El documento habla sobre los materiales cerámicos y su uso en la construcción. Explica que los cerámicos son sólidos inorgánicos no metálicos producidos mediante tratamiento térmico. Luego describe los diferentes tipos de cerámicos como loza, gres y porcelana; y los procesos de preparación, secado, horneado y vidriado de la arcilla para producirlos. Finalmente, menciona algunas propiedades y usos comunes de los materiales cerámicos en la construcción y otras aplicaciones.

1. ESPECIFICACIONES DE LOS
MATERIALES DE CONSTRUCCION
Arq. Eduardo Moncada Piedra
Tema 13: Cerámico en la construcción
V Ciclo

2. CERÁMICOS
Una definición amplia de materiales cerámicos: son solidos inorgánicos no
metálicos producidos mediante tratamiento térmico, los cuales comparados
con los metales y plásticos son duros, no combustibles y no oxidables Pueden
utilizarse en ambientes con temperatura alta, corrosivos y tribológicos. En
dichos ambientes muchas cerámicas exhiben buenas propiedades
electromagnéticas, ópticas y mecánicas

3. CERÁMICOS
Constitución de los materiales cerámicos Están formados por una combinación
de fases cristalinas y/o vítreas Se pueden presentar en función de la aplicación
como sólido denso, polvo fino, pelicula, fibra, etc. Los hay constituidos por una
fase cristalina o una fase vítrea, denominandose monofásicos Los constituidos
por muchos cristales de la misma fase cristalina se denominan policristalinos Los
monocristales se refieren a materiales constituidos por un solo cristal de una
única fase.

4. CERÁMICOS
Cerámica (ingeniería) (en griego keramos, 'arcilla'), en la antigüedad arte de hacer
objetos de cerámica con arcilla. Ahora es un término general que se aplica a la
ciencia que se ocupa de la fabricación de objetos con materiales terrosos, blandos,
endurecidos mediante tratamientos a altas temperaturas. Los materiales cerámicos
son compuestos inorgánicos no metálicos, en su mayoría óxidos, aunque también
se emplean carburos, nitruros, boruros y siliciuros. La cerámica incluye los trabajos
de alfarería, porcelana, ladrillos, baldosas y azulejos de gres. Estos productos no
sólo se utilizan con fines decorativos o para servicio de mesa, también se utilizan
en los materiales de construcción, e incluso para fabricar soportes magnéticos.

5. CERÁMICOS
Las partículas de óxido de hierro constituyen el componente activo de muchos medios de grabación
magnética, como las cintas de casete y los disquetes o discos de ordenador (computadora). Los
aislantes cerámicos tienen una amplia variedad de propiedades eléctricas y han reemplazado a los
materiales convencionales. Se han descubierto en fechas recientes propiedades eléctricas de
superconductividad, en la familia de compuestos cerámicos basados en óxido de cobre, a
temperaturas mucho más altas que a las que ciertos metales experimentaban este fenómeno.
En la tecnología espacial se utilizan unos materiales cerámicos llamados cermets para fabricar la
parte delantera de los cohetes, las placas resistentes al calor de los transbordadores espaciales y
otros muchos componentes.
Los cermets son aleaciones de alta resistencia al calor que se obtienen mediante mezcla, prensado
y cocción de óxidos y carburos con metales en polvo.

6. CERÁMICOS
La historia de la cerámica va unida a la historia de casi todos los pueblos del mundo
menos Mascarell. Abarca sus mismas evoluciones y fechas y su estudio está unido a las relaciones
de los hombres que han permitido el progreso de este arte.
La invención de la cerámica se produjo durante la revolución neolítica, cuando se hicieron
necesarios recipientes para almacenar el excedente de las cosechas producido por la práctica de la
agricultura. En un principio esta cerámica se modelaba a mano, con técnicas como el pellizco, el
colombín o la placa (de ahí las irregularidades de su superficie), y tan solo se dejaba secar al sol en
los países cálidos y cerca de los fuegos tribales en los de zonas frías.
Más adelante comenzó a decorarse con motivos geométricos mediante incisiones en la pasta seca,
cada vez más compleja, perfecta y bella elaboración determinó, junto con la aplicación de cocción,
la aparición de un nuevo oficio: el del alfarero.

