Industrialización de piezas cerámicas

Productos cerámicos Material de cátedra:
profesores Etcheverry- Chávez

MATERIALES CERAMICOS
Industrialización de piezas:
PROCESO DE PRODUCCION.

La producción de ladrillos cocidos ha alcanzado un alto grado de mecanización y
automatización en muchos países, pero los métodos tradicionales de producción a
pequeña escala están todavía muy extendidos en la mayoría de los países en
desarrollo.
Así hay una gran variedad de métodos mecanizados y no mecanizados de extracción,
preparación, moldeado, secado y cocido de los mismos.

DESCRIPCION DEL PROCESO DE ELABORACIÓN DEL LADRILLO COMUN.

1. Extracción.
Se extraen de canteras por medio de explotaciones a cielo abierto, es necesario
eliminar una capa de espesor de la tierra vegetal que no es apto para la
fabricación de la cerámica.

2. Procesos químicos y físicos.
Estos procesos se realizan o no, de acuerdo al proceso de realización de la pieza
correspondiente a cada fabricante.
METEORIZACION: consiste en someter a la arcilla a la acción de elementos
atmosféricos. Se deja al aire libre y sufre por el agua de lluvia un lavado que
disuelve y elimina las sales e impurezas.
PUDRICIÓN: consiste en amontonar arcilla en un lugar de poca luz y sin
circulación de aire, procurando que tenga un humedad constante. Por medio de la
fermentación se origina un gel actuando de aglomerante entre partículas,
aumentando la trabazón y además se obtiene una mayor plasticidad.

3. Preparación de la pasta.
Se mezclan los tres elementos principales (arcilla, desengrasantes y agua).este
proceso es necesario que cumplan 4 condiciones:
 DEPURACIÓN la pasta no puede tener guijarros, nódulos de cal, sales
solubles, etc. que producirían una perturbación en el tratamiento
mecánico posterior y darían anormalidades en el sacado y la cocción.
Además tiene una acción química que hace rebajar la calidad del
producto fabricado.
 DIVISIÓN es necesario reducir el tamaño de los pequeños fragmentos
a polvo por medio de trituración y molido.
 HOMOGENEIDAD la arcilla y el desengrasante deben mezclarse
íntimamente.
 HUMEDAD se necesita la cantidad justa de agua que permita un
perfecto mezclado con la arcilla y el desengrasante, y además que este

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apta para resistir los diversos procesos químicos y físicos a los que
serán sometidos.

4. Moldeado.
Existen varios tipos:
A MANO es arcaico y rudimentario, presenta una superficie rugosa que
proporcionan condiciones especialmente adecuadas para recibir revoques.
A MAQUINA imitación moldeo a mano se usan cuando hay preferencias por el
moldeo a mano.
A MAQUINA la mezcla se somete a una maquina de vacío donde se comprime la
pasta, de esta manera se quita todo el aire que se encuentra en ella,
obteniéndose una mezcla homogénea de humedad uniforme y con una superficie
muy bien terminada (lisa). La entrada de la pasta se regula por medio de cilindros
que a su vez perfeccionan el molido de los nódulos de arcilla y pequeñas piedras
que puedan haberse filtrado. El grado de vacío debe ser constante de tal manera
que la misma cantidad de arcilla que entre sea la que salga. El desaireado de la
arcilla evita la formación de burbujas y poros y además añade a la pasta una
plasticidad suplementaria. Dicha plasticidad se debe a una unión intima de
partículas. La cámara de vacío reduce el contenido del agua de la pasta, es decir
que la pasta sale de la prensa mas dura de lo que entro. Los productos cocidos
de estas pastas desaireadas son mas duros, mas impermeables, menos porosos,
con texturas mas uniformes y compactas, la resistencia a la compresión aumenta
un 10% con respecto a las pastas comunes. Por lo tanto se pueden disminuir los
espesores de las paredes huecas. estos productos tienen mejor conductividad
térmica por su menor porosidad.
En cuanto al secado es natural que las piezas desaireadas sequen mas
regularmente y más deprisa, puesto que su capilaridad es menor.
En cuanto a la cocción se cuecen más rápido y a una temperatura ligeramente
inferior a las requeridas por los productos de pastas ordinarias. Aparte de mejorar
todas estas condiciones los productos desaireados mejoran el aspecto exterior y
producen una enorme reducción de desperdicios.

