Vidrio, Cemento y Cerámica

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Vidrio, Cemento y Cerámica

  1. 1. Vidrio<br />El Vidrio es una sustancia amorfa.<br />Se halla en un estado vítreo. <br />Duro, frágil y transparente <br />Punto de fusión sobre los 700ºC<br />Lo componen 3 sustancias: óxido de calcio, carbonato de sodio y óxido de silicio. <br />Es un material apto para ser reciclado.<br />Fabricación del vidrio<br />Recepción de las materias primas.<br />Preparación de las mezclas: Almacenamiento, Pesaje, Mezclado, Transporte.<br />Fusión y Refinación.<br />Acondicionamiento.<br />Formación del envase.<br />Proceso soplo-soplo /prensa-soplo.<br />Recocido del envase.<br />cobre + oro = vidrios rojos. <br />cromo + cobre + óxido de hierro = vidrios verdes.<br /> cobalto + óxido de cobre = vidrio azul. <br />sulfuro o cadmio = vidrio amarillo. <br />Reciclaje del vidrio: El vidrio es un material totalmente reciclable y no hay límite en la cantidad de veces que puede ser reprocesado. Al reciclarlo no se pierden las propiedades y se ahorra una cantidad de energía de alrededor del 30% con respecto al vidrio nuevo.<br />Cemento<br />Polvo fino, que se obtiene de moler la escoria de arcilla con piedra caliza. <br />Es un conglomerante hidráulico. <br />Calcinada, a temperatura muy alta. <br />Utilizada desde la época de Egipcios y romanos.<br />Tipos de cemento:<br />Cemento natural: Son los resultantes de la calcinación de Margas a unos 1000ºC. De composición química muy variable, suelen tener más sílice y alúmina y menos Cal que los Cementos Artificiales. Pueden utilizarse en obras de albañilería, pero debido a su baja resistencia no son apropiados para elementos estructurales.<br />Cemento artificial: Son aquellos que se obtienen a partir de la arcilla y caliza convenientemente preparadas y dosificadas. Son más constantes en su composición que los cementos naturales. La cocción de la mezcla se realiza a una temperatura de entre 1.450 y 1.480 ºC. La masa homogénea obtenida se denomina clínquer, la cual, después de ser triturada finamente, se convierte en el componente básico para la fabricación del cemento.<br />Cemento portland: El tipo de cemento más utilizado en la construcción por su resistencia mecánica. Usado como aglomerante para la preparación del hormigón. Como cemento hidráulico tiene la propiedad de fraguar y endurecer en presencia de agua, al reaccionar químicamente con ella para formar un material de buenas propiedades aglutinantes. Constituido por óxido de calcio (44%), óxido de silicio (14,5%), óxido de aluminio (3,5%), óxido de hierro (3%) y óxido de manganeso (1,6%).<br />Producción<br />Extracción y molienda de la materia prima: La materia prima (caliza, arcilla, arena, mineral de hierro y yeso) se extrae de canteras o minas y, dependiendo de la dureza y ubicación del material, se aplican ciertos sistemas de explotación y equipos. Una vez extraída la materia prima es reducida a tamaños que puedan ser procesados por los molinos de crudo.<br />Homogeneización de la materia prima: Puede ser por vía húmeda o por vía seca.<br /> En el proceso húmedo, la mezcla de materia prima es bombeada a balsas de homogeneización y de allí hasta los hornos en donde se produce. <br />3844290205740En el proceso seco, la materia prima es homogeneizada en patios de materia prima con el uso de maquinarias especiales, es más eficiente y el consumo de energía es menor.<br />Producción del Clinker : Si la homogenización fue hecha en el proceso húmedo, se produce a temperaturas superiores a los 1500 °C. Si fue hecho por vía seca, el clincker es más corto, debido a que no se debe eliminar el agua con que se mezclaron los materiales.<br />Molienda de cemento. El clínker obtenido, independientemente del proceso utilizado en la etapa de homogeneización, es luego molido con pequeñas cantidades de yeso para finalmente obtener cemento.<br />Endurecimiento del cemento: Proceso químico en frío relacionado con la hidratación de sus óxidos componentes.<br />Tipos de endurecimiento<br />Cemento puro : poca resistencia<br />Cemento + arena y ripio : concreto resistente.