GEOLOGIA APLICADA --------- Informe Grupal N2

VISITA TECNICA A LA LADRILLERA CECAJ

INTRODUCCIONLa produccin de ladrillo industrial en Cajamarca es una manera acertada de mejorar la calidad de las construcciones. La fbrica que est situada a las afueras de la ciudad de Cajamarca nos ofrece distintas clases de ladrillo de una buena calidad, cumpliendo con los requisitos de la Norma Tcnica Peruana, hablamos de la resistencia a compresin, la absorcin, la variacin dimensional, el peso especfico, el alabeo estos ensayos que se hacen al ladrillo nos brindara una seguridad para utilizar al ladrillo como elemento estructural.La importancia de utilizar materiales de buena calidad es la capacidad de resistencia que nos dar la estructura en conjunto frente a un sismo, las fuertes lluvias de Cajamarca, los periodos de congelamiento y deshielo.El ladrillo est bsicamente constituido de arcilla, conteniendo adems carbonato de calcio, arena y xido de hierro. Provenientes estas arcillas de la descomposicin de rocas feldespticas.El ladrillo industrial, fabricado en enormes cantidades, sigue siendo un material de construccin muy verstil. Existen tres tipos de ladrillo de fachada o exteriores, cuando es importante el aspecto; el ladrillo comn, hecho de arcilla de calidad inferior destinado a la construccin; y el ladrillo refractario, que resiste temperatura muy altas y se emplea para fabricar hornos.

OBJETIVOS

Conocer la industria ladrillera en la ciudad de Cajamarca como oportunidad de desarrollo. Observar el proceso de fabricacin industrial del ladrillo. Observar las canteras de arcilla en los alrededores de la ciudad.

UBICACIN GEOGRAFICA: La cantera de arcilla se encuentra ubicada en el centro poblado de Shudal, en el Distrito de Cajamarca,.Se encuentra en las coordenadas UTM Norte: 9203564.00 m sur 776055.00 m este, zona: 17 mEn la Av. Alfonso Ugarte S/N.

