierre En este sistema es imprescindible tambieacuten mojar los
revoques de los muros y las carpetas de los pisos
Si emplea el segundo sistema que se trabaja sobre la base de un adhesivo cementicio no seraacute
necesario mojar la ceraacutemica ni los revoques No obstante independientemente del meacutetodo de
colocacioacuten utilizado usted deberaacute verificar que las ceraacutemicas esteacuten libres de polvo antes de su
instalacioacuten
En el piso no soacutelo deberaacute tener en cuenta la junta entre una ceraacutemica y otra sino tambieacuten una
separacioacuten perimetral que para superficies pequentildeas debe llegar a los 15 miliacutemetros
Las juntas entre ceraacutemicas deben sellarse con cemento Portland mezclado con arena marmolina
o cuarzo molido Si quiere dar color a la junta recuerde que no es conveniente utilizar colorantes
hidrosolubles como oacutexido de hierro o negro de humo porque pueden manchar la ceraacutemica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
33
EMPRESAS NACIONALES QUE PRODUCEN DICHOS PRODUCTOS
Las Compantildeiacutea Ceraacutemica o empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y pisos ceraacutemicos han tenido
como objetivo de mejorar la calidad de informacioacuten minimizar esfuerzos y recursos reducir costos y
brindar un mejor servicio al cliente que quiere adquirir estos productos para ello tenemos algunas
empresas nacionales descritos en esta investigacioacuten
COMPANtildeIacuteA DE CERAacuteMICA SA CELIMA
Es empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y
pisos ceraacutemicos desde 1982Ceraacutemica Lima SA
ldquoCelimardquo es una empresa cimentada en la tradicioacuten
milenaria de las culturas Nazca Moche y Chaviacuten para
el dominio de la ceraacutemica cuenta con personal alta-
mente calificado y tecnologiacutea de punta que le ha permitido ingresar a los mercados maacutes exigentes
del mundo tales como la Comunidad Econoacutemica Europea Estados Unidos Canadaacute Australia Centro
Ameacuterica y Sud-Ameacuterica Actualmente CELIMA tiene una capacidad de produccioacuten mensual de
1rsquo100000 m2 entre azulejos y pisos ceraacutemicos
CERAacuteMICA SAN LORENZO ndash PERUacute inicia la
construccioacuten de su planta en mayo de 1999
con los maacutes altos estaacutendares de seguridad
ambiental y tecnologiacutea italiana de vanguardia
Con una inversioacuten inicial de 17 millones de
doacutelares iniciaacutendose con una produccioacuten mensual de 200000 m2 de revestimiento ceraacutemico
para pisos
Antildeo y medio despueacutes amplia su capacidad productiva eacutesta se incrementa a 440000 m2 al
mes innovando en la produccioacuten del Revestimiento Ceraacutemico de Pared permitiendo asiacute
abastecer la demanda insatisfecha de los revestimientos de Pared que no disponiacutea ante-
riormente con una inversioacuten aproximada de 10 millones de doacutelares
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
34
Luego con el objetivo de desarrollar un mercado de exportacioacuten a Estados Unidos donde el gru-
po ha iniciado operaciones a traveacutes de Ceraacutemica San Lorenzo INC (USA) se invierte en una
nueva liacutenea de esmaltado otorgaacutendole asiacute flexibilidad a la produccioacuten siendo eacutesta una alternativa
de disminucioacuten de tiempo en el cambio de producto y se suma a ella la reduccioacuten de ciclos de
proceso de coccioacuten aumentando asiacute la velocidad de la produccioacuten llegando a producir 620000
m2 mensuales
Tambieacuten dentro de los proyectos importantes tenemos el montaje y puesta en marcha de la
planta de productos de tercer fuego los cuales complementan nuestra liacutenea actual de revesti-
mientos Liacutenea de alto perfil desarrollar una serie de piezas especiales como son zoacutecalos liacutestelos
en sus distintas medidas insertos tacos etc
Debido al sostenido aumento de las ventas y con el fin de obtener el liderazgo en el mercado del
ceraacutemico actualmente Ceraacutemica San Lorenzo a incrementado su capacidad de produccioacuten con
una inversioacuten de 12 millones de doacutelares en una ampliacioacuten de planta de 420000 m2 de ceraacutemi-
cos mensuales bajo el concepto de ldquoalta productividadrdquo considerando en el proceso de produc-
cioacuten la molienda de arcillas por viacutea seca ahorrando asiacute gas natural y energiacutea eleacutectrica
Hoy Ceraacutemica San Lorenzo logra ofrecer una amplia gama de productos ceraacutemicos de alta cali-
dad con una produccioacuten superior al milloacuten de metros cuadrados
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
35
CONCLUSIONES
Se logro obtener la mayor y suficiente informacioacuten acerca del tema pisos ceraacutemicos y mayoacute-
licas
Se logro obtener conocimiento del tema a presentar en este trabajo ldquopisos ceraacutemicos y ma-
yoacutelicasrdquo ya que este tema en discusioacuten es de mucha importancia para nuestra carrera profe-
sional
Se logro obtener la informacioacuten suficiente del tema en investigacioacuten estructurado en los
siguientes apartados descripcioacuten del producto descripcioacuten de las materias primas proceso
de produccioacuten aplicacioacuten en la etapa de construccioacuten yo post-construccioacuten empresas na-
cionales que producen
Los ceraacutemicos son muy importante y aportan al desarrollo y a la comodidad de la humani-
dad asiacute como para la ingenieriacutea es muy importante ya que aporta a los acabados en cons-
trucciones
Por el presente trabajo de investigacioacuten se adquirioacute nuevos conocimientos en cuanto al ma-
terial llamado pisos ceraacutemicos y mayoacutelicas
Aprendimos cuales son los materias primas para la fabricacioacuten de las ceraacutemicas
Aprendimos las aplicaciones en la construccioacuten y en la post construccioacuten
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
36
RECOMENDACIONES
Se recomienda el uso adecuado y mesurado de la informacioacuten en investigacioacuten
Es maacutes factible hacer trabajos de investigacioacuten de materiales ya conocidos y comunes que
se usan en el proceso de construccioacuten y post construccioacuten
Los integrantes del grupo deben trabajar adecuadamente y con seriedad para que no se
produzca mayor y aprender a trabajar en equipo
Este trabajo fue realizado con mucho esmero y dedicacioacuten ya que el tema en investigacioacuten
es muy importante para nuestra carrera profesional
Observar y realizar un resumen de la informacioacuten recabada de acuerdo al tema en investi-
gacioacuten asiacute como recabar nueva y reciente informacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten tomar maacutes implicancia y verificar los avances de los
trabajos de investigacioacuten y detallar las dificultades de cada grupo asiacute como los errores y asiacute
realizar un mejor u buen trabajo de investigacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten organizar de mejor manera a los alumnos para una
buena y mejor elaboracioacuten de los trabajos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
37
BIBLIOGRAFIA
Castaldo Paris Lluis- Necesidad e importancia de la ceraacutemica como manifestacioacuten humana
wwwcasadellibrocom
wwwtaringanetpostsebookslibro-de-Quimicahtml
wwwlibrosaulamagnacomQuimica-libros
wwwbooksgooglecombooksabouttopografiacutea_abreviadahtmlhl=esampid
wwwgooglecom
wwwmonografiascom
wwwwiquipediacom
wwwvisionlearningcom
wwwsegemargovar
httpwwweducarednet
httpwwwvisionlearningcomlibrarymodule_viewerphpmid=140ampl=s
Introduccioacuten a la ciencia e ingenieriacutea de los materiales WD Callister