<br />Etapas de endurecimiento <br />Fraguado del concreto: Cuando el cemento y el agua entran en contacto, se inicia una reacción química exotérmica que determina el paulatino endurecimiento de la mezcla. Dentro del proceso de endurecimiento se presenta un estado en que la mezcla pierde apreciablemente su plasticidad y se vuelve difícil de manejar llamado fraguado inicial. A medida que se produce el endurecimiento normal de la mezcla, se presenta un nuevo estado en el cual la consistencia ha alcanzado un valor muy apreciable; este estado se denomina fraguado final.<br />Entremezclado: Al ser mezclado con agua forma una pasta, que tiene la propiedad de rigidizarse progresivamente hasta constituir  un sólido de creciente dureza y resistencia.<br />Efectos de su producción: La producción del cemento es una actividad altamente tóxica debido a que libera gran cantidad de polvo y ruido, al igual que gases invernadero correspondiente al 5% de las emisiones globales de CO2 (Se emiten aprox. 900 kg de CO2 por tonelada de cemento).<br />Seguridad<br />El cemento al mezclarse con agua produce una solución altamente alcalina (PH 13), haciéndolo tóxico.<br />Al secarse y tomar contacto con la piel puede ocasionar quemaduras y grietas.<br />Recomendaciones en su manipulación como uso de guantes, anteojos y mascaras tipo filtro. <br />Materiales cerámicos<br />Cerámica viene del griego “keramikos” que significa sustancia quemada.<br />En sus inicios el termino cerámica era solo para silicatos (grupo de minerales de mayor abundancia que constituyen el 95% de la corteza terrestre , compuestos por silicio y oxigeno). Hoy se amplia para los cementos y esmaltes sobre metales.<br />Son sólidos inorgánicos no metálicos, producidos mediante tratamiento térmico a altas temperaturas.<br />Son duros, no combustibles, no oxidables, quebradizos y estables a alta temperatura.<br />Pueden ser utilizados en ambientes con altas temperaturas y corrosivos.<br />Una característica fundamental del término material incluye que puedan fabricarse en formas con dimensiones determinadas<br />Constitución de los materiales cerámicos<br />Están formados por una combinación de fases cristalinas y/o vítreas <br />Los hay constituidos por una fase cristalina o una fase vítrea, denominándose monofásicos <br />Los constituidos por muchos cristales de la misma fase cristalina se denominan poli- cristalinos. <br />Los mono-cristales se refieren a materiales constituidos por un solo cristal de una única fase.<br />¿Qué propiedades tienen los materiales cerámicos?<br />Fragilidad y alta dureza.<br />Resistente a la penetración de su superficie.<br />Altos puntos de fusión. <br />Baja conductividad eléctrica y térmica.<br />Baja ductibilidad y maleabilidad.<br />Tipos de materiales cerámicos: Podemos diferenciar entre dos grandes grupos de materiales cerámicos: <br />Tradicionales: Productos usuales de la cerámica tradicional son la cerámicas de mesa, pavimentos y revestimiento, sanitarios, refractarios, porcelanas (aislantes, decorativas)<br />Cerámicas técnicas: <br />Aeroespacial: Materiales ligeros de alta resistencia mecánica y de alta temperatura para motores, aviones, revestimientos de lanzadera espacial.<br />Automatismo : Sensores, componentes de alta temperatura<br />Biomedica : Huesos, dientes, materiales de implante<br />Óptica/Fotónica : Fibras ópticas, amplificadores laser, lentes.<br />Electrónica : Condensadores, sustratos de circuito integrado, aislantes.<br />Energía : Celdas de combustible sólidas, combustible nuclear<br />Etapas básicas en la fabricación de productos cerámicos<br />Mezclado y molturación de materias primas<br />Conformación<br />Moldeo<br />Secado<br />Cocción<br />* En función del tipo específico de material cerámico fabricado se introducirán una o varias etapas adicionales:<br />Montaje en piezas con formas complicadas<br />Esmaltado en cerámicas decorativas o que requieran modificar ciertas propiedades.<br />Lavado y molienda en materiales cerámicos pulverulentos, como los pigmentos cerámicos<br />Arcilla: Constituida principalmente por caolinita AlSi2O2 (OH) y silicato de aluminio hidratado (Al2O3x 2SiO2x 2H2O). Material plástico, de gran dureza, refractariedad, alta capacidad de absorción y adsorción, bajo costo, y utilizado para varios fines.<br />

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