PROCESO DE FABRICACION DEL LADRILLO

Adecuacin de Materias PrimasLas materias primas en el estado de divisin y pureza en que se encuentran en la naturaleza no pueden entra directamente al proceso, por lo cual las arcillas son secadas al aire sobre superficies en arenadas para producir disgregacin y purificacin si el proceso de preparacin es por va seca; si la preparacin es por va hmeda, la arcilla se utiliza como sale del yacimiento para formar una pasta dctil y homognea. Cuando se desea incrementar la plasticidad de una arcilla, esta se acumula humedecindola intempricamente por un perodo de tiempo determinado dependiendo del tipo de arcilla, el cual recibe el nombre de maduracin o maceracin. Una vez este lista la arcilla se lleva por medio de bandas transportadoras a las tolvas de alimentacin, encargadas de dosificar la arcilla a los equipos de trituracin y molienda.Alimentadores. Los alimentadores de lecho de escamas metlicas o de banda de caucho, son bsicamente destinados a recopilar y dosificar el material a lo largo de las lneas de preparacin y moldeo de las arcillas. Existen en varios anchos y longitudes, as como, en distintas alturas y tipos de tolvas, adaptndose a las necesidades de la instalacin de que forme parte. Estn accionadas por un grupo motorreductor que mueve el lecho o fondo y otro que acciona el eje distribuidor. Estos alimentadores se denominan del tipo (E) y en los tipo (C), un reductor integral y un solo motor acciona ambos mecanismos. Con los alimentadores se consigue tambin, obtener las proporciones apropiadas para los componentes de las mezclas de arcilla, as como, acopiar material e independizar las lneas de las instalaciones donde se precisa cambiar, con frecuencia, de calidades o tipos de productos a fabricar, no siendo conveniente por tanto, almacenar grandes cantidades de producto.A continuacin se describe los diferentes tipos de alimentadores. Tolvas Vibratorias.Consideradas entre las ms importantes y verstiles. Se usan para ampliar la abertura de los depsitos de almacenamiento y provocar el flujo al romper los puentes formados por el material. Son comunes dos tipos bsicos de tolvas vibratorias: el tipo giratorio, en el que la vibracin se aplica perpendicularmente al canal de flujo y el tipo de torbellino, que al proporcionar una elevacin y una oscilacin combinada al material, hace que se rompan los puentes que se forman. Alimentadores de Tornillo SinfnO helicoidal.Se utilizapara ayudar a descargar depsitos y producir una alimentacin uniforme. En este caso es importante la necesidad de un tornillo helicoidal de paso variable para producir un arrastre uniforme del material por la abertura completa de la tolva. Para que haya flujo uniforme, la relacin numrica de la abertura de alimentador de tornillo sinfn al dimetro no debe sobrepasar de seis. Alimentadores de estrella.Con un transportador recolector de tornillo o gusano sinfn proporcionan una salida muy uniforme a lo largo de la abertura ranurada. Se debe agregar una seccin vertical de cuando menos, una salida por encima del alimentador para asegurar la salida uniforme por la abertura.Bandas Transportadoras.Las bandas transportadoras se utilizan de manera casi universal. Pueden recorrer distancias a velocidades de hasta 5.08 m/s y manejar hasta 4539 tm/h (5000 ton/h). Tambin pueden funcionar en distancias cortas a velocidades suficientemente lentas para la recoleccin manual, con una capacidad de solo unos cuantos kilmetros por hora.Las pendientes de las bandas transportadoras se limitan a un mximo de aproximadamente 30 grados, y las ms comunes se encuentran en la gama de 18 a 20 grados. Slo se puede producir cambios de direccin en el plano vertical de la trayectoria de la banda y se deben disear cuidadosamente como curvas verticales o codos relativamente planos.Las bandas transportadoras pueden ser de lmina de acero, de goma o de escamas. La cinta de lmina de acero se utiliza en tramos horizontales y rectilneos, en largos recorridos, son ms caras pero resisten mejor los golpes. Las cintas de goma se utilizan en tramos rectilneos y de inclinacin media, son ms baratas y ms rpidas. Las cintas de escamas, de menor velocidad que las de goma, se utilizan para el transporte de cargas pesadas, en curvaturas o pendientes elevadas.Es fundamental la limpieza de las cintas despus de la carga. La arcilla pegada se seca y no se desprende. Las arcillas muy plsticas y excesivamente hmedas pueden presentar problemas de adherencia en las cintas.1. MOLIENDA La etapa de molienda y tamizado se hace con el fin de obtener un tamao de partculas adecuado, para ser utilizada en la fabricacin de ladrillos y derivados de arcilla. La molienda en la fabricacin de ladrillos, ha de ser gradual y generalmente en dos etapas: la primera una trituracin preliminar, la cual se realiza para reducir de tamao el material y conseguir mejores resultados en posteriores trituraciones. En la trituracin preliminar el material es reducido a un tamao aproximado de 8 cm de dimetro como mximo; la segunda etapa denominada de pulverizacin o molienda, se efecta con el fin de conseguir un mayor grado de finura de las partculas, la molienda se puede realizar en seco o en hmedo.Los equipos utilizados en la trituracin preliminar o primaria son los siguientes:Desmenuzadores.. La fragmentacin se realiza entre dos tres rodillos con cuchillas incorporadas, girando el uno al revs del otro de sus ejes dispuestos horizontalmente en paralelo. El producto a desmenuzar, entra en la mquina y pasa entre los rodillos y las cuchillas, siendo reducido hasta la dimensin de los citados cilindros, mediante las acciones de cizallamiento y compresin. Relacin de reduccin (Duros 3:1; Blandos 10:1).Desintegradores: La fragmentacin se realiza entre dos rodillos, uno de ellos con cuchillas incorporadas, girando el uno al revs del otro de sus ejes dispuestos horizontalmente en paralelo. El producto desintegrado, entra en la maquina pasando entre los rodillos, siendo reducido por las cuchillas, mediante acciones de cizallamiento y presin. Relacin de reduccin (Duros 5:1; Blandos 10:1).Otros equipos utilizados en trituraciones preliminares Son: Quebrantadores de Mandbulas Trituradoras de Bolas Trituradoras de Quijada Trituradoras Giratorias Trituradora de Rodillos Quebrantadoras de Impacto Trituradora de Bandeja Molino lanzador Molinos centrfugos y de CampanaLos equipos utilizados en la pulverizacin o trituracin secundaria son:Laminadores. Los laminadores son mquinas ntimamente relacionadas en los procesos de preparacin, en las instalaciones de maquinaria para la industria cermica, estructural, ladrillos, tejas, etc. Principalmente se aplican en las instalaciones por va semi-hmeda y especialmente en casos concretos que lo permitan en va seca basta. Se utilizan como maquinas secundarias (5 a 3 mm) o terciarias (1 a 0,5 mm) de refino, la fragmentacin del producto se realiza, por compresin, friccin entre los rodillos, girando en sentidos contrarios hacia la galga o separacin entre ellos. La produccin de la galga depende del tamao del material de entrada, de la humedad y plasticidad, quedando limitada cuanto menor es la galga, de las velocidades perifricas y del ancho de los rodillos. El tamao mximo del producto a triturar, depende del coeficiente de rozamiento entre el producto a moler y las camisas del laminador, tamao