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TEMA 4.- MATERIALES PÉTREOS ARTIFICIALES. CERÁMICOS. 4.1.- INTRODUCCIÓN. El ladrillo es el primer material creado por el dominio de la inteligencia humana sobre los cuatro elementos: tierra, aire, agua y fuego. Ese material, tan dócil y humano - en el que el barro, tras laborioso amasado, hábil moldeo y paciente secado, se hizo piedra al calor de un fuego penosamente encendido - presente, ya, características y morfología, en sus fábricas, netamente específicas y totalmente diferentes de las de las piedras naturales.

Una de ellas es la de proceder de una fabricación en serie; todos los ladrillos de un tipo han de ser iguales y el número de tipos, forzosamente reducido. Las dificultades de secado y cocción de las arcillas - que las modernas técnicas no han logrado más que reducir parcialmente - , obligan a tamaños y actualmente, a formas adaptables a la producción en prensa o en hilera (extrusión).

En el ladrillo, en fin, no hay que olvidar el color, porque, aunque no permitan tanta riqueza como las piedras, presentan sobrada variedad de matices, para dar a una obra, e incluso a una población entera, un ambiente personal, de alegre verdad y de delicada vibración, difícilmente alcanzable con otros materiales.

En la fábrica de ladrillo, cada uno pierde, dentro del conjunto aquella personalidad con que se acusaba el gran bloque de mampostería. El ladrillo es algo más humilde, más personal, más gregario si se quiere; pero aún así las pequeñas diferencias de uno a otro pueden prestar al conjunto una vibración y una textura que indudablemente es una de las causas de su belleza.

Concepto de pétreos artificiales. Llamamos pétreos artificiales a aquellos materiales que tienen características similares a los naturales o por lo menos aspecto, habiendo sido obtenidos mediante un proceso de fabricación, a partir de rocas naturales como materias primas, con la intención de conseguir mejorar alguna de las propiedades de los pétreos naturales y sobre todo por economía al permitir conseguir piezas complejas por simple moldeo evitando la talla. Existen tres tipos básicos de pétreos artificiales: Cerámicos: Propiamente dichos. Se obtienen por transformaciones físico-químicas de las arcillas mediante

el calor, moldeándose previamente las piezas gracias a la plasticidad que adquieren las pastas arcillosas con cierto contenido de agua.

Vidrios: De carácter cerámico, se obtienen sin embargo de forma distinta al fundir óxidos silícicos a alta

temperatura, logrando una masa vítrea que se moldea y adquiere rigidez al enfriarse.

Aglomerantes: Obtenidos por la acción del calor sobre materias primas naturales, consiguiéndose un producto anhidro o semianhidro que tiende a reaccionar con el agua en un proceso químico denominado hidratación con efectos físicos de solidificación y mecánicos de adquisición de resistencias. Su moldeo en forma de pastas con agua, y en ocasiones con áridos, permite obtener en frío, piezas similares a los pétreos naturales.

En la tabla 4.1.1, se detalla la evolución de la producción de los productos cerámicos más significativos empleados en construcción en los últimos diez años. Como puede observarse, superada la crisis del sector de la construcción que tuvo lugar en España al principio de los 90, tanto la producción total como la

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facturación han recuperado al menos los valores correspondientes a los últimos años de la década anterior. Estas cifras ponen de manifiesto el escaso o nulo aumento del precio medio del producto a lo largo del período de tiempo considerado, lo que significa que solamente las empresas competitivas, es decir, aquellas empresas que han podido o han sabido optimizar los costes de producción son las que han sido capaces de mantenerse en estos últimos años. En efecto, como refleja esta misma tabla, la reestructuración del sector que ha tenido lugar en estos últimos años se ha visto plasmada en una reducción importante del número de empresas y trabajadores, aunque la capacidad de producción sí ha recuperado los niveles propios del principio de esta década.

Tabla 4.1.1.- Evolución de la producción de los productos cerámicos.

1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 Nº de empresas 600 540 480 485 483 458 444 438 441 446 390 390 395 Nº de Trabajadores 15 000 13 000 12 400 10 155 10 504 9 998 9 690 9 536 9 902 10 208 10200 10200 10250 Producción Total (tx106) 14.7 13 12.5 18.6 18.3 19.17 18.7 18.9 20.9 23.5 23.5 24.5 26.0 Producción día (t) 44545 39393 37878 56616 58566 58118 56925 57492 63597 71351 Valor (Millones US$) 525 433.3 400 500 583.3 613 617 623 1050 923

Durante los años 1998 y 1999 se registró un crecimiento en la demanda tan fuerte que en algunas zonas de España (Andalucía, Madrid y Barcelona) los plazos de entrega de ladrillos alcanzaron los seis meses. Como resultado del desequilibrio entre la demanda y la oferta se produjo un importante aumento de los precios (de 4.2 céntimos$/unidad a 14,4 c$/unidad) que en realidad no vienen sino a compensar la estabilidad o bajada de precios de períodos anteriores. En los últimos años se ha producido un significativo aumento de la capacidad de producción del sector por la entrada en funcionamiento de una serie de nuevas plantas construidas entre el año 1998 y el año 2000 (25 nuevas plantas de producción con una inversión total que rondará los 451 M€). El nivel de producción, en el año 2000, se cifró en 23 545 764 t (71351 t/día), lo que supuso un incremento de la producción con respecto a 1999 de 2 568 654 t (7 784 t/día). Los precios ahora se han estabilizado en el entorno de los 6 c$/u. Para alcanzar tales producciones ha sido necesaria la introducción de una serie de innovaciones técnicas y tecnológicas que son las que han permitido generar un mayor número de productos para hacer frente a la formidable demanda. La figura 4.1.1 refleja la evolución de la producción por tipos de productos en el período 1990 - 2000.

Figura 4.1.1.- Evolución de la producción por tipos de productos en el período 1990 – 2000.

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Otro factor que ha condicionado sobremanera el aumento de la producción han sido las nuevas instalaciones de alta producción automatizadas. Destacan sobre todo las plantas de bloques de gran formato, en detrimento de otro tipo de ladrillo hueco de menor tamaño. Todo ello ha dado como resultado la desaparición de instalaciones obsoletas y la instalación de industrias de elevada producción y rentabilidad. Las empresas fabricantes de materiales para la construcción de arcilla cocida se distribuyen a lo largo y ancho de todo el país, no existiendo, salvo algunas excepciones (como es el caso de las provincias de Toledo y Barcelona donde se ubica aproximadamente el 25% de la producción nacional) áreas de elevada concentración industrial. El 31 % de la producción nacional se fabrica en las provincias lindantes con el Mediterráneo, desde Girona hasta Murcia. Por otro lado, la mitad norte del interior de la península mantiene un valor de aproximadamente el 25 % y la parte meridional asciende al 27.2 %. La industria de ladrillos y tejas ha seguido una clara tendencia a la mejora de la eficiencia con una reducción en el número de compañías y un mantenimiento o incluso incremento de la producción. De acuerdo con HYSPALIT, la tendencia previsible será la reducción en el número de fábricas a un total de 200 debido a que todavía existen 162 hornos Hoffman en pequeñas fábricas que suministran a mercados rurales con escasos requisitos en cuanto a la calidad de los productos. El mapa de la figura 4.1.2 incluye la distribución de la capacidad de producción española por provincias en el año 2000.

Figura 4.1.2.- Distribución de la capacidad de producción española por provincias en el año 2000.

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Alrededor de un 80 % de las compañías de ladrillo cara vista y la totalidad de las de teja prensada (más de 40 empresas) han obtenido la certificación de AENOR por cumplir la norma ISO 9002. En el año 2001, el consumo de arcillas para pastas rojas en España fue de 33 Mt (100210 t/día), con las que se fabricaron 26.45 Mt de productos (80168 t/día). La distribución del mismo por comunidades autonómicas puede verse en la tabla 4.1.2, mientras que la figura 4.1.3 recoge el tanto por ciento de participación de las principales provincias consumidoras.

Figura 4.1.3.- Tanto por ciento de participación de las principales provincias consumidoras de arcillas para

pastas rojas. Otros consumos dignos de mención, dentro del proceso de fabricación, son unos 4,57 hm3 de agua de amasado y para la generación de vapor, 1139791 MW de energía eléctrica y 1112020 tep de combustibles. Entre los costos de fabricación, destaca el costo energético, que puede alcanzar el 30 % del total. Las materias primas, fundamentalmente la arcilla, suponen un 15 %.

Tabla 4.1.2.- CONSUMO NACIONAL DE ARCILLA PARA CERÁMICA ROJA (2001).

t/día cocidas t/año cocidas t/año sin cocer Andalucía 14 803 4 884 990 6 106 239 Castilla-La Mancha 17 620 5 814 600 7 270 251 Cataluña 11 183 3 690 390 4 612 989 C.Valenciana 11 188 3 692 139 4 615 174 Castilla-León 7 533 2 485 725 3 107 157 Galicia 4 552 1 502 160 1 877 700 Aragón 3 407 1 124 310 1 405 388 Madrid 1 585 522 984 653 730 La Rioja 2 635 869 550 1 086 938 Extremadura 1 060 349 800 437 250 Asturias 1 320 435 600 544 500 Murcia 440 145 200 181 500 Navarra 880 290 400 363 000 Baleares 1 062 350 460 438 075 Cantabria 580 191 400 239 250 País Vasco 320 105 600 132 000 TOTAL 80 168 26 455 308 33 069 135

La distribución del consumo de arcillas cerámicas en 2001, que pasó de 45 Mt, puede verse en la tabla 4.1.3.

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Tabla 4.1.3.- Distribución del consumo de arcillas cerámicas en 2001

USO NACIONAL t/año

Pasta roja (ladrillería y tejas) Pasta roja (pavimentos y revestimientos) Arcillas rojas (cementos)

33 069 135 9 780 000 2 664 000

TOTAL 45 513 135

Los consumos medios de materia prima, tanto sea de soporte en pasta blanca como en roja que se han utilizado en las estimaciones, son aproximadamente: 18 -22 kg/m2 para revestimiento 20 -25 kg/m2 para pavimento La figura 4.1.4 muestra la producción y exportación de pavimento y revestimiento cerámicas en los últimos años. España crecía hasta 1988 manteniéndose casi constante entre ese año y 1991. En la última década, el sector ha experimentado una fuerte reactivación cifrándose su producción en 2000 en 621 millones de m2, con un total de ventas de 3606 M€. Las exportaciones también han venido creciendo en los últimos años. En el 2000 se exportó más del 50% de la producción por un importe de 1875 M€.

Figura 4.1.4.- Producción y exportación de pavimento y revestimiento cerámicas El análisis del destino de las exportaciones por áreas geográficas descrito en la figura 4.1.5 pone de manifiesto la gran competitividad del producto español, con una gran penetración en los mercados europeo y norteamericano, ambos con gran poder adquisitivo y alto nivel de exigencia.