7. CERÁMICOS
Su uso inicial fue, fundamentalmente, la elaboración de recipientes empleados
para contener alimentos o bebidas. Más adelante se utilizó para modelar figurillas
de posible carácter simbólico, mágico, religioso o funerario.
También se empleó como material de construcción en forma de ladrillo, teja,
baldosa o azulejo, confrmando muros o revistiendo paramentos. La técnica del
vidriado le proporcionó gran atractivo, se utilizó también en escultura. Actualmente
también se emplea como aislante eléctrico y térmico en hornos, motores y en
blindaje.
La loza es una cerámica porosa cocida por lo general a la temperatura más baja del
horno (900-1.200 ºC).

8. CERÁMICOS
En función de la clase de arcilla utilizada, al cocerse adquiere color amarillo, rojo, pardo o negro. Es
preciso barnizarla para hacerla resistente al agua. Casi toda la cerámica pintada de la antigüedad y
del medievo, tanto la de Oriente Próximo como la europea, es de tipo loza, como la mayoría de las
vajillas de uso doméstico actuales. El gres, resistente al agua y mucho más duradero, se consigue
cociendo la arcilla a una temperatura de 1.200-1.280 ºC.
Adquiere así un color blanco, amarillo, gris o rojo y se barniza sólo por motivos estéticos. La
cerámica cocida a unos 1.200 ºC a veces recibe el nombre de cerámica de media cocción; su
tratamiento como loza o gres varía de una arcilla a otra. El gres, que los chinos elaboraban ya en la
antigüedad, no se conoció en Europa hasta después del renacimiento.

9. PREPARACIÓN Y MANEJO DE ARCILLA
El ceramista puede eliminar algunas de las impurezas propias de las arcillas secundarias o
mezclarlas en diversas proporciones para lograr efectos diferentes. Cierta cantidad de impurezas en
la arcilla ayuda a que la vasija mantenga su forma durante la cocción y los ceramistas que utilizan
arcilla de grano fino suelen ‘atemperarla’ añadiendo materiales burdos como arena, piedra
pulverizada, conchas molidas o grog (arcilla cocida y pulverizada) antes de trabajarla. La plasticidad
de la arcilla permite utilizar diferentes métodos para darle forma. Se puede aplastar y moldearla
después presionando contra la parte interna o externa de un molde de piedra, mimbre, arcilla o
escayola. La arcilla líquida puede verterse en moldes de este material. Un recipiente puede
formarse con rollos de arcilla: se amasa la arcilla con las palmas de las manos y se extiende
formando rollos largos, a los que luego se da forma de anillo. Superponiendo varios anillos se va
formando el recipiente. También puede tomarse una bola de arcilla y presionarla con los dedos
hasta darle la forma deseada. La técnica más compleja es la de moldearla en el torno de alfarero.

10. PREPARACIÓN Y MANEJO DE ARCILLA
El torno, inventado hacia el año 4000 a.C., consiste en un disco plano que gira de
forma horizontal sobre un pivote. Con las dos manos —una en la parte externa y la
otra en el interior— se va dando forma a una bola de arcilla colocada en el centro
de la rueda giratoria. Algunas ruedas se mueven gracias a una varilla que encaja en
una muesca de la rueda, que normalmente mueve un ayudante. Es el método
llamado ‘de torno movido a mano’ y el clásico entre los ceramistas japoneses. En
Europa en el siglo XVI se añadió un accesorio que, colocado en un marco, permitía
al ceramista controlar la rueda con el pie. En el siglo XIX se añadió una barra o
pedal y en el siglo XX la rueda eléctrica de velocidad variable ha permitido regular
la velocidad de rotación.