o dimetro de los cilindros moledores y la velocidad de giro del laminador. Relacin de reduccin (Duros 5:1; Blandos 10:1).2. AMASADO O MEZCLADO.El Amasado consiste en mezclar ntimamente la arcilla previamente adecuada con agua, y es ms perfecto cuanto ms uniforme sea la mezcla. En el amasado influyen variables como:Arcillas. Las arcillas deben caer en el inicio de la amasadora, es decir, en las primeras palas de amasado. Se recomienda el uso de reguladores y dosificadores de arcilla para que sta no afluya a la amasadora con diferente intensidad o intermitencia, adems facilita el proceso de detencin de la alimentacin por acumulacin de arcilla.Agua. El agua debe ser puesta en contacto con el barro en el inicio del proceso, es decir, desde el momento en que la arcilla cae en la amasadora. El agua que cae ms adelante, equivale a perder longitud de amasado, tiempo y mayor esfuerzo de la mquina, provocando rotura de ejes y cojinetes. Se debe mantener el grado de humedad, para evitar variaciones en el moldeo de la arcilla; la reparticin de agua debe ser uniforme, para que toda partcula de arcilla quede humedecida; el agua caliente, que casi es vapor, penetra fcilmente y se pone en contacto con todas las partculas de la arcilla, no dejando espacios secos; la arcilla debe estar bien humectada, para evitar esfuerzos mayores de la mquina, calentndose sobre todo la boca de salida. Si la boca est caliente, comunica el calor a la arcilla que est en contacto con ella y el central queda a temperatura normal, ocasionando piezas que se despejan con facilidad por las diferentes contracciones y expansiones.Amasadora. La amasadora debe ser larga, pero a mayor longitud existe ms consumo de fuerza, mayor debilidad de los ejes y rotura de cojinetes por un alto esfuerzo. La longitud til recomendada es de 2 a 2.5m (para ladrillos y productos escala 1:1), la longitud y tiempo de amasado depende de la longitud de la mquina, la inclinacin de las palas y las revoluciones de trabajo.El factor que afecta la produccin es el ancho de la amasadora, el cual debe ser proporcionado a la produccin de piezas. Las cuchillas laterales cortan el barro entre las mismas palas de amasado, adems evitan el transporte de arcilla ms o menos hmeda y facilita la ntima ligazn entre partes de arcilla humectada, dando uniformidad a la arcilla.3. MOLDEADOEn esta etapa se condiciona la obtencin de las formas moldeadas a la consistencia de la pasta y a la forma y el tamao de los objetos que se van ha obtener, generalmente se realiza por extrusin. En este proceso para que se puedan obtener buenos productos extruidos, es imprescindible que la arcilla tenga la correspondiente plasticidad. El comportamiento de una arcilla durante el moldeo viene determinado por su plasticidad, obtenindose precisamente los mejores resultados con arcillas de plasticidad media. Tanto las arcillas de plasticidad elevada, ricas en coloides, como las arcillas de baja plasticidad, suelen dar problemas en la extrusin.Con las arcillas magras o de baja plasticidad, es difcil mantener la humedad de moldeo dentro de unos limites correctos, ya que las variantes que admite son muy reducidas (extrusin suave con materiales huecos tipo Europeo). Si se trabaja con un ligero exceso de humedad, las piezas que se extruyen se deforman al avanzar sobre las mesas de rodillos, formando "pata de elefante", y si, por el contrario, falta humedad en la arcilla, aparecen dentellados en las piezas huecas y el cortador desmorona los tabiques.En arcillas de plasticidad elevada y sobre todo arcillas ricas coloides, con humedad de moldeo comprendidas entre 25 - 40%, el rendimiento de la maquina puede quedar reducido entre el 10 y el 20% de su valor nominal al pegarse el material en las hlices reduciendo sensiblemente su capacidad.El proceso de extrusin se realiza en prensas horizontales o verticales donde la arcilla mediante el empuje proporcionado al vaco por un pistn o por un tornillo sinfn es forzada a pasar, por una boquilla que presenta variaciones segn el producto terminado (bloque, teja, tubo, tolete, etc).Los ladrillos , baldosas, toletes, bloques y dems piezas de mampostera se obtienen mediante una extrusora horizontal. Los tubos de gres se fabrican utilizando extrusoras verticales u horizontales donde se varia las boquillas para la obtencin de tubos de diferente dimetro.Extrusora.Una extrusora es bsicamente una mquina constituida por un conjunto de componentes o mecanismos que permiten compactar la masa de arcilla, mediante la eliminacin de oclusiones de aire o desgasificacin y la presin a que se ve sometida la arcilla entre el cuerpo de hlices de la maquina y el embudo o molde.El cilindro de presin es el componente de la extrusora, que est a continuacin de las cmaras de vaco, y que adems, contiene las hlices a dos dimetros con una transicin constante mediante una hlice cnica. Una vez la arcilla ha pasado por los ejes de la amasadora, se coloca en la zona de introduccin y convenientemente homogenizada y desmenuzada por las estrellas es introducida en la cmara de vaco y conducida hacia el ncleo de la hlice de transporte por las paletas de introduccin. De la zona de transporte, la arcilla pasa a la zona de precompresin donde se inicia realmente la compresin de la misma, al mismo tiempo que se homogeniza, inicindose la formacin de la textura, para pasar seguidamente a la zona de presin, donde el material, al variar de seccin la hlice cnica, sufre un deslizamiento transversal y mejor agarre en el cilindro exterior ya que se incrementa la velocidad de desplazamiento, pasando ya despus a la zona de presin, donde sta es mxima y seguidamente a la zona de salida o embudo con molde.En la zona de salida o embudo juntamente con el molde, donde se debe mantener una correcta geometra para que el flujo o barra de salida no sea alterada perdiendo su estructura laminar, sin deslizamientos internos del material que son los que producen tensiones internas en las piezas y posteriormente posibles roturas de secado o cocido.4. SECADO.La etapa de secado se realiza principalmente para eliminar parte del agua que trae la pieza extruida y que fue incorporada principalmente en la etapa de amasado. Las piezas en el secado pasa por tres fases: una primera de prdida de agua contenida en los poros; otra de nueva eliminacin de agua hasta alcanzar la mxima contraccin y una tercera consistente en la prdida del resto de agua, permitiendo la aparicin de poros.El secado es una operacin simultnea de calor y masa, la cual es de vital importancia en la industria ladrillera, debido a que en esta etapa del proceso es donde se produce el mayor porcentaje de prdidas de produccin debidas a fisuras, contracciones, demoras de produccin, deformaciones, obstrucciones de vas. Puede decirse que la produccin de una industria ladrillera depende del secado, ya que la capacidad de extraccin, produccin y de horno generalmente es alta.En trminos generales puede decirse que se debe conocer las caractersticas qumicas y fsicas de las arcillas, para determinar la velocidad de secado. La velocidad de secado mas adecuada, es la que se consigue en el menor tiempo, sin que se produzcan roturas por contraccin.El secado utilizado en la industria del ladrillo y derivados de arcilla puede ser natural o artificial. En el secado natural se dejan los productos cermicos en grandes