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Figura 4.1.5.- Exportación de baldosas cerámicas (MEuro).

Esta gran expansión experimentada por las industrias de pavimento y revestimiento cerámicos, las ha convertido en uno de los sectores más dinámicos y competitivos del Estado Español que además acaba de sobrepasar a su más directo competidor: Italia. Este subsector industrial está constituido en España por unas 230 empresas, el 80 % de las cuales, que fabrica más de 90 % de la producción total, están concentradas en la provincia de Castellón (municipios de Alcora, Onda, Castellón, Villarreal, Nules, San Juan de Moró y Villafamés). El sector emplea a más de 23000 trabajadores. En la tabla 4.1.4 se muestran las principales empresas españolas fabricantes de baldosas.

Tabla 4.1.4.- Principales empresas españolas de baldosas

Porcelanosa, S.A. Taulell, S.A. Venis, S.A. Pavimentos Mediterraneos, S.A. Cerámica Saloni, S.A. Vives Azulejos y Gres, S.A. Cerámicas del Foix, S.A. Azuvi, S.A. Grespania, S.A.

En la tabla 4.1.5 se recoge la producción en kt de arcilla común de Estados Unidos, España, Reino Unido y la República Checa durante el quinquenio 1997-2001. España es probablemente el primer productor y consumidor mundial de arcillas rojas. Tabla 4.1.5.- Producción en kt de arcilla común de Estados Unidos, España, Reino Unido y la República Checa

1997 1998 1999 2000 2001 Estados Unidos Arcilla común 24 600 24 500 24 800 23 700 23 700 España Arcilla común 20 000 21 000 25 000 28 000 45 500 Reino Unido Arcilla común 11 322 12 281 11 386 s.d. s.d. República Checa Arcilla común 759 1030 636 601 585

Fuentes: Czech Geological Survey; Min. Comm. Summ.,2002 USGS; UK National Statistics; Estimaciones IGME.

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En la figura 4.1.6 pueden verse los datos del sector de la construcción de viviendas, donde se da la evolución desde el año 1980 al 2002 de las viviendas iniciadas, las terminadas, la actividad de la edificación y de los proyectos visados.

DATOS DEL SECTOR 1.980 - 2.002

100.000

150.000

200.000

250.000

300.000

350.000

400.000

450.000

500.000

550.000

600.000

650.000

1.980

1.981

1.982

1.983

1.984

1.985

1.986

1.987

1.988

1.989

1.990

1.991

1.992

1.993

1.994

1.995

1.996

1.997

1.998

1.999

2.000

2.001

2.002

Viviendas Iniciadas

Viviendas Terminadas

Actividad de la Edificación

Proyectos Visados

Figura 4.1.6.- Evolución de las viviendas iniciadas, las terminadas, la actividad de la edificación y de los

proyectos visados 4.2.- HISTORIA DE LOS ELEMENTOS CERÁMICOS. El hombre ha intentado imitar la piedra natural casi desde su origen, tanto en zonas donde esta no abundaba como por conseguir piezas de forma rápida y sencilla.

La cerámica es el primer pétreo artificial que se conoce por su utilización en cuencos y útiles caseros de alfarería, siendo tan extendida su fabricación que son uno de los elementos principales de estudio para los arqueólogos, tanto por su buena conservación como por sus características peculiares en cada civilización.

Es en Mesopotamia y Caldea donde se utiliza por primera vez en construcción, tanto como arcillas sin cocer o adobes como cocida e incluso vitrificada para darle impermeabilidad. Los primeros ladrillos de que se tienen noticias, pertenecían a uno de estos dos tipos: una pasta de arcilla con pedazos de paja que trabara la masa y secado al sol, o una masa de arcilla cocida al fuego. Los romanos usaron ampliamente este material, que eran siempre cocidos al fuego y de gran tamaño. En muchas ciudades del mundo dominadas por los romanos, quedan muros, arcos y bóvedas y otros elementos estructurales construidos con ladrillos.

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El uso de los cerámicos en Roma se extiende enormemente en forma de ladrillos macizos o " tégulas" de cubrición. Ejemplos importantes como el Teatro de Mérida se encuentran en España. Es a los árabes sin embargo, a los que corresponde revalorizar este material en España, ya que durante su dominación dejaron muestras de la exquisita técnica ladrillera en obras como la Mezquita de Córdoba, la Giralda de Sevilla, la Alcazaba de Granada, etc.

Los árabes, que retoman muchos elementos de las construcciones romanas, darán enorme importancia a este material y lo usan profusamente tanto en ladrillos como en tejas, pavimentos y revestimientos vidriados.

En España la arquitectura mudéjar sigue esta tradición por el uso de materiales cerámicos y en Europa tiene fuerte influencia como por ejemplo en el gótico inglés.

Con menos repercusión, la cerámica se utiliza en el Renacimiento y Barroco y muy poco en el Neoclásico.

En la actualidad, la arquitectura española obtiene grandes éxitos en la aplicación de los ladrillos, lo mismo como elemento constructivo que como elemento decorativo. Con las nuevas tecnologías, el uso de materiales cerámicos en todas las partes constructivas de las obras, está sumamente extendido, tanto en obra oculta como vista, en exteriores como en interiores.

Desde el moldeo a mano de los ladrillos y su posterior secado a la intemperie, hasta las actuales máquinas de moldeo con rendimiento de varios miles de piezas/hora, el subsiguiente secado artificial y posterior cocción en hornos continuos, ha habido que recorrer un largo período de tiempo, perfeccionando día a día la maquinaria, y del ladrillo macizo se pasó al ladrillo hueco y de éste a las grandes piezas que se emplean, por sus dimensiones y formas, en fases específicas de la edificación.

4.3.-MATERIAS PRIMAS. Los materiales cerámicos se obtienen a partir de distintos tipos de arcillas, que son rocas sedimentarias de origen mecánico formadas en la fase detrítica de partículas muy finas. Se denominan arcillas aquellas substancias terrosas formadas principalmente por silicatos alumínicos con materia coloidal y trozos de fragmentos de rocas, que generalmente se hacen plásticas cuando están húmedas y pétreas por la acción del fuego. La fabricación tiene su fundamento en la plasticidad o capacidad de moldeo por deformación plástica que tienen las arcillas según su contenido de agua. Una vez conformadas las piezas, por desecación y cocción se producen las transformaciones irreversibles que le dan carácter pétreo. Estas propiedades dan a las arcillas su utilidad, puesto que se les puede moldear en casi todas las formas, las cuales conservan después de ser sometidas a la acción del fuego. La arcilla tiene muchos otros usos además de la cerámica, principalmente en la construcción y fabricación. El vocablo arcilla proviene del latín “alguilla “, palabra asignada a las materias arcillosas. Las arcillas son “rocas” o materiales terrosos de origen secundario que se han formado en la naturaleza por la meteorización y la erosión físico-química de las rocas ígneas causada por el agua, el CO2 y los ácidos inorgánicos. Los depósitos o yacimientos mas importantes se han formado a partir de los feldespatos (cuya composición varia desde el KAlSi3O8 hasta el NaAlSi3O8 y el CaAl2Si2O8) de rocas tales como el granito ( Feldespatos 66 %, cuarzo 26 %, micas 7.5 %, otros minerales (circón, magnetita, apatito, ilmenita, etc. 0.5 %). En la figura 4.3.1 puede verse un esquema simplificado de la génesis de los materiales arcillosos.

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Están constituidas esencialmente por aluminosilicatos hidratados con una estructura laminar o de capas, acompañados de otros minerales denominados “accesorios” entre los que podemos citar cuarzo, calcita, óxidos y sulfuros de hierro, yeso, rutilo (Ti02), ilmenita (FeTiO3), dolomita, álcalis (que se derivan principalmente de las micas y feldespatos, aunque parte se debe al intercambio catiónico de las propias arcillas), materia orgánica, etc. Por lo general, las arcillas son mineralógicamente filosilicatos de tamaño de grano muy fino y morfología laminar lo que les confiere un elevado valor de superficie específica y por lo tanto una amplia superficie de reacción fisicoquímica que facilita su interacción con multitud de sustancias en especial con compuestos polares como el agua. De ello se derivan sus propiedades plásticas y reológicas y su capacidad de cambio catiónico. Este conjunto de propiedades hace que las arcillas tengan muchas aplicaciones industriales en los campos de la cerámica, los absorbentes y el petróleo. Desde el punto de vista mineralógico, las arcillas son rocas de gran complejidad debido a la gran variedad de minerales de arcilla existentes y que pueden coexistir varios en un mismo material arcilloso. Dichos minerales pueden clasificarse en varios grupos como muestra en el cuadro 4.3.1. Entre ellos pueden destacarse el grupo de la caolinita, de la montmorillonita y de la illita (Arcillas expansivas). En el cuadro 4.3.2 se da una clasificación de los materiales arcillosos tomando como base diversos criterios para realizarla.

Figura 4.3.1. - Esquema simplificado de la génesis de las arcillas .

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Cuadro 4.3.1.- Minerales arcillosos.

GRUPO

MINERAL

FORMULA

CAOLIN

Nacrita, Dicquita Caolinita Halloisita

Al2O3.2SiO2.2H2O Al2O3.2SiO2.4H2O

MONTMORILLONITA

Montmorillonita Nontronita Beidellita Hectorita Saponita

Al1.67 Mg0.33Si4O10(OH)2 Mg→ (Al, Fe) Fe2 Al0.33Si3.67O10(OH)2 TALCO Mg3Si4O10(OH)2 Al2 Si3.67Al0.33O10(OH)2 PIROFILITA Al2Si4O10(OH)2 Li0.33 Mg2.67Si4O10(OH)2 Al → (Mg, Fe, Li) Mg3Si3.67Al0.33O10(OH)2 Si→ (Al)

MICA

Moscovita Paragonita Plogopita Margarita Biotita Lepidolita

KAl2(Si3Al)O10(OH)2 ← Pirofilita NaAl2(Si3Al)O10(OH)2 KMg3(Si3Al)O10(OH)2 ← Talco CaAl2(Si2Al2)O10(OH)2 K(Mg, Fe)3(Si3Al)O10(OH)2 K(AlLi2)Si4O10(OH)2

ILITA

K2(Al)4(Al2SiO6)O20(OH)4 Mg2+ , Fe2+

CLORITA

(Mg3).(Mg3-xAlx). (Si4-xAlx).O10.(OH)8

PALIGORSQUITA

Paligorsquita Sepiolita

Mg5Si8.O20.(OH)2.8H2O Mg5Si8.O20.(OH)2.H2O

VERMICULITA

(Mg, Fe)3(Al, Si)4.O9.(OH)3.3.5H2O

ESMECTITA

Al2O3.4SiO2.H2O X0.33 (Fe2+,Fe3+,Mg2+, Cr3+, Mn3+, Mn2+, Li+) Fe3+(Na+, K+, Mg2+,

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Cuadro 4.3.2.- Clasificación de los materiales arcillosos.