Materiales Estructura propiedades y aplicaciones Saja Saez ndash Rodriacuteguez Perez ndash Rodriacuteguez
Mendez
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
38
ANEXOS
Pisos ceraacutemicos en viviendas
Pisos ceraacutemicos en sshh
Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
39
Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
Pisos ceraacutemicos en Inst Puacuteblicos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
30
APLICACIOacuteN EN LA ETAPA DE CONSTRUCCION YO POST-CONSTRUCCION
Su uso inicial fue fundamentalmente la elaboracioacuten de recipientes empleados para contener
alimentos o bebidas Maacutes adelante se utilizoacute para modelar figurillas de posible caraacutecter simboacuteli-
co maacutegico religioso o funerario Tambieacuten se empleoacute como material de construccioacuten en forma
de ladrillo teja baldosa o azulejo conformando muros o revistiendo paramentos La teacutecnica del
vidriado le proporcionoacute gran atractivo se utilizoacute tambieacuten en escultura Actualmente tambieacuten se
emplea como aislante eleacutectrico y teacutermico en hornos motores y en blindaje
Ceraacutemicas se utilizan en la fabricacioacuten de cuchillos La hoja del cuchillo de ceraacutemica perma-
neceraacute fuerte por mucho maacutes tiempo que el de un cuchillo de acero a pesar de que es maacutes
fraacutegil que se abrocha por la caiacuteda sobre una superficie dura
Ceraacutemicas como aluacutemina y carburo de boro se han utilizado en baliacutestica chalecos blindados
para repeler gran calibre rifle de fuego Dichas placas se conocen comuacutenmente como de
armas pequentildeas inserciones de proteccioacuten (SAPI) Material similar se utiliza para proteger
las cabinas de algunos aviones militares debido a su bajo peso del material
Las bolas de ceraacutemica se puede utilizar para sustituir el acero en rodamientos de bolas Su
mayor dureza que significa que son mucho menos susceptibles al desgaste y puede ofrecer
maacutes de vida triple Tambieacuten se deforman menos en el sentido de carga que tienen menos
contacto con las paredes de retencioacuten del rodamiento y puede rodar maacutes raacutepido En las
aplicaciones de muy alta velocidad el calor de la friccioacuten durante la rodadura puede causar
problemas para los rodamientos de metal los problemas que se reducen por el uso de la ce-
raacutemica La ceraacutemica es tambieacuten maacutes resistente a los quiacutemicos y puede utilizarse en ambien-
tes huacutemedos donde los rodamientos de acero se oxidaban El mayor inconveniente de uti-
lizar la ceraacutemica es un costo mucho maacutes elevado En muchos casos sus propiedades de ais-
lamiento eleacutectrico tambieacuten puede ser valiosa para los rodamientos
En la deacutecada de 1980 Toyota investigoacute la produccioacuten de una adiabaacutetica motor de ceraacutemica
que pueden funcionar a una temperatura de maacutes de 6000 deg F (3300 deg C) Motores ceraacutemicos
no necesitan un sistema de enfriamiento y por lo tanto permiten una importante reduccioacuten
de peso y la eficiencia de combustible por lo tanto mayor La eficiencia del combustible del
motor es tambieacuten maacutes alta a alta temperatura como se muestra por Carnot teorema En un
motor metaacutelico convencional mucha de la energiacutea liberada por el combustible debe ser di-
sipada como calor residual con el fin de evitar un colapso de las partes metaacutelicas A pesar
de todas estas propiedades deseables tales motores no estaacuten en produccioacuten ya que la fa-
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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bricacioacuten de piezas de ceraacutemica de la precisioacuten necesaria y la durabilidad es difiacutecil Imper-
fecciones en la ceraacutemica lleva a las grietas que puede conducir a fallas en los equipos po-
tencialmente peligrosos Estos motores son posibles en el laboratorio pero la produccioacuten
en masa no es factible con la tecnologiacutea actual
Se estaacute trabajando en el desarrollo de piezas ceraacutemicas para turbinas de gas motores En
la actualidad incluso las hojas hechas de avanzadas aleaciones de metales utilizados en la
seccioacuten de los motores calientes requieren temperaturas de refrigeracioacuten y cuidadosos que
limitan la de Motores turbina hizo con ceraacutemicas podiacutea operar maacutes eficientemente dando
aviones mayor alcance y payload por un importe conjunto de combustible
Recientemente se han producido avances en la ceraacutemica que incluyen bio-ceraacutemica tales
como los implantes dentales y huesos sinteacuteticos hidroxiapatita el componente mineral na-
tural del hueso se ha hecho de forma sinteacutetica a partir de una serie de fuentes bioloacutegicas y
quiacutemicas y se pueden transformar en materiales ceraacutemicos Implantes ortopeacutedicos a partir
de estos bonos de materiales faacutecilmente a los tejidos oacuteseos y otras partes del cuerpo sin re-
chazo o reacciones inflamatorias Debido a esto son de gran intereacutes para la entrega de ge-
nes y la ingenieriacutea de tejidos andamios La mayoriacutea de la ceraacutemica de hidroxiapatita son
muy porosas y la falta de resistencia mecaacutenica y se utilizan para dispositivos ortopeacutedicos ca-
pa de metal para ayudar en la formacioacuten de un enlace con el hueso o como relleno oacuteseo
Tambieacuten se utilizan como relleno de tornillos ortopeacutedicos de plaacutestico para ayudar a reducir
la inflamacioacuten y aumentar la absorcioacuten de estos materiales de plaacutestico Se estaacute trabajando
para hacer fuerte y bien densa nano cristalina de materiales ceraacutemicos de hidroxiapatita pa-
ra dispositivos ortopeacutedicos que soportan peso en sustitucioacuten de metales y materiales plaacutes-
ticos extranjeros ortopeacutedico con un material sinteacutetico pero de origen natural mineral de los
huesos En uacuteltima instancia estos materiales ceraacutemicos se pueden utilizar como sustitutos
de hueso o con la incorporacioacuten de la proteiacutena colaacutegeno huesos sinteacuteticos
Ceraacutemica de alta tecnologiacutea se utiliza en relojeriacutea para la produccioacuten de cajas de relojes El
material se valora por los relojeros por su ligereza resistencia al rayado resistencia y tacto
suave CBI es una de las marcas que ha iniciado el uso de la ceraacutemica en la relojeriacutea El caso
de la CBI edicioacuten 2007 de Top Gun de la Vigilancia de la Pilot cronoacutegrafo doble se hace a
mano en ceraacutemica de alta tecnologiacutea negro
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
32
Revestimiento con ceraacutemico Las ceraacutemicas se
comercializan clasificadas con un nuacutemero de
tono cuando compre las cajas verifique una por
una para evitar contratiempos a la hora de su
colocacioacuten
Para lograr el equilibrio de coloracioacuten es aconse-
jable mezclar las piezas antes de su colocacioacuten
En este sentido vaya sacando una ceraacutemica de cada caja y coloacutequelas en este orden ya que
siempre existe una pequentildea variacioacuten de matiz de una caja a otra pero que no se notaraacute cuando
se hallen instaladas En cuanto a los sistemas de colocacioacuten existen dos alternativas el sistema
mortero tradicional (praacutecticamente en desuso) y el sistema de capa fina El primero requiere
sumergir la ceraacutemica en agua limpia durante unos minutos como paso previo a su colocacioacuten Si
opta por este meacutetodo recuerde que la ceraacutemica no debe introducirse en el agua con su envase