reas, bajo cubierta o al aire libre. Los productos de mampostera estructural son secados por accin del viento, por lo tanto el tiempo de secado depende de condiciones atmosfricas como velocidad del aire, temperatura y humedad relativa. Este tipo de secado impide un alto ritmo de produccin en plantas medianas o altamente tecnificadas (hornos continuos).Cuando se introduce un ladrillo hmedo en un secadero artificial, en el cual circula aire caliente, se establece un flujo de calor hasta el interior de este, obligando a salir la humedad del slido. El aire seco al estar en contacto con el material hmedo transfiere calor a su superficie, evaporando su humedad libre. Si se mantiene constantes la temperatura y la velocidad del aire, el agua se elimina a velocidad constante, hasta alcanzar el slido su humedad crtica, momento en el cual aparecen las primeras manchas secas. Si el secado es brusco se establece un anormal gradiente de eliminacin de humedad, el cual va acompaado de agrietamiento, deformaciones y contracciones del material.En un secadero la temperatura del aire caliente puede ser elevada, mientras los ladrillos conserven un grado elevado de humedad (10-15%). Para una determinada temperatura de aire, el consumo de calor resultar tanto menor, cuanto ms elevado sea el grado final de humedad del aire saliente, si emplean gases calientes, conviene que estos procedan de combustibles limpios en azufre para evitar decoloracin de los ladrillos.5. COCCIONLa coccin constituye la fase ms importante y delicada del proceso de fabricacin. En esta etapa se confiere a la pieza las propiedades deseadas, al mismo tiempo que pone de manifiesto si las etapas precedentes, preparacin, moldeo y secado se han llevado correctamente o no. Los materiales que son sometidos a coccin pasan durante este proceso por diversos estados, ocurriendo complejas reacciones, regidas por su composicin mineralgica, qumica y granulomtrica.Cuando el mineral arcilloso ha alcanzado temperaturas entre 150 y 2000C, el agua ligada desaparece totalmente, empezando la descomposicin de los hidratos de silicio de hierro, al igual que los silicatos de almina. Al alcanzar la arcilla una temperatura entre 450 y 5500Ccomienza a perder el agua combinada, la arcilla se descompone y la materia orgnica se quema; entre 700 y 8000C se forma una pasta (mezcla de slice, almina, xidos de hierro, calcio y magnesio). Desde los 8000C hasta 1000 - 11000C tiene lugar lacochurapropiamente dicha.Las fases de la cochura del horno son tres: Caldeo, coccin y enfriamiento. En la primera se elimina paulatinamente el agua higroscpica, el agua es removida por aire continuamente renovado y aumentando constantemente la temperatura. El caldeo se considera terminado cuando toda la masa alcanza los 1000C. En todos los hornos tnel y en algunos hoffman, el caldeo se realiza con el aire de la zona de enfriamiento que pasa a la de caldeo sin atravesar el fuego, por conductos especiales.En la coccin se completan las reacciones qumicas, los materiales sufren una ligera contraccin y adquieren una estructura caracterstica que da fuerza al material terminado. La temperatura de coccin oscila entre 1000 y 11000C.En la etapa de enfriamiento la temperatura ha de descender desde la coccin hasta la normal, la cual debe realizarse de una manera paulatina en la zona de 500 a 6000C, ya que la conversin del beta al alfa cuarzo de los ladrillos puede originar contracciones o fisuras en los ladrillos. Adems, un descenso paulatino (especialmente en los hornos cerrados) es importante en la dureza, tenacidad y coloreado de las piezas vitrificadas.El enfriamiento de las piezas esta definido por su tamao, cuanto mayor es el tamao de los ladrillos, con tanta mayor lentitud se habr de elevar la temperatura y dejar enfriar aquellos. Los productos cuyo enfriamiento se ha realizado lentamente, son tenaces y muy resistentes a las acciones mecnicas y por el contrario un enfriamiento rpido los hace frgiles, hasta el punto que si han sido enfriados con demasiada premura se rompen a veces espontneamente, sin la intervencin de agentes mecnicos exteriores.Despus de la coccin los materiales toman una coloracin que es muy variable, dependiendo de: los componentes de la arcilla y tipo de atmsfera, bien sea oxidante o reductora. Generalmente en los materiales estructurales prima los colores rojizos propios de los xidos frricos.Se le denomina vitrificacin al proceso cermico por el cual los materiales silicoaluminosos se sinterizan formando una capa superficial dura, brillante y generalmente transparente. Los productos vitrificados (tubos), son impermeables, resistentes al rayado, inertes qumicamente y en general son productos ms agradables al tacto y a la vista. La sinterizacin es la reaccin entre partculas slidas, para dar un producto menos poroso. Muchos xidos son formadores de vidrio, los mas comunes son el B2O3, SiO2y P2O5, que con frecuencia vitrifican por enfriamiento. La estructura cristalina del SiO4 tiende a estar presente en el lquido, en el cual una polimerizacin temporal da lugar a grupos irregulares que la hacen muy viscosa. Al estos enfriarse no se reagrupan en la estructura cristalina regular, sino que permanecen como polmeros irregulares que posteriormente formaran la capa vtrea. El xido brico tiene alta tendencia a formar el estado vtreo, la incorporacin de B2O3a la slice, viene acompaada de una disminucin del punto de fusin y de una estabilizacin del estado vtreo. La vitrificacin se produce al agregar sal y brax al horno, cuando este ha dado una temperatura de (10500C ). Este tipo de recubrimiento es aplicable especficamente a los tubos.Horno Hoffman.Consiste en dos galeras paralelas, formado por comportamientos contiguos, cuyos extremos se unen por un pasafuegos. Son hornos continuos de alta produccin, donde no se puede producir materiales vitrificados. En estos hornos el fuego se mueve a travs del horno en direccin opuesta a las manecillas del reloj, permitiendo obtener una alta eficiencia trmica y de produccin, ya que el calor obtenido en la cmara de combustin se utiliza en el precalentamiento de las cmaras precedentes. En una semana (7 das) aproximadamente se termina el ciclo de quema.Cada galera est formada por varas cmaras, cada una de ellas con su respectiva puerta, para el cargue y descargue del horno y un canal de salida que va al colector principal que conduce a la chimenea. Cada cmara comunica con el colector, por un conducto de humos, los cuales se cierran hermticamente con vlvulas. Para mantener la circulacin horizontal de los gases a travs de las cmaras, es preciso dejar que la carga deje libre 1/3 de la seccin transversal.La alimentacin del combustible se realiza en la parte superior del horno, mediante alimentacin manual o con la ayuda de carbojet (alimentacin neumtica), la cual debe realizarse en forma dispersa, evitando chorros que provoquen combustin incompleta. Consume cerca de 25 a 30 toneladas de carbn por vuelta del horno o por ciclo de quema. Este tipo de horno es utilizado en las ladrilleras medianas.Una de las variedades ms conocidas del horno Hoffman es el Zig Zag y el de cmaras paralelas, los cuales son hornos continuos de menor produccin, y puede tener de 10 a 16 cmaras. Son hornos similares a los tipo Hoffman, de los cuales se diferencian por el movimiento del fuego a travs de las cmaras.