CRITERIO

TIPO DE MATERIAL ARCILLOSO

Con relación a su estado de agregación.

CRISTALINO (Caolinita) AMORFO (Alofanita)

Con relación a la estructura que presenta la materia cristalina

ESTRUCTURA EN CAPAS (Caolinita, Montmorillonita) ESTRUCTURA EN CADENAS (Paligrosquita, Sepiolita)

Con relación a la carga eléctrica de las capas

CAPAS CARGADAS NEGATIVAMENTE CAPAS NEUTRAS

Con relación a la disposición de las capas aluminato-silicato

UNA DE ALUMINATO CON OTRA DE SILICATO (1:1) – Caolinita T:O DOS DE SILICATO CON UNA DE ALUMINATO (2:1) – Montmorillonita T:O:T DOS DE SILICATO CON DOS DE ALUMINATO (2:2) – Clorita T:O:T:O

Con relación a su plasticidad

BALL-CLAY (Altamente plásticas) Color oscuro debido a las impurezas, pero blancas después de cocidas. Finísimas partículas de caolinitas desordenadas. FIRE – CLAY (Menos plásticas) Caolinita desordenada. Se vuelven plásticas por la molienda FLINT-CLAY (No plásticas) Caolinita ordenada y cristalizada. Duras densas y altamente refractarias, CHINA-CLAY

Los minerales de arcilla tienen un tamaño de grano muy pequeño (< 2 micras) y una elevada superficie especifica. La superficie específica o área superficial de una arcilla se define como el área de la superficie externa más el área de la superficie interna (en el caso de que esta exista) de las partículas constituyentes, por unidad de masa, expresada en m2/g.

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Las arcillas poseen una elevada superficie específica, muy importante para ciertos usos industriales en los que la interacción sólido-fluido depende directamente de esta propiedad. Los valores de superficie específica de diferentes arcillas son:

Caolinita de elevada cristalinidad: hasta 15 m2/g Caolinita de baja cristalinidad: hasta 50 m2/g Halloisita: hasta 60 m2/g Illita: hasta 50 m2/g Montmorillonita: 80 a 300 m2/g Sepiolita: 100 a 240 m2/g Paligorskita: 100 a 200 m2/g

En estado puro son de color blanco denominándose caolín, conteniendo casi siempre impurezas de óxidos o hidróxidos de hierro, cuarzo, carbonatos, sulfatos y substancias orgánicas que las colorean en amarillos, grises, rojos, etc... En general las arcillas se presentan con bastantes impurezas pero lejos de ser un inconveniente, a veces es una ventaja, desde el punto de vista práctico. En el cuadro 4.3.3. puede verse la diferencia entre la caolinita químicamente pura y una arcilla grasa, usual en cerámica.

Cuadro 4.3.3.- Diferencia entre las características de una caolinita químicamente pura y una arcilla grasa, usual en cerámica.

Existen numerosas variedades que se diferencian por su relaciónmin

Silice

Alu a, el agua de constitución y su

estructura, con independencia del contenido de impurezas citado. Aparecen normalmente mezcladas con otras en la Naturaleza.

Las estructuras de los minerales arcillosos son complejas y variadas con átomos de oxígeno, sílice, hidróxido, formando grupos de tetraedros y octaedros combinados, con aspecto laminar o fibroso. En las figuras 4.3.2 y 4.3.3 puede verse la estructura de la caolinita y de la montmorillonita, respectivamente, apreciándose la combinación de los grupos de tetraedros y octaedros.

De las hojosas o laminares, que son las utilizadas en construcción, las principales son las caolinitas de propiedades refractarias por su alto punto de fusión, usándose en la fabricación de gres y loza. Las illitas o micas son las más abundantes y empleadas en la industria. Las montmorillonitas son poco utilizadas.Las de estructura fibrosa como las sepiolitas y poligoskitas, son capaces de retener gran cantidad de agua con aumento de volumen. No se aplican en construcción. En la tabla 4.3.1 podemos ver la composición química de diversas arcillas.

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Tabla 4.3.1.- Composición química de las arcillas.

Figura 5.3.2.- Estructura ideal de un filosilicato 1:1 (T:O) dioctaedrico (Bilaminar). Caolinita.

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Figura 5.3.3.- Estructura ideal de un filosilicato 2:1 (T:O:T) dioctaedrico (Trilaminar). Montmorillonita Aunque se trata de un mineral abundante, las buenas arcillas escasean cada vez más, existiendo dificultades para encontrar nuevos yacimientos para la fabricación de azulejos, gres, sanitario etc. Las arcillas industriales se pueden clasificar en los siguientes grandes grupos:

1.- Arcillas rojas o comunes 2.-Arcillas de cocción blanca, caolines, halloisitas y arcillas refractarias 3.- Bentonitas y tierras de Fuller 4.- Sepiolitas y paligorskitas

Cada uno de estos grupos puede también ordenarse en función de sus principales usos industriales. Así las arcillas rojas tienen aplicación fundamentalmente en la cerámica industrial (pavimentos, revestimientos y cerámica estructural) y alfarería, las arcillas de cocción blanca también se emplean en cerámica industrial, los caolines en las industrias del papel y la cerámica, las halloysitas en cerámica artística (porcelanas), las arcillas refractarias en chamotas para pavimentos de gres natural, las bentonitas en la industria de los absorbentes y el petróleo, las tierras de Fuller como absorbentes industriales, y finalmente las sepiolitas y paligorskitas en el campo de los absorbentes domésticos. Para la fabricación de materiales cerámicos se utilizan las siguientes materias primas:

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Plásticas: Arcillas naturales de una o más variedades para poder conseguir mejores propiedades. Desde el punto de vista mineralógico su composición es mayoritariamente caolinita con montmorillonita como componente subordinado. Suelen acompañar halloysita, illita y pirofilita, además de los minerales no arcillosos como cuarzo, feldespato, micas y vidrio volcánico. Las arcillas plásticas a menudo se clasifican de acuerdo con el tamaño de partícula (contenido de partículas inferiores a 0.5 µm). La arcilla denominada china Clay es una rrcilla formada principalmente por caolinita bien cristalizada. Posee una alta plasticidad, es químicamente inerte y produce blancura y brillo. Aplicaciones: carga en papel, plásticos, medicamentos, etc. Fabricación deproductos de cocción blanca Las arenas caoliníferas (“Ball clay”) son una mezcla de caolinita, illita, esmectita, cuarzo, y materia orgánica. Tienen una mayor razón sílice/alúmina, una granulometría más fina (pasta más densa), una mayor viscosidad y aportan fuerza y maleabilidad al cuerpo cerámico. Durante la cocción, funden cementando a las partículas refractarias. Aplicaciones: materia prima en cerámica estructural, sanitarios, etc.

La dosificación de la pasta cerámica más conveniente, mediante la mezcla de arcillas y otros minerales, es una práctica de uso propia de cada industria para cada producto. Las especificaciones de la materia prima son establecidas en función de la tecnología empleada y el destino del producto a elaborar. Las pastas cerámicas deben tener características tales que permitan su conformación en crudo, un secado satisfactorio y de buena calidad, adecuada resistencia, temperatura de fusión ajustada, y otras características específicas de acuerdo con el producto final. En la fabricación de lozas, las especificaciones referidas al color son menos exigentes debido a la cobertura con esmalte que se realiza a la pieza. No plásticas: Materias que se agregan a las arcillas para disminuir su excesiva plasticidad, rebajar su temperatura de cocción, aumentar su porosidad, colorear o recubrir de esmalte las piezas. Se utilizan dos tipos fundamentales: Desgrasantes: Los desgrasantes son materiales arenosos que reducen la excesiva plasticidad de algunas arcillas, pues así no retienen tanta cantidad de agua disminuyendo su adherencia al estar húmedas, por lo que es menor la dificultad para su manejo y moldeo. Además se logra que la contracción de las piezas sea menor al secarse la pasta. Se deben añadir finamente molidos para no quitar homogeneidad. Los más utilizados son: - La arena de cuarzo (SiO2) o anhidrido silícico, que puede estar presente en la propia arcilla o añadirse. Aumenta de volumen al elevar la temperatura reduciendo la contracción de la pasta aunque un calentamiento brusco produce una expansión violenta que podría romper la pieza. - El feldespato potásico que da transparencia a las porcelanas y lozas y sirve también para fabricar esmaltes cerámicos. - La chamota o barro cocido es el más utilizado y económico por proceder de piezas rotas o defectuosas que se pulverizan añadiéndose a la arcilla y no se contrae al volverse a cocer.

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A veces se utilizan desgrasantes orgánicos como serrín o carbón que al quemarse en el horno dan piezas de alta porosidad y poco peso. Fundentes: Se añaden a la pasta para reducir la temperatura de cocción ya que bajan el punto de fusión del material, abaratando costos y permitiendo la parcial vitrificación de las piezas. - El Carbonato cálcico es el más utilizado ya que muy frecuentemente es impureza de la arcilla, no siendo necesario añadirlo. El aporte calizo es sin embargo perjudicial para la pieza y conviene reducirlo o molerlo finamente. También se usan sosa y potasa.

La dosificación de estas materias primas depende del tipo de producto a conseguir, clasificados de acuerdo a su permeabilidad y grado de vitrificación, o vidriado parcial en sus caras en productos cerámicos porosos, semipermeables e impermeables. 4.4.- PROPIEDADES DE LAS ARCILLAS. Previamente al estudio de la fabricación de los productos cerámicos es necesario señalar las propiedades de la arcilla en que se basa la misma y permiten obtener piezas de carácter pétreo.

Tamaño de la partícula: La estructura laminar y el tamaño inferior a la micra de los granos de los minerales arcillosos tienen gran influencia en la plasticidad ya que se produce un fenómeno físico de retención de agua con aumento de volumen que actúa como lubricante haciendo resbalar las partículas entre sí. Este aumento de volumen puede llegar a ser del 200 %.

Fluidización: Debido a la cualidad anterior, las arcillas se pueden mantener en suspensión en el agua un cierto tiempo aún estando esta en reposo. Posteriormente se depositan en estratos del mismo modo en que se formó la roca original.

Plasticidad: La característica física más significativa de las arcillas es la plasticidad, que es la capacidad de deformarse sin agrietarse ante un esfuerzo mecánico conservando la deformación al retirarse la carga (No se produce rebote elástico). En las arcillas depende fundamentalmente del contenido de agua, si está seca no es plástica, se disgrega, y con exceso de agua se separan las láminas. Depende también del tamaño de partícula y de la estructura laminar. Cuando esta convenientemente humedecida puede adoptar cualquier forma. Esta propiedad se debe a que el agua forma una “envoltura” sobre las partículas laminares, produciendo un efecto lubricante que facilita el deslizamiento de unas partículas sobre otras cuando se ejerce un esfuerzo sobre ellas. La elevada plasticidad de las arcillas es consecuencia de su morfología laminar, tamaño de partícula extremadamente pequeño (elevada área superficial) y alta capacidad de hinchamiento. En general, cuanto más pequeñas son las partículas y más imperfecta su estructura, más plástico es el material. El agua se presenta en las arcillas en tres formas: Hidratación (químicamente combinada), plasticidad, (rodeando las partículas minerales) o intersticial (rellenando los huecos entre los granos) ( Figura 4.4.1.a).