de cartoacuten ya que podriacutea mancharse como consecuencia de la accioacuten de la tinta del envoltorio o
de la oxidacioacuten de los ganchos de cierre En este sistema es imprescindible tambieacuten mojar los
revoques de los muros y las carpetas de los pisos
Si emplea el segundo sistema que se trabaja sobre la base de un adhesivo cementicio no seraacute
necesario mojar la ceraacutemica ni los revoques No obstante independientemente del meacutetodo de
colocacioacuten utilizado usted deberaacute verificar que las ceraacutemicas esteacuten libres de polvo antes de su
instalacioacuten
En el piso no soacutelo deberaacute tener en cuenta la junta entre una ceraacutemica y otra sino tambieacuten una
separacioacuten perimetral que para superficies pequentildeas debe llegar a los 15 miliacutemetros
Las juntas entre ceraacutemicas deben sellarse con cemento Portland mezclado con arena marmolina
o cuarzo molido Si quiere dar color a la junta recuerde que no es conveniente utilizar colorantes
hidrosolubles como oacutexido de hierro o negro de humo porque pueden manchar la ceraacutemica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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EMPRESAS NACIONALES QUE PRODUCEN DICHOS PRODUCTOS
Las Compantildeiacutea Ceraacutemica o empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y pisos ceraacutemicos han tenido
como objetivo de mejorar la calidad de informacioacuten minimizar esfuerzos y recursos reducir costos y
brindar un mejor servicio al cliente que quiere adquirir estos productos para ello tenemos algunas
empresas nacionales descritos en esta investigacioacuten
COMPANtildeIacuteA DE CERAacuteMICA SA CELIMA
Es empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y
pisos ceraacutemicos desde 1982Ceraacutemica Lima SA
ldquoCelimardquo es una empresa cimentada en la tradicioacuten
milenaria de las culturas Nazca Moche y Chaviacuten para
el dominio de la ceraacutemica cuenta con personal alta-
mente calificado y tecnologiacutea de punta que le ha permitido ingresar a los mercados maacutes exigentes
del mundo tales como la Comunidad Econoacutemica Europea Estados Unidos Canadaacute Australia Centro
Ameacuterica y Sud-Ameacuterica Actualmente CELIMA tiene una capacidad de produccioacuten mensual de
1rsquo100000 m2 entre azulejos y pisos ceraacutemicos
CERAacuteMICA SAN LORENZO ndash PERUacute inicia la
construccioacuten de su planta en mayo de 1999
con los maacutes altos estaacutendares de seguridad
ambiental y tecnologiacutea italiana de vanguardia
Con una inversioacuten inicial de 17 millones de
doacutelares iniciaacutendose con una produccioacuten mensual de 200000 m2 de revestimiento ceraacutemico
para pisos
Antildeo y medio despueacutes amplia su capacidad productiva eacutesta se incrementa a 440000 m2 al
mes innovando en la produccioacuten del Revestimiento Ceraacutemico de Pared permitiendo asiacute
abastecer la demanda insatisfecha de los revestimientos de Pared que no disponiacutea ante-
riormente con una inversioacuten aproximada de 10 millones de doacutelares
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
34
Luego con el objetivo de desarrollar un mercado de exportacioacuten a Estados Unidos donde el gru-
po ha iniciado operaciones a traveacutes de Ceraacutemica San Lorenzo INC (USA) se invierte en una
nueva liacutenea de esmaltado otorgaacutendole asiacute flexibilidad a la produccioacuten siendo eacutesta una alternativa
de disminucioacuten de tiempo en el cambio de producto y se suma a ella la reduccioacuten de ciclos de
proceso de coccioacuten aumentando asiacute la velocidad de la produccioacuten llegando a producir 620000
m2 mensuales
Tambieacuten dentro de los proyectos importantes tenemos el montaje y puesta en marcha de la
planta de productos de tercer fuego los cuales complementan nuestra liacutenea actual de revesti-
mientos Liacutenea de alto perfil desarrollar una serie de piezas especiales como son zoacutecalos liacutestelos
en sus distintas medidas insertos tacos etc
Debido al sostenido aumento de las ventas y con el fin de obtener el liderazgo en el mercado del
ceraacutemico actualmente Ceraacutemica San Lorenzo a incrementado su capacidad de produccioacuten con
una inversioacuten de 12 millones de doacutelares en una ampliacioacuten de planta de 420000 m2 de ceraacutemi-
cos mensuales bajo el concepto de ldquoalta productividadrdquo considerando en el proceso de produc-
cioacuten la molienda de arcillas por viacutea seca ahorrando asiacute gas natural y energiacutea eleacutectrica
Hoy Ceraacutemica San Lorenzo logra ofrecer una amplia gama de productos ceraacutemicos de alta cali-
dad con una produccioacuten superior al milloacuten de metros cuadrados
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
35
CONCLUSIONES
Se logro obtener la mayor y suficiente informacioacuten acerca del tema pisos ceraacutemicos y mayoacute-
licas
Se logro obtener conocimiento del tema a presentar en este trabajo ldquopisos ceraacutemicos y ma-
yoacutelicasrdquo ya que este tema en discusioacuten es de mucha importancia para nuestra carrera profe-
sional
Se logro obtener la informacioacuten suficiente del tema en investigacioacuten estructurado en los
siguientes apartados descripcioacuten del producto descripcioacuten de las materias primas proceso
de produccioacuten aplicacioacuten en la etapa de construccioacuten yo post-construccioacuten empresas na-
cionales que producen
Los ceraacutemicos son muy importante y aportan al desarrollo y a la comodidad de la humani-
dad asiacute como para la ingenieriacutea es muy importante ya que aporta a los acabados en cons-
trucciones
Por el presente trabajo de investigacioacuten se adquirioacute nuevos conocimientos en cuanto al ma-
terial llamado pisos ceraacutemicos y mayoacutelicas
Aprendimos cuales son los materias primas para la fabricacioacuten de las ceraacutemicas
Aprendimos las aplicaciones en la construccioacuten y en la post construccioacuten
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
36
RECOMENDACIONES
Se recomienda el uso adecuado y mesurado de la informacioacuten en investigacioacuten
Es maacutes factible hacer trabajos de investigacioacuten de materiales ya conocidos y comunes que
se usan en el proceso de construccioacuten y post construccioacuten
Los integrantes del grupo deben trabajar adecuadamente y con seriedad para que no se
produzca mayor y aprender a trabajar en equipo
Este trabajo fue realizado con mucho esmero y dedicacioacuten ya que el tema en investigacioacuten
es muy importante para nuestra carrera profesional
Observar y realizar un resumen de la informacioacuten recabada de acuerdo al tema en investi-
gacioacuten asiacute como recabar nueva y reciente informacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten tomar maacutes implicancia y verificar los avances de los
trabajos de investigacioacuten y detallar las dificultades de cada grupo asiacute como los errores y asiacute
realizar un mejor u buen trabajo de investigacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten organizar de mejor manera a los alumnos para una
buena y mejor elaboracioacuten de los trabajos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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BIBLIOGRAFIA
Castaldo Paris Lluis- Necesidad e importancia de la ceraacutemica como manifestacioacuten humana
wwwcasadellibrocom
wwwtaringanetpostsebookslibro-de-Quimicahtml
wwwlibrosaulamagnacomQuimica-libros
wwwbooksgooglecombooksabouttopografiacutea_abreviadahtmlhl=esampid
wwwgooglecom
