Resumn Cera

Concepto Entendemos por materiales cerámicos a las piezas formadas por mezclas de arcillas y otros componentes sometidos a un proceso de cocción y una determinada temperatura, que puede incluso llegar a la fusión. Según el proceso de cocción y el tipo de componentes, los materiales cerámicos se clasifican en: productos de alfarería (tierra cocida), azulejos, gres, porcelana, refractarios y abrasivos. Cada uno de estos tipos tiene características especiales y son objeto de aplicaciones diversas en la construcción, pudiéndose emplear como elementos resistentes de separación, decorativos y múltiples usos mas. Ejemplos de materiales cerámicos •

Nitruro de silicio (Si3N4), utilizado como polvo abrasivo.

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Carburo de boro (B4C), usado en algunos helicópteros y cubiertas de tanques.

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Carburo de silicio (SiC), empleado en hornos microondas, en abrasivos y como material refractario.

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Óxido de zinc (ZnO), un semiconductor.

Materias primas La materia prima de los cerámicos es la arcilla, roca que procede de la desintegración de otras que contienen principalmente feldespatos. Los minerales arcillosos que tienen importancia en la industria cerámica son tres: la caolinita, la montmorillonita y la illita, todos ellos de estructura hojosa; no se encuentran puros sino mezclados, aunque predomine un material determinado. Las arcillas caoliniticas tienen un gran porcentaje de alúmina y elevado punto de fusión. Las montmorillíticas son poco empleadas. Las illíticas son las más utilizadas por ser las mas comunes; entre ellas se encuentran las arcillas micáceas, muy abundantes y empleadas en la fabricación de ladrillos. Propiedades mecánicas de la cerámica

Los materiales cerámicos son generalmente frágiles o vidriosos. Casi siempre se fracturan ante esfuerzos de tensión y presentan poca elasticidad, dado que tienden a ser materiales porosos. Tienen elevada resistencia a la compresión si la comparamos con los metales incluso a temperaturas altas (hasta 1.500 ºC). Los valores de tenacidad de fractura en los materiales cerámicos son muy bajos. Su gran dureza los hace un material ampliamente utilizado como abrasivo y como puntas cortantes de herramientas. Comportamiento refractario Algunos materiales cerámicos pueden soportar temperaturas extremadamente altas sin perder su solidez. Son los denominados materiales refractarios. Generalmente tienen baja conductividad térmica por lo que son empleados como aislantes. Por ejemplo, partes de los cohetes espaciales Comportamiento eléctrico Una de las áreas de mayores progresos con la cerámica es su aplicación a situaciones eléctricas, donde pueden desplegar un sorprendente conjunto de propiedades. Aislamiento eléctrico y comportamiento dieléctrico La mayoría de los materiales cerámicos no son conductores de cargas móviles, por lo que no son conductores de electricidad. Esto se debe a que los enlaces iónico y covalente restringen la movilidad iónica y electrónica, es decir, son buenos aislantes eléctricos.

Superconductividad Bajo ciertas condiciones, tales como temperaturas extremadamente bajas, algunas cerámicas muestran superconductividad. La razón exacta de este fenómeno no es conocida. Semiconductividad Hay cierto número de cerámicas que son semiconductivas. La mayoría de ellas son óxidos de metales de transición que son semiconductores de tipos II-IV, como el óxido de zinc. Por eso la cerámica semiconductora es empleada como sensor de gas. Procesado de materiales cerámicos Algunos métodos usados: Manufactura in situ El uso más común de este método es en la producción de cemento y concreto. Aquí, los abrasivos deshidratados son mezclados con agua. Esto da comienzo a las reacciones de la hidratación, las cuales resultan en cristales grandes, interconectados formándose alrededor de los agregados. Pasado un tiempo, esto resulta en una cerámica sólida. Conformado de los polvos Existen dos formas de realizar el conformado: mediante la aplicación presión o mediante la aplicación de presión y temperaturas elevadas. Con la aplicación de presión y temperatura, el proceso es similar a si no aplicásemos altas temperaturas, pero obtenemos productos más densos y homogéneos a la vez que ahorramos materias primas.