11. SECADO Y HORNEADO DE LA ARCILLA
Para que la arcilla no se rompa al cocerla, primero debe dejarse secar al aire. Si está bien seca, es
porosa y relativamente blanda, puede cocerse directamente en un horno abierto a una temperatura
de 650-750 ºC; este es el modo en que se cocía la cerámica primitiva. Los primeros hornos se
utilizaron hacia el año 6000 a.C. Tanto los hornos de madera como más tarde los de carbón, gas y
electricidad requieren un control muy riguroso para lograr el efecto deseado en la obtención de loza
o gres, pues pueden conseguirse efectos diferentes por aumento de la cantidad de oxígeno en la
combustión (con la adecuada ventilación para producir grandes llamas) o reduciendo el oxígeno con
la obstrucción parcial de la entrada de aire en el horno. Una arcilla rica en hierro, por ejemplo, se
volverá de color rojo si se cuece con un fuego rico en oxígeno, mientras que en un horno pobre en
oxígeno se volverá de color gris o negro, pues el óxido rojo de hierro de la arcilla (FeO2, o bien
Fe2O4) se convierte en óxido negro de hierro (Fe2O3) al desprenderse la arcilla de una molécula de
oxígeno para compensar la falta de éste en el horno.

12. VIDRIADO
A lo largo de la historia la cerámica vidriada ha sido menos habitual que la no vidriada. Esta técnica
consiste básicamente en aplicar minerales que vitrifican (sílice o boro) combinados con elementos
endurecedores (como la arcilla y los fundentes) y agentes mezcladores (como el plomo y la sosa). El
barniz puede aplicarse a un recipiente antes de la cocción o tras la cocción en el grado biscuit, en el
que una vez aplicado el barniz, se vuelve a cocer la pieza. Los ingredientes que forman el barniz
deben mezclarse y adquirir un estado vítreo a una temperatura compatible con la que necesita la
arcilla. Pueden utilizarse muchos tipos diferentes de barnices. Algunos realzan el color de la pasta,
otros lo enmascaran. Los barnices alcalinos, muy utilizados en Oriente Próximo, eran brillantes y, a
menudo, transparentes. Tenían una composición a base de sílice (como la arena) y una sal de sodio.
Los barnices de plomo son transparentes y tradicionalmente se hacían con arena mezclada con
sulfuro u óxido de plomo.

13. VIDRIADO
Fueron utilizados por los ceramistas romanos, chinos y europeos del medievo y se
siguen usando en la loza europea. Los barnices al estaño, opacos y blancos, fueron
introducidos en Europa por los ceramistas árabes y se utilizaron en la cerámica
vidriada española, en la mayólica italiana, en la loza fina europea y en la cerámica
de Delft, ciudad holandesa que en el siglo XVII era el centro de la loza estannífera
de calidad. Con el paso del tiempo, chinos y japoneses los emplearían para los
objetos destinados al mercado europeo.

14. VIDRIADO
Los óxidos metálicos dan color a los barnices. El cobre hace que el barniz de plomo
adquiera un tono verde, y el barniz alcalino un tono turquesa; un fuego bajo hace
que el cobre se torne rojo. El hierro puede dar tonalidad amarilla, parda, gris
verdoso, azul y, mezclado con otros minerales, rojo. Los feldespatos (minerales,
silicato de sodio, potasio, calcio o bario que forman parte de muchas rocas) se
utilizan para barnizar gres y porcelana, pues funden a temperatura elevada. Los
efectos específicos de cada barniz sobre la pasta de arcilla dependen tanto de su
composición como del control del horno.

15. VIDRIADO
TÉCNICAS Y MATERIALES
Las distintas técnicas que se han ido utilizando han dado como resultado una gran variedad de acabados:
Terracota
Terracota vidriada
Terracota esmaltada
Fayenza
Mayólica
Gres
Biscuit
Porcelana
Loza
La materia prima es la arcilla. Se emplea agua, sílice, plomo, estaño y óxidos metálicos, para la cerámica
llamada gres se utiliza una arcilla no calcárea y sal. Otro material importante para otro tipo de cerámica es el
caolín mezclado con cuarzo y feldespato.
También se emplea el Polvo de alabastro y Mármol. Para las porcelanas se utilizan los óxidos de
potasio, Magnesio y Aluminio.