wwwmonografiascom
wwwwiquipediacom
wwwvisionlearningcom
wwwsegemargovar
httpwwweducarednet
httpwwwvisionlearningcomlibrarymodule_viewerphpmid=140ampl=s
Introduccioacuten a la ciencia e ingenieriacutea de los materiales WD Callister
Materiales Estructura propiedades y aplicaciones Saja Saez ndash Rodriacuteguez Perez ndash Rodriacuteguez
Mendez
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38
ANEXOS
Pisos ceraacutemicos en viviendas
Pisos ceraacutemicos en sshh
Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
39
Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
Pisos ceraacutemicos en Inst Puacuteblicos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
31
bricacioacuten de piezas de ceraacutemica de la precisioacuten necesaria y la durabilidad es difiacutecil Imper-
fecciones en la ceraacutemica lleva a las grietas que puede conducir a fallas en los equipos po-
tencialmente peligrosos Estos motores son posibles en el laboratorio pero la produccioacuten
en masa no es factible con la tecnologiacutea actual
Se estaacute trabajando en el desarrollo de piezas ceraacutemicas para turbinas de gas motores En
la actualidad incluso las hojas hechas de avanzadas aleaciones de metales utilizados en la
seccioacuten de los motores calientes requieren temperaturas de refrigeracioacuten y cuidadosos que
limitan la de Motores turbina hizo con ceraacutemicas podiacutea operar maacutes eficientemente dando
aviones mayor alcance y payload por un importe conjunto de combustible
Recientemente se han producido avances en la ceraacutemica que incluyen bio-ceraacutemica tales
como los implantes dentales y huesos sinteacuteticos hidroxiapatita el componente mineral na-
tural del hueso se ha hecho de forma sinteacutetica a partir de una serie de fuentes bioloacutegicas y
quiacutemicas y se pueden transformar en materiales ceraacutemicos Implantes ortopeacutedicos a partir
de estos bonos de materiales faacutecilmente a los tejidos oacuteseos y otras partes del cuerpo sin re-
chazo o reacciones inflamatorias Debido a esto son de gran intereacutes para la entrega de ge-
nes y la ingenieriacutea de tejidos andamios La mayoriacutea de la ceraacutemica de hidroxiapatita son
muy porosas y la falta de resistencia mecaacutenica y se utilizan para dispositivos ortopeacutedicos ca-
pa de metal para ayudar en la formacioacuten de un enlace con el hueso o como relleno oacuteseo
Tambieacuten se utilizan como relleno de tornillos ortopeacutedicos de plaacutestico para ayudar a reducir
la inflamacioacuten y aumentar la absorcioacuten de estos materiales de plaacutestico Se estaacute trabajando
para hacer fuerte y bien densa nano cristalina de materiales ceraacutemicos de hidroxiapatita pa-
ra dispositivos ortopeacutedicos que soportan peso en sustitucioacuten de metales y materiales plaacutes-
ticos extranjeros ortopeacutedico con un material sinteacutetico pero de origen natural mineral de los
huesos En uacuteltima instancia estos materiales ceraacutemicos se pueden utilizar como sustitutos
de hueso o con la incorporacioacuten de la proteiacutena colaacutegeno huesos sinteacuteticos
Ceraacutemica de alta tecnologiacutea se utiliza en relojeriacutea para la produccioacuten de cajas de relojes El
material se valora por los relojeros por su ligereza resistencia al rayado resistencia y tacto
suave CBI es una de las marcas que ha iniciado el uso de la ceraacutemica en la relojeriacutea El caso
de la CBI edicioacuten 2007 de Top Gun de la Vigilancia de la Pilot cronoacutegrafo doble se hace a
mano en ceraacutemica de alta tecnologiacutea negro
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
32
Revestimiento con ceraacutemico Las ceraacutemicas se
comercializan clasificadas con un nuacutemero de
tono cuando compre las cajas verifique una por
una para evitar contratiempos a la hora de su
colocacioacuten
Para lograr el equilibrio de coloracioacuten es aconse-
jable mezclar las piezas antes de su colocacioacuten
En este sentido vaya sacando una ceraacutemica de cada caja y coloacutequelas en este orden ya que
siempre existe una pequentildea variacioacuten de matiz de una caja a otra pero que no se notaraacute cuando
se hallen instaladas En cuanto a los sistemas de colocacioacuten existen dos alternativas el sistema
mortero tradicional (praacutecticamente en desuso) y el sistema de capa fina El primero requiere
sumergir la ceraacutemica en agua limpia durante unos minutos como paso previo a su colocacioacuten Si
opta por este meacutetodo recuerde que la ceraacutemica no debe introducirse en el agua con su envase
de cartoacuten ya que podriacutea mancharse como consecuencia de la accioacuten de la tinta del envoltorio o
de la oxidacioacuten de los ganchos de cierre En este sistema es imprescindible tambieacuten mojar los
revoques de los muros y las carpetas de los pisos
Si emplea el segundo sistema que se trabaja sobre la base de un adhesivo cementicio no seraacute
necesario mojar la ceraacutemica ni los revoques No obstante independientemente del meacutetodo de
colocacioacuten utilizado usted deberaacute verificar que las ceraacutemicas esteacuten libres de polvo antes de su
instalacioacuten
En el piso no soacutelo deberaacute tener en cuenta la junta entre una ceraacutemica y otra sino tambieacuten una
separacioacuten perimetral que para superficies pequentildeas debe llegar a los 15 miliacutemetros
Las juntas entre ceraacutemicas deben sellarse con cemento Portland mezclado con arena marmolina
o cuarzo molido Si quiere dar color a la junta recuerde que no es conveniente utilizar colorantes
hidrosolubles como oacutexido de hierro o negro de humo porque pueden manchar la ceraacutemica
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
33
EMPRESAS NACIONALES QUE PRODUCEN DICHOS PRODUCTOS
Las Compantildeiacutea Ceraacutemica o empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y pisos ceraacutemicos han tenido
como objetivo de mejorar la calidad de informacioacuten minimizar esfuerzos y recursos reducir costos y
brindar un mejor servicio al cliente que quiere adquirir estos productos para ello tenemos algunas
empresas nacionales descritos en esta investigacioacuten
COMPANtildeIacuteA DE CERAacuteMICA SA CELIMA
Es empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y
pisos ceraacutemicos desde 1982Ceraacutemica Lima SA
ldquoCelimardquo es una empresa cimentada en la tradicioacuten
milenaria de las culturas Nazca Moche y Chaviacuten para
el dominio de la ceraacutemica cuenta con personal alta-
mente calificado y tecnologiacutea de punta que le ha permitido ingresar a los mercados maacutes exigentes
del mundo tales como la Comunidad Econoacutemica Europea Estados Unidos Canadaacute Australia Centro
Ameacuterica y Sud-Ameacuterica Actualmente CELIMA tiene una capacidad de produccioacuten mensual de
1rsquo100000 m2 entre azulejos y pisos ceraacutemicos
CERAacuteMICA SAN LORENZO ndash PERUacute inicia la
construccioacuten de su planta en mayo de 1999
con los maacutes altos estaacutendares de seguridad
ambiental y tecnologiacutea italiana de vanguardia
Con una inversioacuten inicial de 17 millones de
doacutelares iniciaacutendose con una produccioacuten mensual de 200000 m2 de revestimiento ceraacutemico
para pisos
Antildeo y medio despueacutes amplia su capacidad productiva eacutesta se incrementa a 440000 m2 al
mes innovando en la produccioacuten del Revestimiento Ceraacutemico de Pared permitiendo asiacute
abastecer la demanda insatisfecha de los revestimientos de Pared que no disponiacutea ante-