6. Expedicin a Mercado Despus de la coccin, los ladrillos son llevados a mercado.

Produccin:Los productos que ofrecen son ladrillos: Ladrillo Perforado. Ladrillo Hueco (para techos) Ladrillo pandereta Ladrillo artesanalLa capacidad de produccin de la planta es de 25 millares al da.Propietario:Ing. Benedicto Bonilla Cortesana.

CONCLUSIONES Se realiz la visita a la ladrillera industrial CECAJ en la ciudad de Cajamarca, viendo el desarrollo de esta industria y la oportunidad de desarrollo a travs del aprovechamiento de materia prima como arcilla que se posee y el conocimiento de las propiedades que posee. Se observ todo el proceso de elaboracin del ladrillo, los tipos de ladrillo de produccin. Se conoci la materia prima, es decir la arcilla, y los componentes que conforman la mezcla para la fabricacin de ladrillos.

ANEXOS:

Laminador usado en la fabricacin de ladrillos, en la parte superior de este se encuentra el imn que atrae los metales que se encuentran en el material.

Amasadora de arcilla, se aade agua para facilitar el proceso de amasado del material.

Ladrillo secado al aire y bajo sombra.

Fajas transportadoras que llevan el material a los laminadores y amasadoras.

Transporte del ladrillo moldeado y cortador de ladrillos.