5. Secado.
Si se aplica energía térmica a la pieza el agua saldrá a la superficie y se
transformara en vapor.
CONTRACCIÓN durante la eliminación del agua se observa que la pasta
disminuye de volumen proporcionalmente al agua eliminada.
Comienzan a formarse huecos, estos son proporcionales al agua eliminada.
EVAPORACIÓN la evaporación se ve influenciada por la presión de vapor, la
temperatura, las condiciones del aire ambiente, la plasticidad y la forma y
dimensiones de los productos a secar.
El agua de la superficie de la pieza se evapora, produciéndose una aproximación
entre las moléculas de la capa superficial, que origina diferencias de presión las
cuales hacen fluir el agua del interior hacia la superficie. Es decir la diferencia de
humedad entre los puntos de la superficie y del interior es el motor que hace
mover el agua.
Esta diferencia de humedad produce diferencias de contracción que ocasionan
tensiones internas que si son superiores a las tensiones limites de la pieza
producen la rotura; es por eso que es necesario un secado controlado y no
brusco. Es esencial para una evaporación perfecta eliminar el vapor producido ya
que el aire tiene un capacidad limitada para tomar el vapor de agua, sino es
posible que se produzcan condensaciones.

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Es necesario que el aire del lugar de secado sea seco, caliente y además se
renueve constantemente.
TIPOS DE SECADO.
NATURAL. Es el tipo de secado más antiguo, se realiza al aire libre y se colocan
de tal manera que quede espacio entre los ladrillos para que circule el aire.
A veces los lugares de secado están cubiertos y permiten una elemental
regulación de sombras y corrientes de aire. La velocidad de secado de esta
manera depende mucho de las condiciones ambientales a las cuales esta
sometido.
ARTIFICIALES. La principal ventaja de este sistema es el secado continuo
durante todo el año, además se consigue un secado mas uniforme y los
desperdicios son menos.
POR TUNEL. Es aquel en el que los ladrillos recién moldeados son colocados
sobre vagonetas que se desplazan a lo largo de un túnel del que salen secos.
Este sistema tiene la gran ventajas de una manipulación menor y con condiciones
controladas.
En estos secaderos se introduce aire caliente procedente de los hornos que luego
es eliminado por medio de una chimenea. En la primera mitad pierde un 20 % de
agua, en tanto que en la otra mitad pierde el 80% restante.

6. Cocción.
La accion del calor es el fundamento de la industria cerámica.
La cocción se realiza a una marcha lenta y prudente, siendo factores
determinantes el producto a cocer y el horno.
Este proceso se realiza a temperaturas elevadas y la dosificación del calor se
realiza de acuerdo a los distintos tipos de arcilla y a los características del
producto a obtener, distinguiéndose tres etapas:
a) Calentamiento uniforme
b) Coccion
c) Enfriamiento.

HORNOS. Pueden ser de numerosos tipos y formas. Debe ser construido en un
sitio suficientemente drenado para borrar todo indicio de humedad. La bóveda
debe ser suficientemente refractaria para resistir altas temperaturas, y las
frecuentes expansiones y contracciones. Existen hornos de combustibles líquidos
gaseosos o sólidos.
Tipos de hornos:
a) EL HORMIGUERO (artesanal).
El horno no existe sino que es confeccionado por el mismo material a cocer.
Necesita mucho consumo de combustible (leña y carbonilla) y poco
aprovechamiento del mismo. Ademas en invierno interrumpe su producción por
lluvias , retomando en primavera (discontinuidad varia el precio).
Capacidad de producción 25 a 30.000 ladrillos.
La coccion es variable en cada uno de acuerdo a su posición en el hormiguero y
por tanto laa propiedades son variables.
Se debe evitar la combustión violenta.
b) HORNO HOFFMAN.
Producción continua. Fuego movil.
c) HORNO TUNEL .
Fuego fijo. Es el mas perfeccionado.