riormente con una inversioacuten aproximada de 10 millones de doacutelares
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
34
Luego con el objetivo de desarrollar un mercado de exportacioacuten a Estados Unidos donde el gru-
po ha iniciado operaciones a traveacutes de Ceraacutemica San Lorenzo INC (USA) se invierte en una
nueva liacutenea de esmaltado otorgaacutendole asiacute flexibilidad a la produccioacuten siendo eacutesta una alternativa
de disminucioacuten de tiempo en el cambio de producto y se suma a ella la reduccioacuten de ciclos de
proceso de coccioacuten aumentando asiacute la velocidad de la produccioacuten llegando a producir 620000
m2 mensuales
Tambieacuten dentro de los proyectos importantes tenemos el montaje y puesta en marcha de la
planta de productos de tercer fuego los cuales complementan nuestra liacutenea actual de revesti-
mientos Liacutenea de alto perfil desarrollar una serie de piezas especiales como son zoacutecalos liacutestelos
en sus distintas medidas insertos tacos etc
Debido al sostenido aumento de las ventas y con el fin de obtener el liderazgo en el mercado del
ceraacutemico actualmente Ceraacutemica San Lorenzo a incrementado su capacidad de produccioacuten con
una inversioacuten de 12 millones de doacutelares en una ampliacioacuten de planta de 420000 m2 de ceraacutemi-
cos mensuales bajo el concepto de ldquoalta productividadrdquo considerando en el proceso de produc-
cioacuten la molienda de arcillas por viacutea seca ahorrando asiacute gas natural y energiacutea eleacutectrica
Hoy Ceraacutemica San Lorenzo logra ofrecer una amplia gama de productos ceraacutemicos de alta cali-
dad con una produccioacuten superior al milloacuten de metros cuadrados
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
35
CONCLUSIONES
Se logro obtener la mayor y suficiente informacioacuten acerca del tema pisos ceraacutemicos y mayoacute-
licas
Se logro obtener conocimiento del tema a presentar en este trabajo ldquopisos ceraacutemicos y ma-
yoacutelicasrdquo ya que este tema en discusioacuten es de mucha importancia para nuestra carrera profe-
sional
Se logro obtener la informacioacuten suficiente del tema en investigacioacuten estructurado en los
siguientes apartados descripcioacuten del producto descripcioacuten de las materias primas proceso
de produccioacuten aplicacioacuten en la etapa de construccioacuten yo post-construccioacuten empresas na-
cionales que producen
Los ceraacutemicos son muy importante y aportan al desarrollo y a la comodidad de la humani-
dad asiacute como para la ingenieriacutea es muy importante ya que aporta a los acabados en cons-
trucciones
Por el presente trabajo de investigacioacuten se adquirioacute nuevos conocimientos en cuanto al ma-
terial llamado pisos ceraacutemicos y mayoacutelicas
Aprendimos cuales son los materias primas para la fabricacioacuten de las ceraacutemicas
Aprendimos las aplicaciones en la construccioacuten y en la post construccioacuten
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
36
RECOMENDACIONES
Se recomienda el uso adecuado y mesurado de la informacioacuten en investigacioacuten
Es maacutes factible hacer trabajos de investigacioacuten de materiales ya conocidos y comunes que
se usan en el proceso de construccioacuten y post construccioacuten
Los integrantes del grupo deben trabajar adecuadamente y con seriedad para que no se
produzca mayor y aprender a trabajar en equipo
Este trabajo fue realizado con mucho esmero y dedicacioacuten ya que el tema en investigacioacuten
es muy importante para nuestra carrera profesional
Observar y realizar un resumen de la informacioacuten recabada de acuerdo al tema en investi-
gacioacuten asiacute como recabar nueva y reciente informacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten tomar maacutes implicancia y verificar los avances de los
trabajos de investigacioacuten y detallar las dificultades de cada grupo asiacute como los errores y asiacute
realizar un mejor u buen trabajo de investigacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten organizar de mejor manera a los alumnos para una
buena y mejor elaboracioacuten de los trabajos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
37
BIBLIOGRAFIA
Castaldo Paris Lluis- Necesidad e importancia de la ceraacutemica como manifestacioacuten humana
wwwcasadellibrocom
wwwtaringanetpostsebookslibro-de-Quimicahtml
wwwlibrosaulamagnacomQuimica-libros
wwwbooksgooglecombooksabouttopografiacutea_abreviadahtmlhl=esampid
wwwgooglecom
wwwmonografiascom
wwwwiquipediacom
wwwvisionlearningcom
wwwsegemargovar
httpwwweducarednet
httpwwwvisionlearningcomlibrarymodule_viewerphpmid=140ampl=s
Introduccioacuten a la ciencia e ingenieriacutea de los materiales WD Callister
Materiales Estructura propiedades y aplicaciones Saja Saez ndash Rodriacuteguez Perez ndash Rodriacuteguez
Mendez
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
38
ANEXOS
Pisos ceraacutemicos en viviendas
Pisos ceraacutemicos en sshh
Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
39
Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
Pisos ceraacutemicos en Inst Puacuteblicos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
32
Revestimiento con ceraacutemico Las ceraacutemicas se
comercializan clasificadas con un nuacutemero de
tono cuando compre las cajas verifique una por
una para evitar contratiempos a la hora de su
colocacioacuten
Para lograr el equilibrio de coloracioacuten es aconse-
jable mezclar las piezas antes de su colocacioacuten
En este sentido vaya sacando una ceraacutemica de cada caja y coloacutequelas en este orden ya que
siempre existe una pequentildea variacioacuten de matiz de una caja a otra pero que no se notaraacute cuando
se hallen instaladas En cuanto a los sistemas de colocacioacuten existen dos alternativas el sistema
mortero tradicional (praacutecticamente en desuso) y el sistema de capa fina El primero requiere
sumergir la ceraacutemica en agua limpia durante unos minutos como paso previo a su colocacioacuten Si
opta por este meacutetodo recuerde que la ceraacutemica no debe introducirse en el agua con su envase
de cartoacuten ya que podriacutea mancharse como consecuencia de la accioacuten de la tinta del envoltorio o
de la oxidacioacuten de los ganchos de cierre En este sistema es imprescindible tambieacuten mojar los
revoques de los muros y las carpetas de los pisos
Si emplea el segundo sistema que se trabaja sobre la base de un adhesivo cementicio no seraacute
necesario mojar la ceraacutemica ni los revoques No obstante independientemente del meacutetodo de
colocacioacuten utilizado usted deberaacute verificar que las ceraacutemicas esteacuten libres de polvo antes de su
instalacioacuten
En el piso no soacutelo deberaacute tener en cuenta la junta entre una ceraacutemica y otra sino tambieacuten una
separacioacuten perimetral que para superficies pequentildeas debe llegar a los 15 miliacutemetros
Las juntas entre ceraacutemicas deben sellarse con cemento Portland mezclado con arena marmolina
o cuarzo molido Si quiere dar color a la junta recuerde que no es conveniente utilizar colorantes
hidrosolubles como oacutexido de hierro o negro de humo porque pueden manchar la ceraacutemica
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EMPRESAS NACIONALES QUE PRODUCEN DICHOS PRODUCTOS
Las Compantildeiacutea Ceraacutemica o empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y pisos ceraacutemicos han tenido
como objetivo de mejorar la calidad de informacioacuten minimizar esfuerzos y recursos reducir costos y