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En la figura 4.4.1.b se representa la consistencia de una arcilla en función de la humedad. En ella se distinguen tres fases: (i).- Etapa inicial, en la cual solo tiene lugar un pequeño aumento de la consistencia al incrementar el contenido de humedad. (ii).- Una etapa intermedia, en la cual tiene lugar un repentino aumento de la consistencia. (ii).- Una etapa final, la cual la consistencia disminuye bruscamente. En la primera etapa las películas de agua, de espesor variable, rodean a las partículas o grupos de partículas de arcilla, produciendo un efecto macroscópico semejante a la granulación. En la segunda etapa, el agua libre ocupa los intersticios existentes entre las partículas de arcilla dando lugar a fuerzas de atracción capilares debidas a la tensión superficial del agua, que cohesionan el sistema particulado produciendo un aumento de la consistencia que alcanza rápidamente un máximo. En la tercera etapa, cuando la cantidad de agua que se añade es superior al contenido que hace máxima a la consistencia, lo que ocurre es que aumenta el espesor de la película de agua entre las partículas debilitándose las fuerzas de atracción capilares y el sistema particulado comienza a comportarse como un líquido. Bajo esas circunstancias, la consistencia disminuye rápidamente y se aproxima a cero.

(a)

(b)

Figura 4.4.1.- (a).- Formas de presentación del agua en las arcillas. (b).- Consistencia de una arcilla en función de su contenido de humedad.

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Las arcillas de acuerdo al grado de plasticidad se clasifican en magras y grasas. Las arcillas grasas son las que poseen una gran plasticidad, incluso para pequeñas humedades. Presentan en su constitución una gran concentración de minerales arcillosos y una baja concentración en arenas silíceas. Se moldean con facilidad, pero su gran adherencia impide el desmoldeo correcto del producto moldeado. Son untuosas al tacto. Por su parte, las arcillas magras son las poseen una baja plasticidad. Son quebradizas y arenosas. Esta plasticidad se puede aumentar con hidróxido, carbonato o silicato sódico, con cal, oxalato y humus. La misma se puede reducir con la utilización de desgrasantes. En la industria normalmente se ensayan distintas proporciones de agua hasta que con la aplicación de una energía determinada, que es una constante de la máquina utilizada, se consigue el efecto deseado: la extrusión, el prensado, etc. Este concepto está intimamente unido al de "trabajabilidad". Una pasta presenta comportamiento plástico, desde que puede considerarse deformable con el

procedimiento utilizado hasta que presenta una resistencia a la compresión inferior a 0.03 2

Kgf

cm, momento

en el que se considera que adquiere las propiedades de un líquido viscoso. Esta resistencia a la compresión coincide con la que presentan las pastas elaboradas con la cantidad de agua correspondiente al límite líquido de Atterberg. En principio, un aumento de la plasticidad de una pasta produce: - Una mayor ductibilidad de los productos moldeados. - Una retención mayor de agua que se traduce en una mayor contracción de secado y un aumento de la posibilidad de formación de grietas.

- Una disminución de la velocidad de formación de pared en el caso de moldeo por colado. Limites de Atterberg. Según Atterberg una arcilla es más plástica cuanto más separados están su límite plástico (Tanto por ciento de agua mínimo que hace que sea moldeable una pasta cerámica) y su limite liquido (porcentaje de agua añadida a la pasta que hace que ésta no tenga la suficiente resistencia mecánica para ser moldeable). La técnica experimental de la determinación de los límites está basada en los trabajos realizados por Atterberg, completados posteriormente por Casagrande. Puede usarse para el estudio del comportamiento de las mezclas de cualquier material de granulometría fina con agua. Para el estudio del problema se considera una pasta de agua y arcilla que se seca progresivamente, pasando del estado líquido al plástico y finalmente al sólido. Es fácil intuir que existirán unos puntos en los que se pasa de un estado a otro, al menos en teoría, es decir, límites de cada estado. Estos son los definidos por Atterberg como límite liquido (LL) y limite plástico (LP). (Figura 4.4.2). EL limite liquido (LL) es el punto de paso del estado liquido al plástico y se mide por la cantidad de agua que contiene el material en el momento en que se pierde la fluidez de un líquido denso. EL limite plástico (LP) es el punto en el que se pasa del estado plástico al semisólido, y se mide por la cantidad de agua que contiene un material en el momento en que se pierde la plasticidad y deja de ser moldeable.

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DEJA DE SER PIERDE LA MOLDEABLE FLUIDEZ

LR = Ws = límite de retracción = terrón duro LP = Wp = límite plástico = arcilla moldeable. LL = Wl = límite líquido = humedad en que el arcilla tiene una consistencia pastosa fluida.

Figura 4.4.2.- Límite liquido (LL) y limite plástico (LP).

Atterberg definió un tercer limite a partir del cual las pérdidas de agua no afectan dimensionalmente al sólido: es el límite de contracción que como los anteriores se mide por la cantidad de agua que contiene la pasta al alcanzar el estado que cesa la disminución de volumen que acompaña a la desecación. El conocer los limites de Atterberg de una arcilla no indica cual es el agua óptima de amasado, pero si señala los límites entre los que se debe buscar; no aclara nada acerca de la calidad de las barbotinas que se pueden obtener, pero sí permite compararlas desde el punto de vista de la plasticidad y mantener un control de calidad que puede aplicarse de igual modo a las materias primas plásticas. Desde el punto de vista de la plasticidad de pastas arcillosas son interesantes los dos primeros limites. El límite de contracción es útil en el estudio del secado, aunque suelen usarse los diagramas de Bourry o las curvas de Bigot con este fin, ya que además de que la forma de determinar la contracción es más similar al proceso industrial, tanto unos como otros dan idea del desarrollo de la operación y no es así con el límite de contracción. Según Casagrande, el límite de contracción se puede calcular mediante la siguiente relación empírica:

2.5 45

45

LL LPSL

LL LP

+=

− +

en la que: SL = limite de contracción LL = limite liquido LP = límite plástico

Atterberg también definió un "Indice De plasticidad" calculado como la diferencia entre el limite liquido y el limite plásticos. Este límite indica el margen de contenidos de agua en que es trabajable una arcilla y se dice que una arcilla es “ más plástica " que otra si tiene un índice de plasticidad superior. Límite líquido. La determinación del límite líquido se realiza por medio de un ensayo que se encuentra normalizado (NORMA UNE 103-103-94). Se comienza amasando con agua destilada, una determinada cantidad de arcilla (150 a 200 gramos) que pase por el tamiz de abertura 400 mµ , procurando añadir la cantidad de agua necesaria para acercarse lo más posible al límite líquido. El material retenido por el tamiz de 400 mµ solo debe consistir en granos de arena, etc. individuales.

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La masa así obtenida se coloca en una espátula y se pasa a la cuchara de Casagrande (Figuras 4.4.3 y 4.4.4). Colocada la masa en la cuchara, se abre un surco o canal con un acanalador normalizado. A continuación se comienza a dar vueltas a la manivela, con lo cual, por medio de una excéntrica, se levanta la cuchara y se deja caer desde la altura de un centímetro. Se dan dos golpes por segundo. Se continúa la operación hasta que las paredes del surco se unan por su fondo en una longitud de 13 mm. Si esto ocurre después de dar exactamente 25 vueltas a la manivela, la arcilla tiene un contenido de humedad correspondiente al límite líquido. Sin embargo no será lo normal que la humedad corresponda a la del límite líquido. Se hacen dos ensayos y se determinan sus correspondientes humedades en tantos por ciento, tomando la arcilla próxima a las paredes del surco, en la parte donde se cerró. Para que el ensayo sea válido el número de golpes debe estar comprendido entre 15 y 35. Se ha de obtener una determinación entre 15 y 25 golpes y otra entre 25 y 35. Si después de varias determinaciones, el número de golpes requerido para cerrar el surco fuese siempre inferior a 25 es que no se puede determinar el límite líquido y se debe anotar dicha arcilla como no plástica.

Figura 4.4.3.- Cuchara de Casagrande.

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Figura 4.4.4.- Fases para la determinación del límite líquido mediante la cuchara de Casagrande.

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Los resultados de estos dos ensayos (Puntos P1 y P2) se llevan a un gráfico de doble escala logarítmica (Figura 4.4.5), en la cual se representa en abscisas un número de golpes o vueltas de la manivela y en ordenadas la humedad en tantos por ciento.

Figura 4.4.5.- Representación del ensayo del límite líquido. Método de los dos puntos.

En la parte inferior del gráfico hay una recta de puntos cuya pendiente es de - 0.117, obtenida tras numerosas determinaciones, de las que se ha deducido que para la misma arcilla, los puntos correspondientes a distintos grados de humedad forman una recta cuya pendiente más probable es ésta. Para determinar el límite, líquido se representa sobre el gráfico los resultados de los dos ensayos realizados y posteriormente se traza una recta de pendiente - 0.117, paralela a la de trazos, que equidiste de dos puntos representados. La humedad del punto de la recta corresponde a la abscisa de los 25 golpes, es precisamente la humedad correspondiente al Límite líquido. Límite plástico (Figura 4.4.6). El ensayo se realiza con la fracción de arcilla que pasa por el tamiz de abertura 400 mµ , con un contenido de humedad algo superior al límite plástico. Con esta humedad será posible formar fácilmente una bola con la arcilla sin que se resquebraje. A continuación se toman unos 8 gramos de dicha arcilla, se forman con ella una especie de elipsoide, y se rueda entre la palma de la mano y una superficie lisa que no absorba mucha humedad, hasta llegar a un diámetro de 3 mm. Si al llegar a éste diámetro no ha cuarteado el cilindro de modo que quede dividido en trozos de unos 6 mm de longitud como media, se vuelve a formar el elipsoide con menor cantidad de humedad y a rodar hasta llegar a dicho tipo de resquebrajamiento. La arcilla se encontrará en su límite plástico cuando se cuartee a los 3 mm de diámetro.

