OBJETIVOS.
-
Producir en el ámbito de laboratorio
un ladrillo cerámico y evaluar sus propiedades comparándolo
con las normas icontec.
-
Aplicar los pasos de producción
de un ladrillo cerámico.
-
Conocer las características y
propiedades que deben tener los ladrillos.
-
Analizar el comportamiento de los ladrillos
ante posibles eventos que serán emulados mediante ensayos de laboratorio.
-
Ver que propiedades deben tener la arcilla
con las cuales se hacen los ladrillos.
-
Conocer como se deben analizar las posibles
fallas de un ladrillo, mediante los resultados que arrojan los ensayos
de laboratorio.
MARCO TEORICO.
El procedimiento que se debe seguir para
la producción de un ladrillo cerámico, según lo expuesto
en clase, es el siguiente:
SELECCION
DE LA MATERIA PRIMA:
La materia prima de un ladrillo es
la arcilla, la cual debe tener la siguiente composición química
para ser apta para un ladrillo:
-
Contenido de Alcalis y Acidos: menor
del 0.2%. Puede causar eflorecencia con un porcentaje mayor.
-
Sustancias solubles (sales: sulfato saódico,
sulfato de magnesio): menor al 0.04%. Igual al anterior produce eflorecencias
con un porcentaje mayor
-
Piritas (Sulfuros de Hierro). Su exceso
puede producir una deposición sulfúrica, en el momento de
la cocción, ocasionando coloraciones indeseables y cuarteaduras
sobre el material.
-
Contenido de Alúmina: 20% - 30%:
Imparte plasticidad a la arcilla, y un exceso provoca contracciones altas
en el secado.
-
Contenido de Sílice: 50% - 60%:
Da baja contracción, previene el agrietamiento, imparte formas uniformes
al ladrillo. Asociada con la durabilidad. Su exceso disminuye la cohesión
entre partículas.
-
Oxido de Hierro: Imparte coloración
rojiza a la cerámica, previene que la cal produzca la función
de la arena. Su exceso produce una coloración azul oscura (generalmente
no ocasiona otra molestia).
-
Cal : Debe estar dispersa (diámetro
0.2 mm) o sea cal viva más agua. Es un fúndente que permite
bajar la temperatura de fusión de la sílice. Si hay un exceso
puede fundir demasiado provocando agrietamiento y deformación de
la pieza.
-
MgO : Imparte coloración amarilla
a la cerámica. Ayuda a decrecer la deformación. Sé
exceso produce deterioro por expansión de la superficie.
-
Además la arcilla debe tener un
bajo contenido de material orgánico para que en el proceso de la
cocción no queden espacios vacíos por el consumo de este
material.
ADECUACION
DE LA MATERIA PRIMA.
-
Ajuste granulométrico: Dependiendo
de la finura de la arcilla esta tendrá mayor o menor grado de plasticidad.
El ajuste se hace por medios mecánicos
-
Ajuste por contracción: consiste
en agregar arena o arcillas no plásticas.
-
Ajustes por humedad: Se realiza teniendo
en cuenta las especificaciones dadas por los límites de atterberg.
-
Mezcla homogénea: se debe lograr
una misma composición en toda la matriz ya sea por bestia, por batidora,
o por otros precesos mecánicos.
MOLDEO
Depende del proceso de producción,
ya sea con equipo de extrusión, en donde se utiliza una boquilla
para impartir la forma del ladrillo, o por moldeo manual, en donde se utiliza
un molde para dar la forma a la arcilla.
SECADO
Tiene por objeto eliminar la humedad
libre y parte de la combinada por exposición al ambiente, lo cual
se hace así por costos, velocidad de contracción, lo que
nos da una mejor calidad.
COCCION
Proceso mediante el cual se somete
al fuego la arcilla moldeada y seca, para producir una sinterización
intensa de la arcilla, y una vitrificación adecuada.
Estos procesos de cocción se
deben llevar a cabo manejando una curva de temperaturas de la cual dependerán
varias de las características del ladrillo, ya que si es mal manejada
esta curva pueden haber problemas con el ladrillo, por ejemplo la generación
de esfuerzos residuales en el ladrillo, produciendo agrietamientos. La
curva de temperaturas estándar esta presentada en la siguiente pagina.
PROPIEDADES
DE LOS LADRILLOS Y SU NORMALIZACION.
Existen unas normas para normalizar
los ensayos que se hacen al ladrillo, la norma icontec 451.
La normalización de los ladrillos
consiste en producir unos datos estándares para poder compararlos
con otros ladrillos, y así poder clasificarlos en tres clases de
tipos, Tipo I, Tipo II, Tipo III. El Código Colombiano de construcciones
sismo resistente, en la parte de mampostería estructural, se refiere
a estas normas, afirmando que para hacer esta clase de mamposter&iacite;
a, se deben cumplir las mencionadas normas. Más adelante veremos
como se hacen estas pruebas.