brindar un mejor servicio al cliente que quiere adquirir estos productos para ello tenemos algunas
empresas nacionales descritos en esta investigacioacuten
COMPANtildeIacuteA DE CERAacuteMICA SA CELIMA
Es empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y
pisos ceraacutemicos desde 1982Ceraacutemica Lima SA
ldquoCelimardquo es una empresa cimentada en la tradicioacuten
milenaria de las culturas Nazca Moche y Chaviacuten para
el dominio de la ceraacutemica cuenta con personal alta-
mente calificado y tecnologiacutea de punta que le ha permitido ingresar a los mercados maacutes exigentes
del mundo tales como la Comunidad Econoacutemica Europea Estados Unidos Canadaacute Australia Centro
Ameacuterica y Sud-Ameacuterica Actualmente CELIMA tiene una capacidad de produccioacuten mensual de
1rsquo100000 m2 entre azulejos y pisos ceraacutemicos
CERAacuteMICA SAN LORENZO ndash PERUacute inicia la
construccioacuten de su planta en mayo de 1999
con los maacutes altos estaacutendares de seguridad
ambiental y tecnologiacutea italiana de vanguardia
Con una inversioacuten inicial de 17 millones de
doacutelares iniciaacutendose con una produccioacuten mensual de 200000 m2 de revestimiento ceraacutemico
para pisos
Antildeo y medio despueacutes amplia su capacidad productiva eacutesta se incrementa a 440000 m2 al
mes innovando en la produccioacuten del Revestimiento Ceraacutemico de Pared permitiendo asiacute
abastecer la demanda insatisfecha de los revestimientos de Pared que no disponiacutea ante-
riormente con una inversioacuten aproximada de 10 millones de doacutelares
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Luego con el objetivo de desarrollar un mercado de exportacioacuten a Estados Unidos donde el gru-
po ha iniciado operaciones a traveacutes de Ceraacutemica San Lorenzo INC (USA) se invierte en una
nueva liacutenea de esmaltado otorgaacutendole asiacute flexibilidad a la produccioacuten siendo eacutesta una alternativa
de disminucioacuten de tiempo en el cambio de producto y se suma a ella la reduccioacuten de ciclos de
proceso de coccioacuten aumentando asiacute la velocidad de la produccioacuten llegando a producir 620000
m2 mensuales
Tambieacuten dentro de los proyectos importantes tenemos el montaje y puesta en marcha de la
planta de productos de tercer fuego los cuales complementan nuestra liacutenea actual de revesti-
mientos Liacutenea de alto perfil desarrollar una serie de piezas especiales como son zoacutecalos liacutestelos
en sus distintas medidas insertos tacos etc
Debido al sostenido aumento de las ventas y con el fin de obtener el liderazgo en el mercado del
ceraacutemico actualmente Ceraacutemica San Lorenzo a incrementado su capacidad de produccioacuten con
una inversioacuten de 12 millones de doacutelares en una ampliacioacuten de planta de 420000 m2 de ceraacutemi-
cos mensuales bajo el concepto de ldquoalta productividadrdquo considerando en el proceso de produc-
cioacuten la molienda de arcillas por viacutea seca ahorrando asiacute gas natural y energiacutea eleacutectrica
Hoy Ceraacutemica San Lorenzo logra ofrecer una amplia gama de productos ceraacutemicos de alta cali-
dad con una produccioacuten superior al milloacuten de metros cuadrados
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CONCLUSIONES
Se logro obtener la mayor y suficiente informacioacuten acerca del tema pisos ceraacutemicos y mayoacute-
licas
Se logro obtener conocimiento del tema a presentar en este trabajo ldquopisos ceraacutemicos y ma-
yoacutelicasrdquo ya que este tema en discusioacuten es de mucha importancia para nuestra carrera profe-
sional
Se logro obtener la informacioacuten suficiente del tema en investigacioacuten estructurado en los
siguientes apartados descripcioacuten del producto descripcioacuten de las materias primas proceso
de produccioacuten aplicacioacuten en la etapa de construccioacuten yo post-construccioacuten empresas na-
cionales que producen
Los ceraacutemicos son muy importante y aportan al desarrollo y a la comodidad de la humani-
dad asiacute como para la ingenieriacutea es muy importante ya que aporta a los acabados en cons-
trucciones
Por el presente trabajo de investigacioacuten se adquirioacute nuevos conocimientos en cuanto al ma-
terial llamado pisos ceraacutemicos y mayoacutelicas
Aprendimos cuales son los materias primas para la fabricacioacuten de las ceraacutemicas
Aprendimos las aplicaciones en la construccioacuten y en la post construccioacuten
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RECOMENDACIONES
Se recomienda el uso adecuado y mesurado de la informacioacuten en investigacioacuten
Es maacutes factible hacer trabajos de investigacioacuten de materiales ya conocidos y comunes que
se usan en el proceso de construccioacuten y post construccioacuten
Los integrantes del grupo deben trabajar adecuadamente y con seriedad para que no se
produzca mayor y aprender a trabajar en equipo
Este trabajo fue realizado con mucho esmero y dedicacioacuten ya que el tema en investigacioacuten
es muy importante para nuestra carrera profesional
Observar y realizar un resumen de la informacioacuten recabada de acuerdo al tema en investi-
gacioacuten asiacute como recabar nueva y reciente informacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten tomar maacutes implicancia y verificar los avances de los
trabajos de investigacioacuten y detallar las dificultades de cada grupo asiacute como los errores y asiacute
realizar un mejor u buen trabajo de investigacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten organizar de mejor manera a los alumnos para una
buena y mejor elaboracioacuten de los trabajos
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37
BIBLIOGRAFIA
Castaldo Paris Lluis- Necesidad e importancia de la ceraacutemica como manifestacioacuten humana
wwwcasadellibrocom
wwwtaringanetpostsebookslibro-de-Quimicahtml
wwwlibrosaulamagnacomQuimica-libros
wwwbooksgooglecombooksabouttopografiacutea_abreviadahtmlhl=esampid
wwwgooglecom
wwwmonografiascom
wwwwiquipediacom
wwwvisionlearningcom
wwwsegemargovar
httpwwweducarednet
httpwwwvisionlearningcomlibrarymodule_viewerphpmid=140ampl=s
Introduccioacuten a la ciencia e ingenieriacutea de los materiales WD Callister
Materiales Estructura propiedades y aplicaciones Saja Saez ndash Rodriacuteguez Perez ndash Rodriacuteguez
Mendez
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38
ANEXOS
Pisos ceraacutemicos en viviendas
Pisos ceraacutemicos en sshh
Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
39
Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
Pisos ceraacutemicos en Inst Puacuteblicos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
33
EMPRESAS NACIONALES QUE PRODUCEN DICHOS PRODUCTOS
Las Compantildeiacutea Ceraacutemica o empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y pisos ceraacutemicos han tenido
como objetivo de mejorar la calidad de informacioacuten minimizar esfuerzos y recursos reducir costos y
brindar un mejor servicio al cliente que quiere adquirir estos productos para ello tenemos algunas
empresas nacionales descritos en esta investigacioacuten
COMPANtildeIacuteA DE CERAacuteMICA SA CELIMA
Es empresa liacuteder en la produccioacuten de mayoacutelicas y
pisos ceraacutemicos desde 1982Ceraacutemica Lima SA
ldquoCelimardquo es una empresa cimentada en la tradicioacuten
milenaria de las culturas Nazca Moche y Chaviacuten para
el dominio de la ceraacutemica cuenta con personal alta-
mente calificado y tecnologiacutea de punta que le ha permitido ingresar a los mercados maacutes exigentes