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COLOR TEMPERATURA
°C
ROJO NACIENTE 525
ROJO OSCURO 650
ROJO CEREZA OSCURO 750
ROJO CEREZA 850
ROJO CEREZA CLARA 900
NARANJA INTENSO 1000
NARANJA CLARO 1100
AMARILLO BRILLANT 1200
E
BLANCO 1300
BLANCO BRILLANTE 1400
BLANCO DESLUMBRANTE 1500 en adelante
Cuadro de control de cocción.

CUADRO SINTETICO GENERAL

ETAPAS MANUAL MECANICO
Construcciones rudimentarias, con Construcciones permanentes,
gran influencia climática, poca continuidad laboral, equipamiento
herramienta. mecánico.
EXTRACCION Pala. Tractor.
PREPARACION Agentes atmosféricos: lluvia, Agentes atmosféricos: lluvia,
METEORIZACION sol, heladas = lavado de sales. sol, heladas = lavado de sales.
 Maduración: 48hs. Humectación uniforme.
 Pudrición: 15 días En el suelo. En piletas con
(elimina mat. orgánica, desengrasantes.
fermentación)
 Levigación Lavado y decantación (barro
sólo para procesos colado).
industriales.
AMASADO Pisadero c/ desengrasante Molino de rulos (tritura,
(paja, cuero). 40% de agua. tamizado, humectación,
Con animales. mezclado, amasado). 20% de
agua.
MOLDEADO En suelo. Gradilla (molde para  Galletera (ladrillo,
2 ladrillos). Producto: adobe. ticholo, bovedilla).
2000 a 2500 u/día con 1  Prensado (azulejo,
operario. teja, baldosa).
 Colada (aparatos
sanitarios).
DESECACION Natural (bajo techo). Artificial (calor del horno).
. Se ubican formando un Temperatura constante.
dispositivo llamado rejallo.
COCCION Hormiguero (horno natural). Hornos especiales:
Combustible = leña. Hoffmann (fuego móvil),
Resultado disperso : Túnel (fuego fijo).|
carbonilla, exteriores crudos
(claros), centro (frágiles,
violetas), medio (los mejores,
rojos).

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TIPOS DE PRODUCTOS.

En general todos son productos de fácil obtención, con pocos requerimientos de
mantenimiento. Son acopiables.

TIPO PESO DIMENSIONES RENDIMIENTO
Denominación Kgf cm cantidad por m2
Ladrillo de campo 2,500 5 x 11 x 24 tizón = 120 soga = 60
Ladrillo de máquina 2,800 5,5 x 12 x 25 tizón = 120 soga = 60
Ladrillo rejilla 3,300 12 x 12 x 25 tizón = 64 soga = 32
Rejillón 5,100 12 x 17 x 25 tizón = 40 soga = 30
Ticholo 2 bocas 2,250 7 x 12 x 25 plano = 52 canto = 32
Ticholo 4 bocas 3,600 10 x 12 x25 plano = 40 canto = 24
Ticholo Tabicol 4,250 7 x 25 x 25 canto = 16
Ticholo Gigante 8,500 17 x 25 x 25 canto = 16
T. Doble gigante 11,700 25 x 25 x 25 canto = 16
Bovedilla común 5,000 10 x 25 x 25 plano = 16
Tejuela campo 1,200 2,5 x 12 x 24,5 plano = 32
Tejuela máquina 1,600 3 x 12 x 25 plano = 32
Teja colonial 1,800 1 x 18 x 25 plano = 28
Teja plana 2,000 1 x 20 x 25 plano = 50
Azulejo 15 x 15 plano = 45
Pastillin 0,3 x 2 x 2 plano = 100
Gres 10 x 10/10 x 20 plano = 100 /
50
Se debera verificar la existencia y disponibilidad en mercado según catalogos.
(ejemplos en fichas adjuntas)

LADRILLOS.

CLASIFICACION DE LADRILLOS POR SU FABRICACION.
 Ladrillo de tejar fabricados a mano, secados en horno hormiguero.
 Ladrillo de mesa fabricados a mano, cocidos en hornos fijos.
 Ladrillos prensados, de cara fina, fabricados con prensa de estampa y cocidos
en horno fijo.