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Figura 4.4.6.- Ensayo para la determinación del límite plástico. Diagrama de Casagrande. El diagrama de Casagrande está representado en la figura 4.4.7.a y cuenta con varios elementos de significado preciso. La recta de 45° es el límite entre los puntos que corresponden a materiales reales, por debajo y los puntos que representan materias primas imaginarias, por encima. Este hecho es lógico, ya que en los puntos situados por encima de IP = LL, el llímite plástico es negativo, lo que es absurdo. La recta de ecuación IP = 0.9 (LL - 8) es el límite superior experimental, hasta ahora no se ha estudiado ninguna materia prima cuya representación se encuentre por encima de dicha línea. La tercera recta de ecuación IP = 0.73(LL - 20) tiene una gran importancia empírica, pues separa las arcillas puras, sobre ella, de las que contienen algún tipo de coloide orgánico, que están situadas por puntos por debajo de la recta. La recta vertical ue pasa por el punto LL = 5O es una línea convencional que separa las arcillas de alta plasticidad a la derecha de las de media y baja plasticidad, a la izquierda. I Determinaciones sistemáticas de los limites de Atterberg permitieron a Casagrande delimitar unas zonas correspondientes a varios tipos mineralógicos que están representados en la figura 4.4.7.b. Como desde el punto de vista de la plasticidad se estudian igualmente materias primas puras que mezclas, puede utilizarse como control de materias primas o barbotinas, la medida de la plasticidad. La zona de propiedades óptimas de las pastas arcillosas para extrusión puede verse en la figura 4.4.8. Asimismo se han efectuado determinaciones sistemáticas del límite liquido, limite plástico e Indice de plasticidad de barbotinas de colado, siendo los valores medios obtenidos:

LL = 22 a 26 LP = 16 a 19 IP = 6 a 9 y estando todos los resultados comprendidos en el área punteada de la figura 4.4.9. Dadas las variables de que depende el índice de plasticidad, su determinación es muy útil en el control de calidad de las arcillas y equivale, considerado con la suficiente amplitud de criterio, a la suma de los ensayos de granulometría fina, capacidad de cambio iónico, contenido en sulfatos y materia orgánica activa.

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(a)

(b)

Figura 4.4.7.- Diagrama de plasticidad de Casagrande.

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Figura 4.4.8.- Zonas óptimas de extrusión y secado.

Figura 4.4.9.- Zona para las barbotinas de colado.

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Influencia de la composición y de la granulometría en el moldeo en plástico. En primer lugar se va a estudiar el efecto de la influencia, de varios desgrasantes sobre los límites Atterberg de una arcilla de comportamiento conocido, Es bien conocido que la plasticidad de las pastas disminuye con el aumento de la cantidad de desgrasante, para ver el efecto de los desgrasantes se han estudiado la adición de una arena de sílice de varias distribuciones granulométricas y el efecto de la adición de la misma arcilla calcinada. En primer lugar se ha estudiado el efecto de la adición de una arena silícea, en la tabla 4.4.1 se detallan las distribuciones granulométricas ensayadas.

TABLA 4.4.1.- . Distribuciones granulométricas de arenas silíceas.

Luz de malla ( µ m )

Arena n° 1 (%)

Arena nº 2 (%)

500

5,2

0

250

17,4

2,5

150

23, 2

1, 9

90

18,7

37,7

75

7,7

14,5

<75

26,9

42,9

A partir de las mezclas arcilla-arena se realizó una determinación de los limites de Atterberg, observándose que la arena n°2 de granulometría mucho más fina tiene un poder desgrasante menor que la arena n° 1. Al introducir un nuevo desgrasante como una ceniza volante o una arcilla chamotada el efecto sobre la plasticidad es diferente, aunque las arenas suelen ser los desgrasantes más enérgicos. En el caso de la introducción de aditivos electrolíticos se ha constatado lo siguiente: - Los defloculantes,disminuyen el límite liquido. - Los floculantes lo aumentan. - El limite plástico se mantiene prácticamente constante al introducir defloculantes o floculantes. - Los defloculantes pueden utilizarse para disminuir la proporción agua/arcilla y por lo tanto disminuir la contracción de secado.

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4.5.- FABRICACIÓN DE CERÁMICAS POROSAS. 4.5.1. Introducción. La fabricación de piezas de cerámica porosa, con particularidades según los tipos, pasa por los siguientes procesos:

- EXTRACCIÓN Y TRANSPORTE. - PREPARACIÓN DE LAS PASTAS. - MOLDEO. - SECADO. - COCCIÓN.

En la figura 4.5.1.1 puede verse el diagrama de flujo de las distintas etapas del proceso de fabricación. Así mismo, en las figuras 4.5.1.2 y 4.5.1.3 se la disposición esquemática de una planta de fabricación de ladrillo cara vista y de ladrillo hueco, respectivamente.

Figura 4.5.1.1.- Diagrama de flujo de las distintas etapas del proceso de fabricación.

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Figura 4.5.1.2.- Disposición esquemática de una planta de fabricación de ladrillo cara vista.

Figura 4.5.1.3.- Disposición esquemática de una planta de fabricación de ladrillo hueco.

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4.5.2.- Extracción y transporte . Las canteras de arcilla, llamadas también barreros (Figura 4.5.2.1), suelen estar en las inmediaciones de las fábricas, donde se transformarán en materiales para la construcción.

Figura 4.5.2.1.- Explotación de arcilla “Barrero”.

Se utilizan medios mecánicos simples al ser la arcilla una roca disgregada, aunque si está húmeda dificulta su extracción. La explotación se realiza a cielo abierto con palas excavadoras de cuchara o de cangilones.

El transporte depende de la proximidad de la fábrica, pudiendo hacerse por vagonetas o cintas transportadoras si está cerca y con camiones volquete o mejor Dumpers para mayores distancias.

En la explotación a cielo abierto es frecuente tener que desechar una capa de espesor más o menos grande, de material que no es apto para su utilización, éste material en gran parte está formado por; tierra vegetal, arenas, gravas, etc. 4.5.3.- Preparación de las pastas. Es el conjunto de operaciones en el que se realiza la mezcla de las materias primas y se dejan las pastas listas para el moldeo. Las finalidades son las siguientes:

Depuración: Eliminación de elementos gruesos e impurezas nocivas, tanto de los nódulos de cal y arenas, como de las

sales. División: Reducción de las arcillas a pequeños fragmentos y de los desgrasantes a polvo para que no causen problemas de heterogeneidad. Homogeneidad: Mezcla íntima de los componentes y perfecto amasado para conseguir una pasta uniforme.

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Grado de humedad: Debe ser el adecuado para el moldeo dando la plasticidad necesaria pero no excesiva por la retracción. Antiguamente se realizaban las siguientes operaciones de preparación: Meteorización: Exponiendo la arcilla a la acción de los agentes atmosféricos (lluvia, hielo...) para su lavado y disgregación. Maduración: La maduración es un tratamiento de reposo de las pastas de arcilla de corta duración, en naves, impidiendo su desecación. Tiene como objetivo homogeneizar la humedad en la pasta de arcilla. Podrido: El podrido es un reposo de las pastas de arcilla de larga duración en naves. Se realiza en locales húmedos y fríos, sin luz ni ventilación con lo que fermenta la arcilla dando un gel aglomerante que mejora la trabazón de sus partículas. Con el podrido tratamos de aumentar la plasticidad de las pastas y reducir su tendencia al agrietamiento en el secado Levigación: La levigación es un proceso de desleimiento de las arcillas en agua y posterior reposo en balsas. Se realiza para piezas especiales de arcilla depurada. Esta se mantiene en suspensión mediante palas giratorias dando una pasta líquida que se denomina "barbotina". Con ello se eliminan todas las partículas pesadas por decantación y se obtienen arcillas muy depuradas y de tamaño muy fino. Actualmente se usa en el moldeo por colada. En grandes fábricas en las que la cantidad de arcillas que se manipulan es muy elevada, para llevar a cabo todos los procedimientos descritos anteriormente, es necesaria una gran extensión o amplias naves donde almacenar las tierras, lo que además de superficies considerables, lleva consigo la inmovilización de capitales. La preparación debe de ser barata, por exigirlo así el producto fabricado, es pues, necesario ahorrar espacio y tiempo, esto lo conseguimos utilizando maquinaria apropiada que produzca en las arcillas los efectos que los tratamientos citados anteriormente, con mucha mayor rapidez, y con unas exigencias espaciales menores. La materia prima tal como llega de cantera se hace pasar por un tren de preparación, que la tritura, homogeiniza y humedece hasta el grado deseado. La depuración en cuanto a la cal, no se lleva a cabo en el estricto sentido de la palabra, por medio de cribado se realiza, ya que los nódulos de cal pueden ser finamente divididos y repartidos en toda la masa, lo que hace desaparecer el peligro. Todo éste proceso se lleva a cabo con maquinas de distintos tipos de acuerdo con la naturaleza de la materia prima y del fabricante. Hay que tener presente que no puede aumentarse indefinidamente el número de maquinas por las que ha de pasar la arcilla, porque se llegaría a obtener un resultado opuesto al que se desea. Así el molino de rulos, el desmenuzador o los laminadores deben de ser convenientemente elegidos y combinados de tal forma que se obtenga el máximo de mejoría de la materia prima, máximo que no se debe de sobrepasar, pues se obtendría un descenso de calidades como quedó dicho anteriormente.

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Entonces, en la actualidad, las operaciones mecanizadas que sustituyen a las anteriores son: Tamizado: Para eliminar los granos gruesos haciendo pasar el material por tamices o cribas rotativas. Lavado: Mediante corriente de agua aplicada en la criba de tamizar, eliminándose así las sales solubles. Molido: Fundamental para reducir a polvo las impurezas de arena y caliza. Se utilizan molinos de rulos (Figura 4.5.3.1) o de bolas.

Figura 4.5.3.1.- Molino de rulos Un efecto múltiple de desmenuzado, aplastado, mezcla, humectación y amasado se logra por la acción de los dos pesados rulos sobre el material. Mezclado y amasado: Para homogeneizar la pasta y darle el grado de humedad adecuado, dejándola lista para el moldeo. Se realiza con mezcladoras-amasadoras de paletas helicoidales llamadas malaxadoras (Figura 4.5.3.2).

Figura 4.5.3.2.- Amasadora de doble eje.

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Las palas de amase que, dispuestas de forma especial, efetúan un trabajo de "pala contra pala" muy intenso y eficaz. Las amasadoras filtro (Figura 4.5.3.3) se usan además para retener y separar las raíces y otras impurezas contenidas en algunas arcillas. El cambio de la reja filtrante se efectúa sin parar la producción.

Figura 4.5.3.3.- Amasadora filtro. Raspado y laminado: Operaciones que mejoran la homogeneidad de la pasta. En el primero se hace pasar la pasta por una boquilla ranurada formándose virutas y en el segundo por rodillos laminadores (Figura 4.5.3.4) que la desgarran formando láminas. Luego se vuelve a amasar la pasta.