del mundo tales como la Comunidad Econoacutemica Europea Estados Unidos Canadaacute Australia Centro
Ameacuterica y Sud-Ameacuterica Actualmente CELIMA tiene una capacidad de produccioacuten mensual de
1rsquo100000 m2 entre azulejos y pisos ceraacutemicos
CERAacuteMICA SAN LORENZO ndash PERUacute inicia la
construccioacuten de su planta en mayo de 1999
con los maacutes altos estaacutendares de seguridad
ambiental y tecnologiacutea italiana de vanguardia
Con una inversioacuten inicial de 17 millones de
doacutelares iniciaacutendose con una produccioacuten mensual de 200000 m2 de revestimiento ceraacutemico
para pisos
Antildeo y medio despueacutes amplia su capacidad productiva eacutesta se incrementa a 440000 m2 al
mes innovando en la produccioacuten del Revestimiento Ceraacutemico de Pared permitiendo asiacute
abastecer la demanda insatisfecha de los revestimientos de Pared que no disponiacutea ante-
riormente con una inversioacuten aproximada de 10 millones de doacutelares
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Luego con el objetivo de desarrollar un mercado de exportacioacuten a Estados Unidos donde el gru-
po ha iniciado operaciones a traveacutes de Ceraacutemica San Lorenzo INC (USA) se invierte en una
nueva liacutenea de esmaltado otorgaacutendole asiacute flexibilidad a la produccioacuten siendo eacutesta una alternativa
de disminucioacuten de tiempo en el cambio de producto y se suma a ella la reduccioacuten de ciclos de
proceso de coccioacuten aumentando asiacute la velocidad de la produccioacuten llegando a producir 620000
m2 mensuales
Tambieacuten dentro de los proyectos importantes tenemos el montaje y puesta en marcha de la
planta de productos de tercer fuego los cuales complementan nuestra liacutenea actual de revesti-
mientos Liacutenea de alto perfil desarrollar una serie de piezas especiales como son zoacutecalos liacutestelos
en sus distintas medidas insertos tacos etc
Debido al sostenido aumento de las ventas y con el fin de obtener el liderazgo en el mercado del
ceraacutemico actualmente Ceraacutemica San Lorenzo a incrementado su capacidad de produccioacuten con
una inversioacuten de 12 millones de doacutelares en una ampliacioacuten de planta de 420000 m2 de ceraacutemi-
cos mensuales bajo el concepto de ldquoalta productividadrdquo considerando en el proceso de produc-
cioacuten la molienda de arcillas por viacutea seca ahorrando asiacute gas natural y energiacutea eleacutectrica
Hoy Ceraacutemica San Lorenzo logra ofrecer una amplia gama de productos ceraacutemicos de alta cali-
dad con una produccioacuten superior al milloacuten de metros cuadrados
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35
CONCLUSIONES
Se logro obtener la mayor y suficiente informacioacuten acerca del tema pisos ceraacutemicos y mayoacute-
licas
Se logro obtener conocimiento del tema a presentar en este trabajo ldquopisos ceraacutemicos y ma-
yoacutelicasrdquo ya que este tema en discusioacuten es de mucha importancia para nuestra carrera profe-
sional
Se logro obtener la informacioacuten suficiente del tema en investigacioacuten estructurado en los
siguientes apartados descripcioacuten del producto descripcioacuten de las materias primas proceso
de produccioacuten aplicacioacuten en la etapa de construccioacuten yo post-construccioacuten empresas na-
cionales que producen
Los ceraacutemicos son muy importante y aportan al desarrollo y a la comodidad de la humani-
dad asiacute como para la ingenieriacutea es muy importante ya que aporta a los acabados en cons-
trucciones
Por el presente trabajo de investigacioacuten se adquirioacute nuevos conocimientos en cuanto al ma-
terial llamado pisos ceraacutemicos y mayoacutelicas
Aprendimos cuales son los materias primas para la fabricacioacuten de las ceraacutemicas
Aprendimos las aplicaciones en la construccioacuten y en la post construccioacuten
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RECOMENDACIONES
Se recomienda el uso adecuado y mesurado de la informacioacuten en investigacioacuten
Es maacutes factible hacer trabajos de investigacioacuten de materiales ya conocidos y comunes que
se usan en el proceso de construccioacuten y post construccioacuten
Los integrantes del grupo deben trabajar adecuadamente y con seriedad para que no se
produzca mayor y aprender a trabajar en equipo
Este trabajo fue realizado con mucho esmero y dedicacioacuten ya que el tema en investigacioacuten
es muy importante para nuestra carrera profesional
Observar y realizar un resumen de la informacioacuten recabada de acuerdo al tema en investi-
gacioacuten asiacute como recabar nueva y reciente informacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten tomar maacutes implicancia y verificar los avances de los
trabajos de investigacioacuten y detallar las dificultades de cada grupo asiacute como los errores y asiacute
realizar un mejor u buen trabajo de investigacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten organizar de mejor manera a los alumnos para una
buena y mejor elaboracioacuten de los trabajos
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37
BIBLIOGRAFIA
Castaldo Paris Lluis- Necesidad e importancia de la ceraacutemica como manifestacioacuten humana
wwwcasadellibrocom
wwwtaringanetpostsebookslibro-de-Quimicahtml
wwwlibrosaulamagnacomQuimica-libros
wwwbooksgooglecombooksabouttopografiacutea_abreviadahtmlhl=esampid
wwwgooglecom
wwwmonografiascom
wwwwiquipediacom
wwwvisionlearningcom
wwwsegemargovar
httpwwweducarednet
httpwwwvisionlearningcomlibrarymodule_viewerphpmid=140ampl=s
Introduccioacuten a la ciencia e ingenieriacutea de los materiales WD Callister
Materiales Estructura propiedades y aplicaciones Saja Saez ndash Rodriacuteguez Perez ndash Rodriacuteguez
Mendez
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
38
ANEXOS
Pisos ceraacutemicos en viviendas
Pisos ceraacutemicos en sshh
Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
39
Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
Pisos ceraacutemicos en Inst Puacuteblicos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
34
Luego con el objetivo de desarrollar un mercado de exportacioacuten a Estados Unidos donde el gru-
po ha iniciado operaciones a traveacutes de Ceraacutemica San Lorenzo INC (USA) se invierte en una
nueva liacutenea de esmaltado otorgaacutendole asiacute flexibilidad a la produccioacuten siendo eacutesta una alternativa
de disminucioacuten de tiempo en el cambio de producto y se suma a ella la reduccioacuten de ciclos de
proceso de coccioacuten aumentando asiacute la velocidad de la produccioacuten llegando a producir 620000
m2 mensuales
Tambieacuten dentro de los proyectos importantes tenemos el montaje y puesta en marcha de la
planta de productos de tercer fuego los cuales complementan nuestra liacutenea actual de revesti-
mientos Liacutenea de alto perfil desarrollar una serie de piezas especiales como son zoacutecalos liacutestelos
en sus distintas medidas insertos tacos etc
Debido al sostenido aumento de las ventas y con el fin de obtener el liderazgo en el mercado del
ceraacutemico actualmente Ceraacutemica San Lorenzo a incrementado su capacidad de produccioacuten con
una inversioacuten de 12 millones de doacutelares en una ampliacioacuten de planta de 420000 m2 de ceraacutemi-
cos mensuales bajo el concepto de ldquoalta productividadrdquo considerando en el proceso de produc-
cioacuten la molienda de arcillas por viacutea seca ahorrando asiacute gas natural y energiacutea eleacutectrica