PROCEDIMIENTO
Teniendo en cuenta el proceso de producción
dado en el marco teórico, podemos afirmar que el proceso por nosotros
seguido fué algo más empírico, más sin embargo
m&aacuute; s cerca de la teoría de lo que se hace realmente
en una ladrillera, en donde el ladrillo es cocido en un horno árabe,
y es difícil manejar una curva de temperaturas. A continuación
se hará una descripción del proceso que se siguió:
SELECCION
DE LA MATERIA PRIMA:
En el momento de escoger la arcilla
tuvimos en cuenta aspectos como su color y textura, se pudo escoger entre
varios estratos de tierra que se diferenciaban en un hueco. A nuestro parecer
la arcilla que mejores condiciones presento fue la del tercer estrato,
ya que esta fué la de mayor plasticidad, consistencia, homogeneidad
y moldeo al adicionarle agua, a pesar de parecer un poco arenosa, lo cual
nos dimos cuenta luego que no era cierto.
ADECUACION
DE LA MATERIA PRIMA:
Se realizó principalmente un
gran ajuste granulométrico debido al gran número de partículas
grandes, que componía la arcilla. Este ajuste se hizo en dos tipos
de molino, para así alcanzar la mayor finura posible, y poder tener
una mayor homogeneidad en el amasado.
MOLDEO
Ya con una arcilla de granulometría
adecuada, procedimos a agragarle agua hasta que alcanzara su estado plástico.
Esto lo pudimos conocer mediante una prueba que consiste en moldear una
muestra de la matriz, dándole forma esférica. Cuando al aplastar
esta muestra no se presentan fisuras en su contorno, la mezcla estará
lista para continuar el proceso
. Simultáneamente se aceitaban
las caras internas de los moldes para lograr una mínima adhesión
entre la arcilla y el molde.
La arcilla se introdujo al molde aplicándole
presión de forma tal que ocupara cada uno de los espacios vacíos
del molde para que no quedara en capas dentro del molde. Esta presión
se hizo con los dedos.
SECADO
Ya con la arcilla dentro del molde,
esta se expuso al medio ambiente (en una parte seca), durante 14 días,
durante las cuales se eliminó el mayor porcentaje posible de humedad
libre quedando menos del diez por ciento de está humedad debido
al largo tiempo de exposición. Como consecuencia de esta exposición
se presentó contracciones.
COCCION
La cocción se lleva a cabo
de acuerdo a la siguiente tabla, en donde sé vario la relaci&oaciten
temperatura tiempo, debido al largo tiempo de secado. La curva de temperatura
utilizada se muestra en la siguiente pagina.
NORMALIZACION
Se le hicieron varias pruebas a los
ladrillos para compararla con las normas estándares del mercado,
icontec.
Una de ellas fué el ensayo
a compresión, para lo cual tomamos el ladrillo con dimensiones más
uniformes y lo sometimos a presión uniforme sobre la cara de mayor
área, por medio de un equipo de compresión el cual mide la
fuerza ejercida sobre la pieza, en libras. Sometimos el ladrillo hasta
su rotura y la fuerza hallada se dividió entre el área para
hallar el esfuerzo en el cual ocurre la rotura, quedando así normalizado
a compresión.
Un segundo ensayo fue el de densidad
real y densidad aparente por medio del cual se mido la porosidad. Para
hallar la densidad real se tomo una muestra pulverizada del material que
quedo después del ensayo mencionado anteriormente. Esta muestra
se pesa y posteriormente se sumerge en una probeta con un volumen de agua
establecido para así establecer el volumen del material atravez
del desplazamiento de la superficie de agua.
Para hallar la densidad aparente se
sigue dos métodos denominados peso suelto y peso compactado. Peso
suelto: Se toma un recipiente del cual se conoce su volumen y su peso.
Poniendo dentro de este una muestra del material pulverizado de manera
que quedo lleno el recipiente, luego se peso, y así hallamos el
peso y el volumen de la muestra, con lo cual se encuentra la densidad.
Peso compactado: Se repite el procedimiento anterior, con la única
diferencia que al hechar la muestra al recipiente, se le hace una fuerza
para que quede compactado.
Un último ensayo fué
el de absorción de humedad, el cual se hizo así: Se procedió
a meter los ladrillos al horno 24 horas, cerca de los 150 grados centígrados,
para eliminar completamente la humedad, luego se hallo su peso cuando estaban
secos, y se sumergieron en agua otras 24 horas, hasta el punto de saturación.
Cuando se sacaron, se secan superficialmente y se pesan nuevamente. Con
estos datos se halla el porcentaje de absorción.
Los resultados de estos ensayos serán
expuestos en la sección llamada Presentación de Resultados.
|
Directorio