Figura 4.5.3.4.- Laminador. 4.5.4.- Moldeo. Tiene por finalidad dar forma a las piezas a base de deformar plásticamente las pastas. Estas deben tener el grado de humedad adecuado (entre 5 y 15 %) con suficiente rigidez para no deformarse en fresco y baja contracción al secar. El defecto da pastas heterogéneas y difíciles de moldear y el exceso peligro de fisuración y piezas muy porosas. Se deben dar dimensiones algo mayores a las de la pieza acabada por su retracción al evaporar el agua.

Si al moldear el ladrillo queda alguna discontinuidad en su masa, en el secado primero y en la cocción después, se pondrá de manifiesto, con una grieta mas o menos acusada, aunque la discontinuidad no quedara visible.

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Un moldeo con excesiva agua, dará lugar a un tiempo de secado mayor, y a cambios dimensionales mayores. Por el contrario si se pretende evitar la retracción de secado deben emplearse pastas muy secas. Este problema es digno de prestarle la máxima atención, para adoptar en cada caso y momento las medidas que cada caso particular requiera.

Sistemas utilizados: Manual: En desuso actualmente, sólo se aplica en piezas muy especiales y de baja producción cuando no interesa montar una instalación mecanizada. Da piezas porosas por necesitar bastante agua de amasado pero de superficie rugosa de buena adherencia a morteros.

Mecánicos: El moldeo a maquina tiene por principal objeto el conseguir una producción mayor, con lo que el coste unitario se rebaja considerablemente, mejorando al mismo tiempo la uniformidad en los productos. Otra de las ventajas del moldeo mecánico es la enorme disminución de agua en la mezcla y como consecuencia de ello, la necesidad de menor espacio, ya que los ladrillos tienen una resistencia en verde mayor y, por tanto, se pueden apilar para su secado que también será menor en tiempo pues la eliminación de agua también es menor. Como es lógico, la disminución de agua, tiene un límite, puesto que las pasta duras, se manejan con dificultad y se calientan por rozamiento durante el moldeo, su humectación es irregular, y las maquinas que las moldean, tienen rendimientos bajos. Las pastas duras suelen trabajarse con amasadoras verticales, de pequeñas dimensiones, pasando a continuación a galleteras de impulsión por cilindros. Para pastas muy duras se utilizan impulsores de pistón, los cuales adaptados también a una amasadora vertical, trabajan mejor y fuerzan las pastas hacia las boquillas. Existen tres formas básicas: Por extrusión (Figura 4.5.4.1): Esta tecnica de conformado se emplea en la fabricación de productos de seccion constante. Basicamente el proceso de extrusion consiste en forzar el paso, mediante la aplicación de una presión, de la pasta con una consistencia plastica (Elevada viscosidad) a traves de una matriz. Se han desarrollado varios métodos para forzar el paso de la pasta a través del dado: giro de unos rodillos, empuje de un piston o rotación de una helice (tornillo de Arquímedes) como se aprecia en la figura 4.5.4.2 Las maquinas extrusoras de tornillo pueden ser simples o de tornillos gemelos. Por su parte, las maquinas extrusoras de piston , generalmente, tienen una menor contaminación por desgaste.

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Las máquinas que realizan esta función constan de tres partes principales: - El sistema propulsor, que tiene por objeto el empujar la pasta a traves de la matriz. - La matriz, que depende del tipo de pieza a realizar - La cortadora, que tiene la misión de cortar la columna que sale de la matriz en piezas de longitud determinada.

El sistema de hélice está especialmente indicado para masas plásticas, el sistema de cilindros , que se compone de dos o tres cilindros laminadores, se utiliza para pastas consistentes y el sistema de pistón, que empuja la pasta a través de la matriz por medio de un émbolo, se utiliza para pastas muy desgrasantes. Las pastas deben tener sobre el 14 – 20 % de humedad para su moldeo. Se obtienen piezas de adecuada compacidad.

Figura 4.5.4.1.- Metodo de conformado por extrusión.

Figura 4.5.4.2.- Metodos de extruir una pasta ceramica.

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Las extrusoras o galleteras son máquinas cilindricas o troncocónicas con eje de paletas helicoidales que empuja la pasta hasta una boquilla que la moldea de forma continua (Figuras 4.5.4.3 y 4.5.4.4) . Las boquillas son recambiables para distintos tipos de piezas. En la máquina se hace el vacío para evitar la presencia de burbujas de aire en la masa, pues éstas producen la rotura de las piezas al calentarse en la cocción. La prensa de vacío consiste, esencialmente, en hacer pasar la pasta, a través de un divisor del que sale en forma de fideos, los cuales se hacen pasar por una cámara donde se realiza el vacío hasta un grado determinado. Los fideos de arcilla, son de esta manera desairados, y después se reúnen otra vez, se comprimen e impulsan hacia la boquilla, de la que salen con una textura homogénea, con la humedad uniformemente repartida, sin cavidades, burbujas ni estratificaciones. El grado de vacío deberá estudiarse para cada caso concreto, siendo función de las características de la máquina y de la arcilla a trabajar, de el depende la calidad del producto, siendo, por tanto, indispensable un control constante del mismo. El vacío reduce el contenido de agua de la pasta, ya que cada fideo sometido a un vacío del 80, 90 ó 95% cede, en primer lugar, su exceso de humedad con relación al fideo menos húmedo, es decir la pasta sale de la máquina de vacío más dura que cuando entró. El desaireado produce pues grandes ventajas y puede permitir el uso de pastas muy magras, ya que el desaireado se encargará de hacerlas plásticas, con estas pastas es donde la máquina de vacío está más indicada y es mayor su eficacia y rendimiento. Los productos cocidos de pastas desaireadas son más duros, más impermeables y menos porosos, con textura más uniforme y compacta que aquellos de pastas ordinarias, lo que hace que su resistencia a la compresión aumente en un 10%, por lo que se pueden reducir espesores en las paredes de piezas huecas. La boquilla es el elemento moldeador propiamente dicho. Rara vez se obtiene un buen rendimiento de una boquilla en el momento de ser instalada, ya que es necesario un período de puesta a punto, que requiere experiencia habilidad y paciencia. Conseguir el equilibrio de la boquilla, es un problema complicado, por depender de muchas variables, como son: el sistema de impulsión de la pasta, la consistencia de ésta, su contenido en agua, su homogeneidad, la forma y dimensiones de los productos moldeados etc. Es necesario conseguir que la columna de arcilla, sea homogénea en toda la sección y que la velocidad de salida sea la misma para todos los puntos de la sección. Una vez conseguida la columna de arcilla, o varias paralelas hay que proceder a su corte para obtener las distintas piezas. Esto se lleva a cabo mediante aparatos denominados cortadores. El corte de la banda de pasta puede ser longitudinal o transversal. El corte primero se consigue mediante alambres fijos, para el segundo existen numerosos procedimientos, según la naturaleza de la pasta y las características de la pieza a obtener. Los elementos cortantes de éstos aparatos son de acero, que deben de estar muy tensados y poseer una resistencia mecánica adecuada para evitar su rotura, que conllevaría la paralización de todo el proceso, las roturas son más frecuentes con pastas magras que con pastas grasas. Las maquinas cortadoras actúan y se regulan para que el corte lo efectúen en el descenso de los alambres y en el ascenso de los mismos, aprovechando por tanto todo el recorrido en la bajada y en la subida.

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Figura 4.5.4.3.- Extrusionadora o galletera .

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Figura 4.5.4.4.- Extrusionadora o galletera (Fotos).

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El corte se realiza mediante un bastidor con alambre (Figura 4.5.4.5) en movimientos de sube-baja temporizados.

Figura 4.5.4.5.- Cortadora de alambres

Por prensa: Se utiliza para piezas con relieves y superficies curvas. Se realiza por estampación de la pasta en un molde de bronce o acero con una estampa que la comprime fuertemente. Se usan pastas muy secas ( alrededor del 5 % de H2O) ya que el desmoldeo es inmediato, por lo que no necesitan secado posterior, dando piezas muy compactas, pero con cierta heterogeneidad. El prensado se lleva a cabo situando la pasta cerámica en un molde rígido o flexible y aplicando una presión elevada para lograr la compactacion. Es deseable que el material sea de elevada fluidez, lo que se consigue mediante la granulación de las materias primas, que le da la forma esférica a las partículas (Figura 4.5.4.6).

Figura 4.5.4.6.- Morfología del polvo obtenido por atomización–secado

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Existen dos tipos de prensado: - UNIAXIAL

- ISOSTATICO (Molde flexible)

Las velocidades de producción dependen de la geometría de la pieza y del tipo de equipamiento utilizado. Componentes de grandes dimensiones o formas complejas, pueden ser producidas a velocidades de 1 a 15 piezas por minuto. Con componentes de dimensiones mas pequeñas y más simples, se alcanzan velocidades de hasta varias centenas por minuto La presión aplicada varia en el intervalo de 20 hasta 300 MPa. Las presiones bajas son comunes en la conformación de piezas fabricadas a partir de materiales arcillosos, mientras que altas presiones son necesarias para los materiales ceramicos tecnicos. El prensado uniaxial tiene por objeto la compactación del material dentro de un molde rigido aplicando la presión en una sola dirección por medio de embolo o punzón rigido. Es un procedimiento de elevada capacidad de producción y facil de automatizar. El tipo de prensa y los utiles seleccionados dependen de la dimensión y forma de las piezas a prensar. Así, los modos de prensado, clasificados según el movimiento de los punzones y del molde, pueden verse en la tabla 4.5.4.1 . A su vez, en la tabla 4.5.4.2 se dan los tipos de prensas uniaxiales.

Tabla 4.5.4.1.- Modos de prensado

TIPO

MOLDE

PUNZON SUPERIOR (a)

PUNZON INFERIOR (a)

ACCION SIMPLE

FIJO MOVIL FIJO

ACCION DOBLE

FIJO MOVIL MOVIL

MOLDE FLOTANTE

MOVIL MOVIL FIJO

(a) Simple o compuesto Tabla 4.5.2.2.- Clases de prensas uniaxiales.

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Piezas con un espesor constante y de pequeño valor pueden prensarse adecuadamente con una prensa de acción simple, en lasque el molde y el punzón inferior permenecen estacionarios y solamente se mueve el punzón superior. Si el espesor de las piezas aumenta con el método de la accion simple (Prensado solamente por un lado de la pieza) no se logra una compactación uniforme de la pieza. Para solucionar el problema anterior se utilizan prensas de doble acción en las que se mueven tanto el punzón superior como el inferior. Si las piezas presentan una sección transversal con espesor variable, entonces es necesario usar prensas con un punzón independiente para cada nivel de espesor, que se denominan de doble acción y movimiento múltiple, Esto es necesario para lograr una compactación uniforme en todo el conjunto de la pieza. Esto se ilustra en la figura 4.5.4.7 para el caso de un polvo con una relación de compactación de 2:1. El punch que debe compactar la parte de menor espesor debe recorrer una distancia, mientras que el debe compactar la parte de mayor espesor debe recorrer una distancia A + B, esto no se puede conseguir con un solo punch y, por tanto, son necesarios dos. En la figura 4.5.4.8 se muestra de forma esquemática el útil necesario para prensar uniformemente una pieza con tres niveles.