Hoy Ceraacutemica San Lorenzo logra ofrecer una amplia gama de productos ceraacutemicos de alta cali-
dad con una produccioacuten superior al milloacuten de metros cuadrados
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35
CONCLUSIONES
Se logro obtener la mayor y suficiente informacioacuten acerca del tema pisos ceraacutemicos y mayoacute-
licas
Se logro obtener conocimiento del tema a presentar en este trabajo ldquopisos ceraacutemicos y ma-
yoacutelicasrdquo ya que este tema en discusioacuten es de mucha importancia para nuestra carrera profe-
sional
Se logro obtener la informacioacuten suficiente del tema en investigacioacuten estructurado en los
siguientes apartados descripcioacuten del producto descripcioacuten de las materias primas proceso
de produccioacuten aplicacioacuten en la etapa de construccioacuten yo post-construccioacuten empresas na-
cionales que producen
Los ceraacutemicos son muy importante y aportan al desarrollo y a la comodidad de la humani-
dad asiacute como para la ingenieriacutea es muy importante ya que aporta a los acabados en cons-
trucciones
Por el presente trabajo de investigacioacuten se adquirioacute nuevos conocimientos en cuanto al ma-
terial llamado pisos ceraacutemicos y mayoacutelicas
Aprendimos cuales son los materias primas para la fabricacioacuten de las ceraacutemicas
Aprendimos las aplicaciones en la construccioacuten y en la post construccioacuten
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
36
RECOMENDACIONES
Se recomienda el uso adecuado y mesurado de la informacioacuten en investigacioacuten
Es maacutes factible hacer trabajos de investigacioacuten de materiales ya conocidos y comunes que
se usan en el proceso de construccioacuten y post construccioacuten
Los integrantes del grupo deben trabajar adecuadamente y con seriedad para que no se
produzca mayor y aprender a trabajar en equipo
Este trabajo fue realizado con mucho esmero y dedicacioacuten ya que el tema en investigacioacuten
es muy importante para nuestra carrera profesional
Observar y realizar un resumen de la informacioacuten recabada de acuerdo al tema en investi-
gacioacuten asiacute como recabar nueva y reciente informacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten tomar maacutes implicancia y verificar los avances de los
trabajos de investigacioacuten y detallar las dificultades de cada grupo asiacute como los errores y asiacute
realizar un mejor u buen trabajo de investigacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten organizar de mejor manera a los alumnos para una
buena y mejor elaboracioacuten de los trabajos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
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BIBLIOGRAFIA
Castaldo Paris Lluis- Necesidad e importancia de la ceraacutemica como manifestacioacuten humana
wwwcasadellibrocom
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wwwvisionlearningcom
wwwsegemargovar
httpwwweducarednet
httpwwwvisionlearningcomlibrarymodule_viewerphpmid=140ampl=s
Introduccioacuten a la ciencia e ingenieriacutea de los materiales WD Callister
Materiales Estructura propiedades y aplicaciones Saja Saez ndash Rodriacuteguez Perez ndash Rodriacuteguez
Mendez
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
38
ANEXOS
Pisos ceraacutemicos en viviendas
Pisos ceraacutemicos en sshh
Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
39
Pisos ceraacutemicos en lugares Puacuteblicos
Pisos ceraacutemicos en Inst Puacuteblicos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
35
CONCLUSIONES
Se logro obtener la mayor y suficiente informacioacuten acerca del tema pisos ceraacutemicos y mayoacute-
licas
Se logro obtener conocimiento del tema a presentar en este trabajo ldquopisos ceraacutemicos y ma-
yoacutelicasrdquo ya que este tema en discusioacuten es de mucha importancia para nuestra carrera profe-
sional
Se logro obtener la informacioacuten suficiente del tema en investigacioacuten estructurado en los
siguientes apartados descripcioacuten del producto descripcioacuten de las materias primas proceso
de produccioacuten aplicacioacuten en la etapa de construccioacuten yo post-construccioacuten empresas na-
cionales que producen
Los ceraacutemicos son muy importante y aportan al desarrollo y a la comodidad de la humani-
dad asiacute como para la ingenieriacutea es muy importante ya que aporta a los acabados en cons-
trucciones
Por el presente trabajo de investigacioacuten se adquirioacute nuevos conocimientos en cuanto al ma-
terial llamado pisos ceraacutemicos y mayoacutelicas
Aprendimos cuales son los materias primas para la fabricacioacuten de las ceraacutemicas
Aprendimos las aplicaciones en la construccioacuten y en la post construccioacuten
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
36
RECOMENDACIONES
Se recomienda el uso adecuado y mesurado de la informacioacuten en investigacioacuten
Es maacutes factible hacer trabajos de investigacioacuten de materiales ya conocidos y comunes que
se usan en el proceso de construccioacuten y post construccioacuten
Los integrantes del grupo deben trabajar adecuadamente y con seriedad para que no se
produzca mayor y aprender a trabajar en equipo
Este trabajo fue realizado con mucho esmero y dedicacioacuten ya que el tema en investigacioacuten
es muy importante para nuestra carrera profesional
Observar y realizar un resumen de la informacioacuten recabada de acuerdo al tema en investi-
gacioacuten asiacute como recabar nueva y reciente informacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten tomar maacutes implicancia y verificar los avances de los
trabajos de investigacioacuten y detallar las dificultades de cada grupo asiacute como los errores y asiacute
realizar un mejor u buen trabajo de investigacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten organizar de mejor manera a los alumnos para una
buena y mejor elaboracioacuten de los trabajos
QUIMICA PISOS CERAacuteMICOS Y MAYOLICAS
37
BIBLIOGRAFIA
Castaldo Paris Lluis- Necesidad e importancia de la ceraacutemica como manifestacioacuten humana
wwwcasadellibrocom
wwwtaringanetpostsebookslibro-de-Quimicahtml
wwwlibrosaulamagnacomQuimica-libros
wwwbooksgooglecombooksabouttopografiacutea_abreviadahtmlhl=esampid
wwwgooglecom
wwwmonografiascom
wwwwiquipediacom
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RECOMENDACIONES
Se recomienda el uso adecuado y mesurado de la informacioacuten en investigacioacuten
Es maacutes factible hacer trabajos de investigacioacuten de materiales ya conocidos y comunes que
se usan en el proceso de construccioacuten y post construccioacuten
Los integrantes del grupo deben trabajar adecuadamente y con seriedad para que no se
produzca mayor y aprender a trabajar en equipo
Este trabajo fue realizado con mucho esmero y dedicacioacuten ya que el tema en investigacioacuten
es muy importante para nuestra carrera profesional
Observar y realizar un resumen de la informacioacuten recabada de acuerdo al tema en investi-
gacioacuten asiacute como recabar nueva y reciente informacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten tomar maacutes implicancia y verificar los avances de los
trabajos de investigacioacuten y detallar las dificultades de cada grupo asiacute como los errores y asiacute
realizar un mejor u buen trabajo de investigacioacuten
En posteriores trabajos de investigacioacuten organizar de mejor manera a los alumnos para una
buena y mejor elaboracioacuten de los trabajos
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