Piezas de alfareria Ladrillo es una pieza cerámica, generalmente ortoédrica, obtenida por moldeo, secado y cocción a altas temperaturas de una pasta arcillosa, cuya dimensiones suelen rondar 24 x 11,5 x 6 cm. Se emplea en albañilería ya sean muros, paredes, pilares, arcos tabiques, tabicones, etc. Se estima que los primeros ladrillos fueron creados alrededor del 6.000 a.C. La arcilla con la que se elabora los ladrillos es un material sedimentario de partículas muy pequeñas de silicatos hidratados de alúmina, además de otros minerales como el caolín, la montmorillonita y la illita. Se considera el adobe como el precursor del ladrillo, puesto que se basa en el concepto de utilización de barro arcilloso para la ejecución de muros El ladrillo es la versión irreversible del adobe, producto de la cocción a altas temperaturas. Su forma es la de un prisma rectangular, en el que sus diferentes dimensiones reciben el nombre de soga, tizón y grueso, siendo la soga su dimensión mayor. Así mismo, las diferentes caras del ladrillo reciben el nombre de tabla, canto y testa (la tabla es la mayor). Tipos de ladrillo Según su forma Los ladrillos se clasifican en: •

Ladrillo Perforado: que son todos aquellos que tienen perforaciones en la tabla que ocupen más del 10% de la superficie de la misma. Muy popular para la ejecución de fachadas de ladrillo visto.

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Ladrillo Macizo: aquellos con menos de un 10% de perforaciones en la tabla. Algunos modelos presentan rebajes en dichas tablas y en las testas para ejecución de muros sin llagas.

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Ladrillo Tejar o Manual: simulan los antiguos ladrillos de fabricación artesanal, con apariencia tosca y caras rugosas. Tienen buenas propiedades ornamentales.

Ladrillo Hueco: son aquellos que poseen perforaciones en el canto o en la testa, que reducen el volumen de cerámica empleado en ellos. Son los que se usan para tabiquería Condiciones que deben reunir los ladrillos Para su empleo en las obras se requiere que estos materiales satisfagan las siguientes propiedades: homogeneidad en su masa; regularidad tanto en su forma como en las dimensiones de las distintas piezas dar un sonido metálico cuando se golpean; tener fractura de grano fino y apretado sin manchas blancas o “caliches” procedentes de caliza mezclada con la arcilla; no absorber mas del 15% de su peso de agua; no ser heladizos; tener resistencia para soportar las presiones determinadas sin romperse y no desmoronarse al frotamiento de uno con otro. Usos Los ladrillos son utilizados en construcción en cerramientos, fachadas y particiones. Se utiliza principalmente para construir muros o tabiques. Aunque se pueden colocar a hueso, lo habitual es que se reciban con mortero. La disposición de los ladrillos en el muro se conoce como aparejo, existiendo gran variedad de ellos.

Teja Son elementos para la construcción empleados en la formación de cubiertas con la misión de recibir y dejar escurrir el agua de la lluvia. Se fabrican con arcilla y su proceso de obtención es similar al ya explicado para los ladrillos. Las tejas generalmente son de color rojizo, aunque también se puedes colorear. Condiciones que deben cumplir las tejas Ser impermeables, ya q sometida al ensayo correspondiente no debe gotear antes de dos horas, resistir a flexión como mínimo 120KG/cm2, tener cantos vivos, rectos y superficies lisas, no ser heladizas, carecer de manchas y eflorescencias, debe dar un sonido claro metálico. Clasificación de las tejas Teja curva o árabe: Tiene forma de canal cónico y sus dimensiones mas corrientes son 45 cm. De largo por 21 y 16 cm. De ancho, 8 cm. De altura y 12 mm. De espesor. Se moldea generalmente a mano por medio de una gradilla metálica de forma trapezoidal, y cuando la pasta moldeadora adquiere consistencia se le da forma curva. La desecación se realiza de la misma forma que en los ladrillos. Teja plana: La teja plana sin encaje puede ser moldeada en prensa de hilera o bien en galletera. La mas empleada es la de encaje y esta debe ser moldeada en prensas de molde metálicos; su desecaron se efectúa colocándolas en estanterías destinadas a este fin, de manera que el aire circule por ambas caras; su cocción es igual a la de los ladrillos. Teja flamenca: Es una teja de características parecidas a la árabe pero en este caso lleva en su parte posterior un resalte para facilitar el enganche con las siguientes. Su sección transversal tiene forma de “S” originando en la misma pieza