Figura 4.5.4.7.- Esquema ilustrando las diferentes Figura 4.5.4.8.- Representación esquemática distancias que debe moverse el punzón para conseguir del útil necesario para un prensado una compactación uniforme del polvo cerámico. uniaxial en tres niveles. Las etapas generales en el prensado son:

1.- Llenado de molde 2.- Compactación y conformado de la pieza, 3.- Extracción de la pieza

En la figura 4.5.4.9 se muestra de forma esquemática la secuencia de prensado automatizada de una prensa tipica uniaxial de doble acción. La alimentación a la cavidad formada por el molde se realiza mediante un mecanismo deslizamiento y se dosifica volumetricamente. Los movimientos del molde y del punzón se coordinan de modo que se induzca un vacío que ayuda a la deposición de la pasta en la cavidad del molde. Los punzones inferiores se mueven hacia abajo.

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Los punzones inferiores se posicionan en el cuerpo del molde para formar la cavidad predeterminada (basada en la relación de compactación de la pasta) para que contenga el volumen correcto para conseguir las dimensiones requeridas del producto en verde después de la compactación A continuación, el mecanismo de alimentación se pone en posición y llena la cavidad de material. Una vez realizado el llenado del molde, con la pasta ceramica de elevada fluidez y conteniendo, si es necesario, los aditivos adecuados, el mecanismo de alimentación se retira y en su movimiento de retirada alisa la superficie. A continuación, los punzones superiores se mueven hacia abajo entrando en la cavidad y se precomprime la pasta, comenzando el trabajo de compactación, produciéndose al mismo tiempo una eliminación del aire. Después, a medida que prosigue el prensado, tanto los punzones superiores como inferiores comprimen simultáneamente la pasta cuando se mueven uno hacia el otro de forma independiente y sincronizada a sus posiciones predeterminadas. Cuando se ha completado la compactación, la pieza posee unas tensiones residuales de compresión que la sujetan en la cavidad del molde. Después el punzón superior se retira y los inferiores sacan la pieza del molde mediante su empuje que supera las tensiones residuales de compresión. Durante la extracción de la pieza esta incrementa sus dimensiones liberando las tensiones residuales. El juego entre el molde y los punzones es de 10 – 25 mµ cuando se prensan polvos de tamaño de micras y de 100 mµ cuando se prensan partículas granulares. La pared del molde, algunas veces, se puede fabricar con cierta divergencia ( < 10 mµ / cm), con el fin de facilitar la extracción de la pieza. Por otra parte, las piezas pueden ser extraidas manteniendo o no contacto con el punzón superior. En ese momento el mecanismo de alimentación se mueve a la posición de llenado empujando a la pieza fuera de su posición encima de los punzones, y comienza de nuevo el ciclo de prensado. El ciclo descrito se repite de 6 a 100 veces por minuto, dependiendo del tipo de prensa y de la forma de la pieza a fabricar. La capacidad de producción oscila entre 1 y 20 toneladas, pudiendo alcanzarse las 100 toneladas.

Figura 4.5.4.9.- Esquema de trabajo del prensado uniaxial automatizado.

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Sin embargo, el equipo más comúnmente utilizado, particularmente en las ceramicas tecnicas, es la prensa con molde flotante (Figura 4.5.4.10). En este tipo de prensa el movimiento, en función del tiempo, de los punzones y del molde esta sincronizado como se muestra en la figura 4.5.4.11. Las lineas de rayas indican el movimiento de los componentes de la prensa.

Figura 4.5.4.10.- Ciclo de prensado para una prensa de molde flotante.

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Figura 4.5.4.11.- Movimiento sincronizado de los punzones y del molde durante un ciclo de prensado usando una prensa de molde flotante.

La mayoria de las prensas uniaxiales son de dos tipos: 1.- Mecanicas

2.- Hidraulicas. Las prensas de tipo mecanico tienen una alta capacidad de producción y son faciles de automatizar. Por su parte, las prensas hidraulicas transmiten la presión a traves de un fluido y pueden ser muy grandes, pero tiene un ciclo de trabajo mucho más bajo que las mecanicas. En la figura 4.5.4.12 puede verse el esquema de una prensa oleodinámica y sus partes esenciales. Realizan el movimiento del pistón contra la matriz por medio de la compresión del aceite. Las prensas oleodinámicas presentan una serie de caracteristicas como son: Elevada fuerza de compactación, alta productividad, facilidad de regulación, posibilidad de preselección del número de ciclos y constancia en el tiempo del ciclo de prensado preestablecido. Las prensas oleodinámicas están constituidas por la prensa propiamente dicha, la centralita oleodinámica y el equipo electrónico de automatismo. La relación de compactación se define como:

LLENADO PRENSADO

PRENSADO LLENADO

V DCR

V D= =

En el prensado una relación de compactación baja reducira el desplazamiento del punzón y la cantidad de aire comprimido en la pieza compactada. Es deseable un valor de CR menor de 2. Materiales conteniendo granulos deformables y partículas fragiles y una alta densidad de llenado aseguran un valor bajo de la relación de compactación.

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Figura 4.5.4.12.- .Esquema de una prensa oleodinarnica y sus partes esenciales.

2.- Estructura 14.- Cierre mecánico 3.- Traversa móvil 15.- Amortizacion a muelle 4.- Traversa fija

Cilindro oleodinamico 16.- Freno mecanico Piston oleodinamico 17.- Central oleodinamica

5.- Deposito de prellenado 18.- Conducción oleodinamican derecha 6.- Valvula de prellenado 7.- Multiplicador 19.- Conducción oleodinánica izquierda 8.- Carro: soporte del polvo 9.- Carro 20.- Cableado derecho 10.- Carro: Motoreductor 21.- Cableado izquierdo 11.- Carro: Cepillo del molde 22.- Bomba 12.- Carro: Rascador del molde 23.- Automatismo 13.- Extractor oleodinamico 24.- Cabina de mando de motor

En la figura 4.5.4.13 puede verse el esquema de una prensa oleodinámica para la fabricación de baldosas cerámicas.

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Figura 4.5.4.13.- .Prensa oleodinárnica para la fabricacion de baldosas cerámicas.

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Por colada: El colado es un proceso que permite conseguir la formación de piezas cerámicas empleando pastas en estado barbotina. Este método se emplea para formar objetos que carecen de superficie de revolución. Dentro de este método existen dos procedimientos, el de colada hueca y el de colada maciza. El primero sirve para formar paredes delgadas y uniformes y el segundo para formar gruesas e irregulares. La barbotina para el colado debe tener una cantidad mínima de agua y una fluidez elevada, que se obtiene mediante la adición de reactivos especiales convenientemente dosificados. El proceso consiste esencialmente en lo siguiente: La barbotina se introduce en un molde de yeso, que absorbe una cantidad de agua considerable y provoca el endurecimiento de la pasta que esta en contacto con el molde de yeso. Los reactivos que reducen la viscosidad de la barbotina se denominan defloculantes, de los que los más comunmente empleados son el carbonato sódico, el silicato sódico y sus mezclas Estos defloculantes al conseguir reducir la viscosidad de la barbotina, a niveles que llegan a ser hasta del 30 % de agua permiten un aprovechamiento o mayor de los moldes de escayola, una contracción de secado menor y tiempos de colado menor ( Tienen que absorber menos agua para que endurezca la pasta que esta en contacto con la pared del molde. Los controles mínimos a efectuar en una barbotina de colada son la densidad y la viscosidad. El colado presenta la ventaja con respecto a otros procedimientos de formación de piezas de que se pueden obtener piezas con formas verdaderamente complejas. Las barbotinas se preparan tratando la pasta, en plástico o en seco. En plástico proviene de un filtro prensa y se utiliza en fábricas de porcelana de vajillas, de gres y de loza. En seco, la pasta molida se introduce en un desleidor con el defloculante y la cantidad de agua correspondiente y se utiliza en fábricas de porcelana sanitaria y de refractarios. La operación de colado puede efectuarse de dos maneras, al vacío (con un solo molde, figura 4.5.4.14.a) o entre dos moldes (figuras 4.5.4.14.b y 4.5.4.14.c ).

(a) (b) (c) Figura 4.5.4.14.- Maneras de efectuar la operación de colado: (a).- Colado a vacío (b).- Colada superpuesta con inyección (c).- Colado a presión El colado al vacío se realiza introduciendo la barbotina en un molde de yeso seco, con lo que se forma por absorción del agua de la barbotina una capa de un espesor determinado, dependiendo del tiempo que esta la barbotina en el molde, de la densidad de la barbotina, de las características del molde y del grado de plasticidad de la pasta.

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El, colado entre dos moldes de yeso se realiza introduciendo la barbotina entre las diversas partes de un mismo molde, de modo que llene el espacio interior completamente. La contracción de secado de la pieza permite separarla del molde con facilidad. 4.5.5.- Secado. Es un proceso físico basado en la posibilidad de regular el contenido de agua en las arcillas, sin que se produzcan variaciones químicas en su composición.

Por calor, a baja temperatura, se elimina de forma gradual el agua intersticial y parte de la de plasticidad hasta reducir el contenido a un 5 % con fuerte retracción, que puede producir fisuras en las piezas, por lo que debe ser un proceso gradual. La aplicación de energía calorífica a una masa arcillosa, el agua que ésta contiene sale a la superficie y se evapora. Según Bourry, durante la eliminación del agua se observa que:

* La pasta disminuye de volumen, proporcionalmente al agua eliminada. * Comienzan a formarse huecos y la pasta sigue contrayéndose.

* El volumen deja de disminuir, y los huecos que se producen son proporcionales al agua eliminada. En efecto, si tenemos una arcilla plástica formada por una mezcla muy íntima de partículas de arcilla finamente divididas y agua, esta arcilla debe su plasticidad a que, cuando se moldeó, las partículas están separadas por películas de agua de modo que podían deslizarse una sobre otra. Cuando el agua se elimina por evaporación, las partículas se aproximan al hacerse más delgadas las películas y la arcilla se contrae. El cambio de volumen de la arcilla es exactamente igual al agua perdida, y tiene lugar hasta que las partículas llegan a ponerse en contacto unas con otras. Los efectos son una pérdida de volumen y peso por la evaporación del agua, color más claro y adquisición de rigidez y cierta resistencia mecánica en las piezas. El mecanismo de eliminación del agua es complicado. Desde que el ladrillo se encuentra en contacto con el aire tiene lugar la evaporación en las superficies y la concentración de agua disminuye en ellas. Entonces la diferencia de concentración será el motor que empuje al agua del interior al exterior, para reemplazar el agua perdida por evaporación. Estos dos procesos, la evaporación en la superficie y la difusión a través del ladrillo, se realizan simultáneamente hasta que se interrumpa el secado o hasta el final del mismo. La retracción de la superficie es debida a la evaporación del agua, que la somete a una tensión elevada dada la naturaleza incompresible del interior, aún mojado. Como queda dicho, si la retracción de la superficie es excesiva se originan grietas, y con objeto de evitarlas es necesario que no se produzca un gradiente de humedad demasiado elevado, para lo cual hay que conseguir una velocidad de difusión lo más elevada posible y regular la velocidad de evaporación en la superficie en relación con la velocidad de difusión del agua. Un sólido en contacto con un gas, presenta en su superficie una película relativamente estacionaria de este gas, la cual sirve de capa aislante entre el gas y el sólido. Esta película es relativamente gruesa cuando la velocidad del gas es pequeña. Si ésta velocidad crece, el espesor de la película disminuye rápidamente, pero sin llegar nunca a desaparecer. El fenómeno de la evaporación en la superficie, es una difusión del agua al aire circundante, a través de la película de aire que se forma alrededor de la partícula de arcilla.