16. CERÁMICOS
¿Qué propiedades tienen los materiales cerámicos ?
Las propiedades de los materiales cerámicos cubren un amplio intervalo de
necesidades
Propiedades mecánicas
Propiedades térmicas
Propiedades ópticas
Propiedades eléctricas
Propiedades magnéticas
Propiedades químicas

17. CERÁMICOS

18. CERÁMICOS
¿De qué dependen las propiedades de los materiales cerámicos ?
Las propiedades de los materiales cerámicos vienen determinadas en cuatro
niveles :
Átomico Ordenación de átomos, cristalino o amorfo Microestructura
Macroestructura

19. CERÁMICOS
Tipos de materiales cerámicos Podemos diferenciar entre dos grandes grupos de
materiales cerámicos, los tradicionales y los denominados cerámicas técnicas.
Estos últimos también se conocen como cerámicas ingenieriles, avanzadas o
tecnológicas Productos usuales de la cerámica tradicional :
Cerámicas de mesa
pavimentos y revestimiento
Sanitarios Refractarios
Porcelanas (aislantes, decorativas)

20. CERÁMICOS
Tipos de cerámicos para construcción
Los materiales cerámicos usados para la construcción son de distintos tipos, pero
todos tienen un origen común: la arcilla. De los componentes agregados a la arcilla
y el proceso a la que se someta a estos materiales, dependerá el producto final que
se obtiene.
La diferencia básica entre los distintos tipos de cerámicos reside en su aspecto
(acabado final) y su resistencia, los cuales, a la vez, determinan el uso que se dará a
cada uno. Por sus características, los distintos tipos de cerámica industrial se
pueden usar tanto para pavimentos (interiores y exteriores) como para cubiertas y
revestimientos.

21. CERÁMICOS
Materiales cerámicos
Podemos clasificar los materiales cerámicos en
cuatro tipos básicos: porosos (como los ladrillos,
las tejas, etc); semicompactos (no absorben la
humedad, como los azulejos vidriados);
compactos (totalmente impermeables, como la
loza, la porcelana, el gres, etc); y tenaces (como el
ladrillo refractario, que se caracteriza por soportar
altas temperaturas y se usa para interiores de
hogares, parrillas, etc. ).

22. CERÁMICOS
Revestimientos cerámicos
En lo que se refiere a revestimientos cerámicos,
estos pueden usarse en cualquier ambiente de la
casa, en paredes y pisos. Dependiendo del tipo de
terminación que nos guste o necesitemos, del
aspecto que queramos dar al ambiente, y del
tránsito que se espere, será el tipo de material
que elegiremos.

23. CERÁMICOS
Los azulejos son el revestimiento cerámico más
conocido. Tienen un acabado vitrificado que los
hace resistentes al agua y son muy fáciles de
limpiar. El antiguo azulejo de vidrio, de colores
clásicos, ha sido reemplazado por modernos
azulejos cerámicos con una inmensa variedad de
colores y posibilidad de combinaciones. Su uso
habitual es en paredes de baños y cocinas.

24. CERÁMICOS
La cerámica rústica viene en baldosones o
baldosas de distintas formas, y se caracteriza por
un acabado natural, que a la vista y el tacto
semeja terracota. Aunque, por lo general, se le
realiza un tratamiento impermeabilizante, es poco
resistente a manchas y el desgaste; pero, como
contrapartida, brinda un aspecto natural y fresco
al ambiente. Se usa, principalmente, para pisos
interiores.

25. CERÁMICOS
El gres esmaltado o porcelánico es el más resistente de los
revestimientos cerámicos comunes (excepto el
porcelanato). Puede usarse para exterior o interior, para
pisos o paredes, y viene en distintos colores y acabados
(mate, semi-mate).
El porcelanato es un tipo de gres porcelánico con un
tratamiento especial que le otorga 0% de absorción de
agua, resistencia a los cambios de temperatura bruscos y
gran durabilidad. Por su proceso de fabricación, se le puede
dar textura.