CUESTIONARIO

I. ORIGEN Y CLASIFICACIN DE LAS ARCILLASLa palabra arcilla proviene del latn ARCILLA y esta del griego ARGOS o ARGILOS que significa BLANCO, por el color del material que se usa en la cermica Petrogrficamente: Arcilla se denomina a una gran cantidad de material sedimentario, de granulometra muy fina, y de constitucin mineralgica poco definidos. Qumicamente: Arcilla se designa a una serie de sustancias que con frecuencia se identifican con el CAOLIN y son de composicin variable, incluso con Si, Fe, y Al, elementos alcalinos y alcalino-trreos. En edafologa y sedimentologa: Se denomina a la arcilla a la fraccin del suelo cuyo tamao es < 2u, que incluye a compuestos minerales propios de la arcilla, incluyendo xidos hidratados, geles, sustancias orgnicas y fragmentos de roca.

Por lo tanto, un mineral de ARCILLA, comprende a los ALUMINIO SILICATOS HIDRATADOS CRISTALINOS, algunos con constitucin parcial a total de aluminio por Mg o Fe.

Orgenes de los minerales arcillosos1. Minerales arcillosos de la descomposicin de las micasLas micas (muscovitas y biotitas) KAl2(Si3Al)O10 y K(MgFe+2)3(AlSi3)O10(OH)2 son silicatos en cuyas interlaminas poseen iones de +K. por medio de la meteorizacin, se reduce el tamao de la partcula donde los iones K+ son disueltos de los filos del cristal por hidrolisis y ataque del ion H+ donde el K+ es reemplazado por los iones H+ a iones H+ hidratados denominados H+ = oxanium = H3O o iones hidromiun = [H(H2O)4+].La reduccin del tamao de las partculas y la disminucin del contenido de K est acompaado por el incremento de la superficie especfica, hidratacin y la capacidad de intercambio de catin de cambio. As los nuevos minerales tiene una misma estructura bsica como la mica 2:1 mineral arcilloso, que es un mineral trimrfico.2. Minerales arcillosos provenientes de la meteorizacin de los silicatosDebido a una intensa intemperizacin de los feldespatos de los productos finales son liberados K+, Mg+,Ca++ e iones OH en condiciones alcalinos, as como tambin iones de silicato como por ejemplo: H2SiO4-, H2SiO4-2 y iones de Al, Al (OH)4- Bajo condiciones neutrales o condiciones acidas dbiles, los productos son: coloides de Fe y de Al y compuestos de Al (OH)3, AlOOH, Fe(OH)3, FeOOH y varios polisicatos cidos. Bajo condiciones acidas fuertes, cationes de Al+3 y Fe++ son producidos.

Clasificacin de las arcillasDesde el punto de vista estructural, las arcillas pueden ser:A. Arcillas Tipo 1:1 o DIMORFICASLa estructura bsica: una lmina de un tetraedro Si - O y un octaedro de enlace Al OH por un puente de O.Las capas son adyacentes 1:1 y son sostenidos juntos por una ligadura de OH O y el espacio interlaminar es constante y pequeo. Los iones son adsorbidos solamente en la cara externa de la arcilla, en la superficie de clivaje y en los bordes rotos.Las arcillas ms importantes de este grupo son: La kaolinita La haloysita La nacrita La serpentina

B. Arcillas tipo 2:1 o TRIMORFICASLa estructura bsica como en las micas, tiene dos lminas o capas de tetraedros que se intercala con una lmina de un tetraedro.Estas arcillas se agrupan en dos subgrupos de acuerdo a la ocupacin de los centros del octaedro por iones de Fe, Al, Mg.Grupo de la Montmorillonita: La montmorillonita La beidelita La vermiculita La nontronita

Grupo de la Illita: La Illita La biotita La moscovita

II. FORMACIN DE LA CAOLINITA Y BENTONITAEl clima, a travs de los parmetros de humedad y temperatura, controla fuertemente el proceso formador de arcillas a partir de los silicatos. As, en condiciones de humedad y calor la hidrlisis dar lugar a arcillas caolinticas, e incluso a un residuo final de gibbsita, Al(OH)3. Por el contrario, en climas ridos la arcilla predominante resulta ser del tipo illita-esmectita. Cabe destacar, no obstante, que el mundo de los procesos formadores de arcillas es extraordinariamente complejo, por lo cual lo anteriormente dicho tiene que ser tomado nicamente en el contexto de una simplificacin didctica.

Lacaolinitaes unmineral de arcilla, una parte del grupo deminerales industriales, con la composicin qumicaAl2Si2O5(OH)4. Se trata de un mineral tiposilicatoestratificado, con una lmina detetraedrosunida a travs de tomos de oxgeno en una lmina deoctaedrosde almina.La formacin de la caolinita en el ambiente est ntimamente ligada a reacciones de hidrlisis de los minerales silicatados de las rocas. Estas reacciones pueden desarrollarse en el medio hidrotermal (durante la formacin de un depsito mineral), o como procesos exgenos (bajo condiciones atmosfricas), una vez que las rocas por erosin se encuentran en la superficie o su proximidad. El CO2 disuelto en el agua de lluvia o de los ros puede desencadenar una serie de procesos hidrolticos:

CO2 + H2O H2CO3El cido carbnico as formado reacciona con los feldespatos, induciendo la formacin de minerales del grupo de la arcilla. A continuacin ilustramos este tipo de reacciones con tres ejemplos conducentes a la formacin de caolinita, Al2Si2O5(OH)4: 1) Hidrlisis de anortita (plagioclasa clcica):CaAl2Si2O8 + 2 H2CO3 + H2O Ca2+ + 2 HCO3- + Al2Si2O5(OH)42) Hidrlisis de la albita (plagioclasa sdica):2 NaAlSi3O8 + 2 H2CO3 + 9 H2O 2 Na+ + 2 HCO3- + Al2Si2O5(OH)4 + 4 H2SiO43) Hidrlisis de la ortoclasa (feldespato potsico):2 KAlSi3O8 + 2 H2CO3 + 9 H2O 2 K+ + 2 HCO3- + Al2Si2O5(OH)4 + 4 H2SiO4

LabentonitaEs unaarcillade grano muy fino (coloidal) del tipo demontmorillonitaque contiene bases yhierro, utilizada encermica. El nombre deriva de un yacimiento que se encuentra enFort Benton,Estados Unidos. El tamao de las partculas es seguramente inferior a un 0,03% al del grano medio de lacaolinita. El tipo ms normal es la clcica. La sdica se hincha cuando toma contacto con elagua. Elhierroque contiene siempre le da color, aunque existe tambin una bentonita blanca. Se forman por la alteracin de cenizas o tobas volcnicas bajo una lmina de agua, la alteracin consiste esencialmente en la desvitrificacin de la ceniza seguida de la hidratacin y cristalizacin de esmecita a partir de numerosos ncleos.Es una arcilla compuesta esencialmente por los minerales del grupo de las esmecititas; formada por filosilicatos cuya red cristalina es capaz de captar iones de otros metales que el aluminio como sodio, calcio, magnesio, hierro)Las esmectitas son filosilicatos, presentando una gran diversidad composicional. Se trata, adems, del nico grupo de filosilicatos que aparece nicamente en las fracciones finas (< 2 m). Como en el resto de los filosilicatos, su estructura se basa en el apilamiento de planos de iones oxgeno e hidroxilos. Los oxgenos se unen formando capas de extensin infinita con coordinacin tetradrica. Tres de cada cuatro oxgenos estn compartidos con los tetraedros vecinos. En el interior de los tetraedros se alojan cationes Si4+. Los hidroxilos forman capas con coordinacin octadrica. Los oxgenos tetradricos sin compartir con otros oxgenos (oxgenos apicales) forman parte de la capa octadrica adyacente. Los cationes octadricos son, generalmente, Al3+, Mg2+, Fe2+ o Fe3+ y, ms raramente, Li+, Cr2+, Mn2+, Ni2+, Cu2+ o Zn2+ Una capa octadrica entre dos tetradricas, unidas fuertemente por enlace covalente, forman la unidad estructural bsica de las esmectitas.

III. BALANCE DE MASAS EN LA FABRICACIN DE LADRILLO (PROCESO)ARCILLAS PARA LA FABRICACIN DE LADRILLOSDependiendo de las condiciones y factores que influyeron en la formacin de las arcillas, stas presentarn diferentes caractersticas propias de cada tipo que determinarn las propiedades que va a tener la mezcla de la cual formen parte, en este caso para la elaboracin de ladrillos (Gallegos, 2005).Los materiales utilizados en la fabricacin de ladrillos son por lo general arcillas amarillas o rojas de composicin heterognea o relativamente impura (casi siempre secundarias). Las arcillas usadas en la mezcla deben ser plsticas al mezclarse con agua, de modo tal que puedan ser formadas en moldes o por el dado de las mquinas extrusoras que moldean y dan la forma definitiva a las unidades de arcilla. Sus partculas deben tener suficiente adhesin para mantener la estabilidad de la unidad despus del moldeo y ser capaces de unirse fundindose cuando se calientan a temperaturas elevadas. De acuerdo a estas caractersticas, son las arcillas superficiales las que satisfacen estas condiciones para ser adecuadas para la fabricacin de ladrillos. Este tipo de arcillas son las ms fciles de explotar porque corresponden a una formacin sedimentaria reciente y, por lo tanto son las ms empleadas. Sin embargo, al estar ms expuestas a la contaminacin con sales por razones naturales y por el empleo agrcola del suelo, ellas producen las unidades ms vulnerables a la eflorescencia (Gallegos, 2005).

Diagrama del proceso general de produccin de ladrillos de arcilla

Proceso de Elaboracin de LadrillosEl proceso contempla las siguientes etapas: Extraccin de arcillas.La extraccin de arcillas se realiza en canteras y bajo estrictos controles de seguridad y respeto medioambiental. Una vez explotadas las canteras, estas se regeneran para diferentes usos, preferentemente agrcolas. Molienda.Tras la primera mezcla, el proceso de la molienda permite obtener el tamao deseado de la materia prima para que pueda ser trabajada a continuacin. La molienda puede ser realizada por va seca o va hmeda. Si se elige la primera opcin, se fragmenta la arcilla a la vez que se mantienen los agregados y aglomerados de partculas, con un tamao de partculas mayor al que resulta de utilizar la molienda por va hmeda. Amasado.El proceso de amasado consiste en el mezclado ntimo con agua de las materias primas de la composicin de la pasta, para obtener una masa plstica moldeable por extrusin. Moldeo.Actualmente se realiza el moldeo con mquinas, llamadas galleteras, que permiten obtener productos cermicos en serie con la mayor calidad y medidas perfectas. Con este sistema, se reduce el consumo de agua en la industria y se puede trabajar con pastas cermicas ms secas. Cortar y apilar.Tras su paso por la galletera, el material cermico se corta y apila, antes de su paso por los hornos de coccin. Las cortadoras son las que dan forma a la pieza cermica que se va a producir.