CLASIFICACION DE LADRILLOS POR SU COCCION.
 Adobes secados al sol, no sometidos a acción del fuego.
 Ladrillos santos, son los que por un exceso de cocción se le ha producido una
vitrificación.
 Ladrillos recochos, son los que han estado sometidos a una cocción despareja,
presentan manchas pardas y rojizas.
 Ladrillos pardos, son los que han sufrido una cocción insuficiente.

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CLASIFICACION DE LADRILLOS POR SU FORMA.
 Ladrillos macizos son de forma paralelepípedos.
 Ladrillos perforados son las que presentan perforaciones paralelas a una
cualquiera de las aristas.
 Ladrillos huecos son los que presentan perforaciones paralelas a cualquiera de
sus aristas.
 Ladrillos aplantillados son los que tienen una forma geométricas diferentes a la
paralelepípedos.
 Ladrillos de mocheta tienen un corte cuadrado en uno de sus ángulos para
adaptarlos a uno de sus huecos.

Ladrillos macizos de campo tipo artesanal. Ladrillos macizos de prensa.

Ladrillos “chorizos” tipo artesanal.

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Diferentes tipos de ladrillos huecos.

CERÁMICOS NO ESMALTADOS.
Se realizan del mismo material que los anteriores pero con otras funciones: por
ejemplo layotas para pavimentos.

Diferentes tipo de layotas.

CERÁMICOS ESMALTADOS.

En general constan de 2 capas: una gruesa de arcilla seleccionada (bizcocho) y otra
fina de un esmalte que recubre una de sus caras y que le proporciona
impermeabilidad y resistencia al desgaste.
AZULEJOS. Los azulejos se caracterizan por tener esmalte solo en la cara superior
para que tenga una buena adherencia. Las caras tienen que ser planas, las aristas
vivas y rectas.
Tienen que tener medidas uniformes porque hay que evitar dejar juntas muy anchas
para cubrir las diferencias de tamaño.
Las caras esmaltadas no deben tener defectos como poros o puntos.
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Esta cerámica esmaltada se produce a doble cocción ( una previa al esmaltado y otra
posterior al mismo)
MONOCOCCION. En este caso se realiza una sola cocción con ambas capas juntas,
lográndose mayores resistencias del producto final.

INDICE PEI (PORCELAIN ENAMEL INSTITUTE)
Se rigen por la Norma ISO 10545-7 y es un ensayo diseñado específicamente para
comprobar la resistencia al desgaste de los esmaltes que recubren a la cerámica ,
clasificando al material ensayado en 5 grupos o grados, desde GRADO I (no
recomendado para usos de pisos) hasta GRADO V ( transito pesado extra pesado)
según el siguiente cuadro:

Grado PEI Situación de uso Tipo de uso recomendado
GRADO I Transito liviano Calzado normal, sin contacto con el exterior, poco expuesto a
la acción de calzado con polvillo. Ej: dormitorios.
GRADO II Transito moderado Calzado normal sin contacto al exterior.ej:baños,locales
interiores de viviendas excepto escaleras, cocinas y pasillos.
GRADO III Transito normal Desgaste por rozamiento con el polvillo del alzado normal.
Locales interiores de vivienda unifamiliar en contacto con el
exterior.
Ej: escaleras, cocinas, estares, balcones y pasillos.
GRADO IV Transito elevado Solicitaciones de transito relativamente fuertes, con
movimiento constante y grandes posibilidades de polvillo que
se arrastran con el calzado normal. Locales comunes de
vivienda colectiva, externos de vivienda en contacto con el
exterior, con excepción de locales con gran afluencia de
publico. Ej: oficinas privadas, terrazas,salas de hospitales,etc.
GRADO V Transito severo Solicitaciones de transito fuertes, con gran movimiento
constante y presencia de polvillo que se arrastran con el
calzado. Bancos, peluquerías, bares, con excepción de locales
con transito de elem. Fuera de lo común: zapatos de
golf,ruedas de carritos de supermercados sin protección.