“canal

y

cobija”

También existen piezas especiales, de variadas formas, destinadas a

solucionar las zonas más complejas del tejado, como las "limas" (aristas), encuentros con otros elementos, y puntos singulares. REFRACTARIOS Son

refractarios

aquellos

materiales

capaces

de

soportar

elevadas

temperaturas. Los materiales refractarios por excelencia son las cerámicas. Los refractarios deben soportar altas temperaturas sin corroerse o debilitarse por el entorno. Los refractarios típicos están compuestos por diversas partículas gruesas de óxido aglutinadas con un material refractario más fino El material refractario, se utiliza en todos los hornos industriales que se usan en refinerías de petróleo, industria química, industria siderúrgica y metalúrgica, cementeras, ladrilleras, cerámicas, industrias del vidrio, etc. Presentación del material refractario •

Cemento refractario: Mortero refractario Se utiliza como material de agarre, revestimiento de paredes, y para tomar las juntas entre hiladas de ladrillo refractario.

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Ladrillo refractario: El ladrillo refractario tiene sus caras lisas, lo que disminuye la adherencia con el mortero, resiste bien las altas temperaturas y la abrasión, es buen aislante térmico y es relativamente caro (actualmente el precio de un ladrillo refractario equivale aproximadamente al precio de diez ladrillos comunes).

ABRASIVOS Un abrasivo es una sustancia que tiene como finalidad actuar sobre otros materiales con diferentes clases de esfuerzo mecánico —triturado, molienda, corte, pulido—. Es de elevada dureza y se emplea en todo tipo de procesos industriales y artesanos.

Entre los abrasivos se encuentran el Oxido de Aluminio (Alúmina), el Carburo de Silicio, el Nitrido de Boronio Cúbico, y el Diamante. Las Herramientas Diamantadas se consideran cualquier tipo de herramienta que utilice diamantes como abrasivo para el corte. Los “dientes” son generalmente segmentos del metal compuestos de polvos metálicas y de cristales de diamante. Después estos segmentos se sueldan con soldadura láser (o sinterizado) a la base del metal de la Herramienta Diamantada. Tipos de abrasivos Hay diversos tipos de herramientas diamantadas que son utilizadas cada día en la industria de la construcción para cortar una variedad amplia de materiales como Concreto Reforzado Concreto Curado, Asfalto sobre una capa de Concreto, Ladrillo, Bloque, Piedra, Mármol y muchos más materiales. Aquí están los 3 tipos más comunes de Herramientas Diamantadas Discos diamantados: Un Disco Diamantado es una lámina de sierra circular. Se utiliza con amoladora, cortadoras de pistas y veredas, etc. Se utilizan para hacer cortes rectos en cualquier tipo de material conocido. Son utilizados diariamente por los contratistas y las empresas de la construcción en todos partes del mundo. Copas Diamantadas: Una Copa Diamantada se utiliza en amoladoras. Tiene sus segmentos diamantados solamente en un lado. Se utilizan para moler superficies desiguales para dejar una superficie plana y lisa. Pueden ser utilizados para el desbaste de concreto, granito, mármol y otros materiales duros. Brocas Diamantadas: es un tubo largo con segmentos diamantados en la extremidad. Las brocas se utilizan para perforar agujeros a través del granito y mármol Counter Tops, Paredes de Concreto, Concreto Reforzado y otros materiales similares. Se utilizan comúnmente en la industria de construcción para todos tipos de perforaciones. Ej.: Para realizar instalaciones eléctricas.