Coccin.Las piezas cermicas se han apilado en vagonetas que se introducen en los hornos de coccin cermica. En estos momentos, la tecnologa aplicada en los hornos tneles permite lograr una produccin industrial de ladrillos y tejas con un excelente rendimiento trmico. As, se logra reducir el consumo energtico y tambin las emisiones de gases a la atmsfera. Empaquetado.Los materiales cermicos se empaquetan y almacenan para su posterior comercializacin. En algunas empresas, esta funcin est robotizada. Expedicin.Transporte de los materiales cermicos al punto de consumo o venta.(Obtenido de http://www.hispalyt.es/contenido.asp?id_rep=3204)

IV. DIVISIN BSICA DE LOS MATERIALES QUE SE UTILIZAN EN INGENIERA PARA HACER CERMICOS, VIDRIOS Y CEMENTOSMateriales que se utilizan en la elaboracin del vidrio

Materias primas para la fabricacin del cemento.

Proceso de Elaboracin:

(Obtenido de http://www6.uniovi.es/usr/fblanco/Leccion9.CEMENTOS.MateriasPrimas.pdf)V. CULES SON LAS SALES QUE SE ENCUENTRAN FRECUENTEMENTE EN LAS ARCILLAS, COMO SE PUEDEN RECONOCER ANTES Y DESPUS DE LA COCCIN DE LOS LADRILLOS Y CMO INFLUYE EN LA CALIDAD DE LAS ARCILLAS. Las sales ms frecuentemente encontradas son: CLORUROS: SULFATOS: CARBONATOS: BICARBONATOS: NaCO3H NITRATOS: NaNO3, KNO3

El nitrato sdico es una sal muy soluble y txica, aunque, en general, muy poco frecuente y rara vez supera el 0,05 %. Se han citado en cantidades elevadas en desiertos muy ridos de Chile, Per, India, Arabia... Los cloruros junto con los sulfatos son las principales sales formadas en este proceso. El calcio, el magnesio y el sodio son los cationes que mayoritariamente se unen a los cloruros y a los sulfatos para formar las sales, con menor frecuencia se encuentra el potasio y los bicarbonatos, carbonatos y nitratos.En la siguiente tabla se reproduce la frecuencia, grados de solubilidad y los efectos txicos particulares de estas sales.ClasePresencia en los suelos salinosSolubilidadToxicidad para las plantas

CLORUROS

Sdicocomnalta30%

Magnsicocomnalta40%

Clcicoraroalta30%

Potsicobajaalta10%

SULFATOS

Sdicocomnmuy variable20%

Magnsicocomnmedia40%

Potsicobajaalta10%

CARBONATOS

Sdicoen suelos sdicosmedia50%

BICARBONATOS

Sdicoen suelos sdicosmedia40%

(Obtenido de: http://www.miliarium.com/Proyectos/SuelosContaminados/Manuales/Salinidadsuelos.asp#4)

Eflorescencias en ladrillos Laseflorescenciasson depsitos de sales minerales solubles que aparecen sobre la superficie de una pieza cermica terminada, por exposicin a los agentes atmosfricos. Se forman por la migracin de solucin salina a travs de los poros al evaporarse el agua existente. Hay una diferencia entre las eflorescencias como depsitos superficiales de las criptoeflorescencias (depsitos interiores en los poros del material), que son ms peligrosas que laseflorescenciasporque en combinacin con agua y hielo pueden deteriorar no solo la superficie sino todo el material.Se eliminan mediante lavado con agua o con productos especficos que se aplican y luego se procede al cepillado de la superficie.(Obtenido de http://www.construmatica.com/construpedia/Patolog%C3%ADas_en_Ladrillos)

Referencias Bibliogrficas:

1. Del Busto, A. (1991). La arcilla aplicada en la industria de la construccin para la fabricacin de ladrillos y acabados cermicos. Lima: Colegio de Ingenieros del Per.2. Del Ro, J. (1975). Materiales de construccin (4). Barcelona: Juan Bruger. 3. Gallegos, H. (2005). Albailera estructural. Per: Fondo editorial PUCPPag. Webs:http://www.construmatica.com/construpedia/Patolog%C3%ADas_en_Ladrillos http://www.miliarium.com/Proyectos/SuelosContaminados/Manuales/Salinidadsuelos.asp#4http://www6.uniovi.es/usr/fblanco/Leccion9.CEMENTOS.MateriasPrimas.pdfhttp://www.hispalyt.es/contenido.asp?id_rep=3204

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