El ensayo consiste en la apreciación visual del desgaste producido en probetas del
material sometidas a distintos grados de agresión superficial. En general, para
esmaltes de colores lisos y muy oscuros o claros, con brillo, se obtienen
clasificaciones más bajas que para esmaltes con combinación de colores o matices
neutros y poco o nada de brillo.
Es un ensayo especifico para superficies esmaltadas.
Es altamente recomendado el empleo de felpudos, alfombras o esteras en el ingreso
de las viviendas, para mantener alejado de los pisos cerámicos el polvillo ambiental y
su acción abrasiva.

GRES.

Pueden ser de cerámicas rojas o blancas dependiendo del caolín.Las características
del gres es que resiste muy bien a la abrasión, a la flexión, a los agentes atmosféricos
y lo mas importante es que resiste a los ácidos debido a su gran compacidad.
Es impermeable, higiénico, no se dilata y además, a pesar de ser un material
vitrificado tiene buena adherencia.

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RESISTENCIA A AGENTES QUÍMICOS.
Este ensayo permite cuantificar la resistencia a la agresión de ácidos y bases,
utilizando respectivamente ácido clorhídrico e hidróxido de potasio para esta prueba.
Para la prueba se aplican en superficie, y al cabo de una semana se observa el estado
de la probeta. Los resultados a esta prueba se clasifican:

GRADO USO RECOMENDADO.
GRADO AA No se observan alteraciones.
GRADO A Leve variación en el aspecto.
GRADO B Se nota claramente la acción del químico.
GRADO C Perdida parcial de la superficie.
GRADO D Perdida total de la superficie.

Cuando se considera la necesidad de contar con pisos o recubrimientos antiácidos, no
debe olvidarse que tanto la junta como el mortero a utilizar deben tener probada
resistencia a los ácidos (epoxis).

PORCELANATOS.

Producto de coccion unica, pero a altísimas temperaturas (1100 a 1200 ºC).
Se realiza con arcillas tipo caolin (pura) al 60% mas feldespatos al 30%, con cuarzo al
20% finamente molidos.
No tienen grado de abrasión por no sr vitrificados.

TEJAS.

Son elementos cerámicos que se emplean en la construcción de cubiertas. Su
proceso de fabricación es similar al explicado anteriormente para los ladrillos. Se
pueden obtener de diferentes coloraciones por medio de barnices vidriados y
esmaltes.
Las cubiertas de tejas son de muy buena calidad, alta durabilidad, fácil colocación y
adecuada resistencia mecánica.
Existen diferentes tipos de tejas:

 CURVA o COLONIAL. Tienen forma de canal cónico.
Se dispone en filas con la concavidad hacia arriba y hacia abajo respectivamente.
 PLANA o FRANCESA. De forma aproximadamente rectangular y perfectamente plana,
en la cara inferior suele tener un resalto para el apoyo en su cubierta. Presenta
orificios para ser clavadas en listones de madera.
 FLAMENCA o ESPAÑOLA. Es una teja de características parecidas a la curva pero
lleva en su parte posterior un resalte para facilitar el enganche con la siguiente. Su
sección transversal tiene forma de “s” originando en la misma pieza canal y cobija
 TEJAS DE ANCLAJE. Contorno sensiblemente rectangular con rehundidos y pestañas
que permiten el encaje de una con otra.

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Teja tipo colonial - color natural.

Teja tipo española - color natural.

Teja tipo francesa - color natural.

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Diferentes ejemplos de tejas esmaltadas.

LADRILLOS REFRACTARIOS.
Se llama refractario cuando el material tiene un punto de fusión muy elevado, debe
resistir altas temperaturas y abrasiones muy fuertes que se puedan producir durante el
proceso de calentamiento.
Pero la variable de resistencia al calor en forma independiente no tiene ningún valor
sino que deben definirse además las condiciones de empleo de las mismas, es decir
que lo que importa es que resista altas temperaturas sin que se reblandezca o sufra
cambios de volumen apreciables.
Además debe admitir la acción de gases así como poseer una conductividad térmica
baja.
La cocción de estos ladrillos se realiza en hornos comunes lo único que a mayor
temperatura que la normal.

Ladrillo refractario comùn. Molduras para frentes en mat. refractario.

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