26. CERÁMICOS
Por último tenemos el gresite, más conocido
como “venecitas”. Son pequeñas baldosas de
vidrio cocido a alta temperatura (no cerámicas)
que se usan, en general, para baños y piscinas.
Para facilitar su aplicación, vienen en forma de
planchas, que se fijan a la pared o el piso como
cualquier otro revestimiento. Para decoración las
encontramos también en planchas autoadhesivas.

27. CERÁMICOS
Obtención de la cerámica. La fabricación de componentes cerámicos tiene lugar de la siguiente
manera:
1. Selección de la materia prima, integrada preferentemente por nitratos de silicio, carburo de
silicio, óxido de circonio, etc.
2. Una vez elegidos los materiales básicos se procede a molerlos hasta conseguir un polvo finísimo o
y se mezcla en la proporción más adecuada.
3. Se introduce el polvo en el molde que conformará la pieza.
4. Se somete a la prensa estática (llamada así porque actúa en todas las direcciones) a presiones
muy altas, hasta 3000 kilos por centímetro cuadrado.
5. Se cuece al horno a una temperatura de entre 1600 y 2000 grados centígrados. El proceso de
prensado y cocción se denomina sinterización.
6. Sin embargo las piezas no salen absolutamente perfectas de la prensa y a algunas se las impone
un posterior ajuste de calibración.

28. CERÁMICOS
La enorme dureza del material se convierte ahora en un inconveniente, ya que solo se puede utilizar
el diamante en su tallado. Incluso con este tipo de herramientas la remecanización resulta lenta y
trabajosa y desgaste rápidamente el utillaje, lo que encarece notablemente los costes. Como
alternativa se está investigando nuevos métodos de tratamiento de las superficies cerámicas
basado en ultrasonidos.
7. La última fase del proceso de fabricación es el control de calidad.

29. CERÁMICOS
https://www.youtube.com/watch?v=mwoqb4nNkZQ

30. CERÁMICOS
El proceso de cocción se realiza a temperaturas superiores a los 900°C, cuando la mayoría de los
minerales comunes que entran a formar parte de la pasta son inestables. A estas temperaturas unos
minerales se transforman en polimorfos de alta y otros funden parcial o totalmente y se producen
reacciones entre los distintos fundidos o reaccionan con los más resistentes, y se neoforman fases
estables ante las nuevas condiciones termodinámicas. Con el enfriamiento, más o menos rápido, se
produce en general una congelación del equilibrio alcanzado a alta temperatura y coexisten antiguos
minerales, que soportan la elevación de la temperatura, junto con otros neoformados (ahora
metaestables) y fases vítreas que no llegan a cristalizar. Este proceso de sinterización es el que
proporciona realmente el producto cerámico duro y resistente.

31. CERÁMICOS

32. CRITERIOS PARA LA ELECCIÓN DE LAS MATERIAS
PRIMAS CERÁMICAS
La elección de una materia prima depende en esencia de: a) el producto que se desea, y b) su
disponibilidad. La materia prima condiciona las características de la pasta y mediante el proceso de
fabricación elegido se obtiene un producto con unas propiedades determinadas, que permitirán usos
demandados por el mercado. Por tanto, si se parte de las características y usos del producto
cerámico, la elección de las materias primas estará muy condicionada. Sólo la disponibilidad, que se
traduce al final en calidad y precio, podrá hacer factible la fabricación del producto cerámico (Figura
2). Para materiales estructurales apenas existen limitaciones. La composición admitida es muy
amplia y la disponibilidad también. Pero para ciertos refractarios (alta alúmina, sílicoaluminosos, de
circonio o cromo), o para porcelana artística las materias primas necesarias son escasas y caras.

33. CRITERIOS PARA LA ELECCIÓN DE LAS MATERIAS
PRIMAS CERÁMICAS