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La capa interior de la película, es decir, la que está en contacto con la superficie de los ladrillos, se mantiene saturada de humedad. El aire circundante no lo está: esto quiere decir que hay un gradiente de tensión del vapor de agua a través de la película estacionaria y, debido a el, el vapor de agua se difunde en la atmósfera exterior. La velocidad de difusión del vapor de agua a través de la película, es directamente proporcional a la superficie del ladrillo, inversamente proporcional al espesor de la película y directamente proporcional a la diferencia entre la tensión del vapor a la temperatura de la superficie interior de la película y la tensión parcial del vapor de agua en el aire ambiente. Como se dijo antes, es necesario aportar una determinada cantidad de calor para que el fenómeno no se interrumpa. Este calor provendrá del aire ambiente y se transmitirá por conducción a través de la película. Como la mayoría de los líquidos y los gases son malos conductores del calor, no es raro encontrar una gran resistencia a la transmisión del calor entre la superficie de contacto entre un fluido y un sólido, acompañada de una fuerte caída de temperatura en este punto. Por eso, durante el secado, la superficie de los ladrillos está fría y permanece fría hasta la evaporación completa del agua. Secaderos. Antiguamente se realizaba al aire apilando las piezas o en locales cerrados ventilados.

Existen numerosos tipos de secaderos, entre l podemos distinguir:

* Secaderos naturales. * Secaderos artificiales. * Fuentes de calor. * Secaderos de cámara. * Secaderos túnel.

Los actuales procedimientos industriales son los de secaderos de cámaras o las estufas túneles (Figura 4.5.5.1) a base de vagonetas que circulan en contra de una corriente de aire caliente que viene del horno.

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(a)

(b)

Figura 4.5.5.1.- Secadero túnel (a).- Vista lateral (b).- Vista superior 4.5.6.- Cocción. La razón de ser de la cerámica, así como su importancia económica, se basan en el hecho de que la cocción de las pastas previamente moldeadas provoca una modificación fundamental en sus propiedades, dando lugar a un material duro de consistencia pétrea e inalterabilidad de forma, elevándose su dureza y resistencia mecánica, resistente al agua y a los productos químicos y que posee, además, características excelentes y muy diversificadas. La cocción de los productos cerámicos constituye, en consecuencia, la etapa más importante del proceso de fabricación. En efecto, en esta fase se pone de manifiesto si las operaciones o etapas de fabricación anteriores se han desarrollado convenientemente y si el producto cocido ha adquirido las propiedades y ca-racterísticas deseadas fijadas por las normas nacionales o internacionales. En la industria cerámica, se entiende por cocción el proceso físico - químico de calentamiento, de acuerdo con un plan preestablecido, de las piezas crudas moldeadas, seguido de un enfriamiento según un plan igual-mente bien definido. En él las arcillas se transforman en silicatos de aluminio cristalinos sin hidratar.

No se conoce exactamente la influencia de algunos factores que intervienen en la cocción, no bastando con elevar la temperatura, pues cada tipo de producto necesita una determinada en función de su composición química, sus dimensiones y sobre todo del espesor.

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Si la cocción se hace lentamente, se mejora la calidad, pero con ello aumentan los costos. Industrialmente se estudian las curvas de temperatura-tiempo de cada horno para conseguir el equilibrio del sistema. Mediante el aporte de calor se produce un proceso de transformaciones físico-químicas que modifican la estructura química y cristalina de las arcillas de forma irreversible, adquiriendo consistencia pétrea y obteniéndose finalmente los productos cerámicos. Además de las transformaciones permanentes que experimentan las materias primas durante la cocción, que serán estudiadas a continuación, las piezas sufren igualmente un cierto número de modificaciones temporales, entre las que cabe destacar la dilatación que experimentan como consecuencia del calentamiento. También es importante tener en cuenta que las piezas cocidas aún calientes actúan, durante un cierto tiempo, como acumuladores de calor. Durante el proceso, se genera una movilidad atómica que conduce a la unión de las partículas y a la disminución de la porosidad. La variación de dimensiones que se produce modifica la porosidad, dependiendo del proceso de fabricación y del grado de cocción. Si las variaciones de volumen no se producen de modo regular durante el proceso de cocción, las piezas presentarán falta de uniformidad y tensiones. Es necesario, pues, controlar la velocidad de cocción ya que una contracción rápida puede llevar a tensiones y provocar la rotura. En la cocción de productos cerámicos preparados con materias primas arcillosas, es importante considerar el intervalo de cocción, es decir, el rango de temperatura entre el inicio de la vitrificación (formación de fase vítrea) y el inicio de la deformación. Este intervalo depende de las características de la pasta y debe ser lo más amplio posible, debiendo estar la temperatura óptima de cocción dentro de dicho intervalo, no demasiado cerca del inicio de la vitrificación para que el material no sea demasiado poroso, y no demasiado cerca del inicio de la deformación para que la pieza no quede deformada. Con un intervalo de cocción demasiado corto, cualquier pequeña diferencia de temperatura del horno hace que el producto pase de poco a demasiado cocido. Otro factor importante es el tiempo de cocción a la máxima temperatura, que depende de las dimensiones del producto ya que es necesario un tiempo que permita que las partes centrales del producto alcancen la temperatura requerida. Otras condiciones para una buena cocción son: (1).- Uniformidad de la temperatura en el horno lo más perfecta posible, evitando el contacto directo de la llama con el producto cerámico. (2).- Control de la curva de cocción (Figura 4.5.6.1) incluso durante el calentamiento y enfriamiento, ya que pueden presentarse tensiones que produzcan roturas. (3).- Atmósfera del horno controlada. La cuestión es más complicada para las piezas gruesas, puesto que la superficie se calienta más rápidamente que el interior, y de este gradiente de temperatura resulta una contracción exterior más rápida, que puede tener como resultado la fisuración del producto. Es esencial que la diferencia de temperatura entre el núcleo y la superficie de la pieza, en el momento del paso por los puntos críticos resulte pequeña para que los cambios dimensionales que experimente el material en las citadas zonas sea lo más parecido posible. Entonces, la curva de cocción deberá de establecerse en función de las características de los materiales atendiendo a su forma.

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La cocción puede considerarse como la fase más delicada de todo el proceso de fabricación cerámica, porque un gran número de defectos del producto cerámico se manifiestan después de la misma, aunque su origen esté en una etapa anterior del proceso de fabricación.

Figura 4.5.6.1.- Ciclo de cocción en un horno túnel. Transformaciones que tienen lugar durante la cocción. Durante la operación de cocción intervienen tres factores fundamentales: temperatura, tiempo y atmósfera del horno. Los fenómenos que se desarrollan durante la cocción pueden clasificarse en fenómenos físicos y fenómenos químicos. Los fenómenos físicos se manifiestan en todos los materiales crudos o cocidos y pueden citarse la dilatación térmica, las transformaciones alotrópicas, la densificación, la fusión de ciertos constituyentes, etc. La dilatación térmica es un efecto de la elevación de la temperatura y se manifiesta de modo que el volumen aumenta en ausencia de transformaciones que modifiquen la naturaleza del material. En el caso general, la dilatacion es isotrópica. Las transformaciones alotrópicas son propias de las fases cristalinas y pueden producir grandes perturbaciones en el material. Así, por ejemplo, el cuarzo presenta una transformación α⇔ β a los 573 °C. Esta transformación va acompañada de una variación de volumen del 0.8 %. Este fenómeno es necesario considerarlo en productos crudos o cocidos que presenten cuarzo libre. A más alta temperatura, a partir de los 920 °C y bajo la acción de mineralizadores, el cuarzo -α da cristobalita - β con un aumento de volumen del 14.3 %.

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En los productos cocidos, la cristobalita se transforma reversiblemente en la variedad , entre 240 y 170 °C, con una variación de volumen comprendida entre el 3 y el 7%. De estas transformaciones se deriva la baja resistencia al choque térmico de los productos refractarios a base de sílice. Entre los fenómenos químicos que se pueden producir se pueden citar, esencialmente, los que conciernen a los silicatos y silico - aluminatos, compuestos fundamentales de las materias primas cerámicas, y los que conciernen a los compuestos denominados impurezas, presentes en las mismas. De modo general, los diferentes constituyentes pueden entrar en reacción y dar nuevos componentes según la atmósfera del horno. (I).- Transformaciones que se presentan en los silicatos y silico - aluminatos. Muchos de los silicatos y silico - aluminatos que constituyen las materias primas naturales contienen agua bajo diferentes formas, según el tipo de unión química presente en estos silicatos. Se pueden distinguir diferentes tipos de agua lígala: el agua libre (humedad), el agua ligada por adsorción, el agua zeolitica y el agua de constitución. Después de la deshidratación tiene lugar la destrucción del retículo cristalino y la formación de nuevas fases cristalinas y vítreas. (II).- Transformaciones que presentan las impurezas. - Descomposición de carbonatos, que tiene lugar entre 800 y 900 °C. En las pastas a base de silicatos de aluminio se nota que su descomposición se acelera y se forma progresivamente wollastonita, gelenita y anortita en las pastas cálcicas y diópsido en las dolomiticas. - Los carbonatos ferrosos se descomponen a óxido férrico sobre los 370 °C y a alta temperatura se forma magnetita (Fe3O4). - Los hidróxidos de aluminio hidratados pasan a óxidos sobre los 300 °C. - La presencia de materia orgánica produce una descomposición gradual, en atmósfera oxidante, entre los 300 y 900 °C. -El sulfato de cal es estable hasta los 1100 °C y el sulfato de magnesio descompone antes de los 1000 °C. Por tanto, el proceso esquematizado en la cocción es el siguiente:

- DE 0° A 400°: SE ELIMINA RESIDUO DE HUMEDAD CON DILATACIÓN DE LA PASTA.

- DE 400° A 600°: ELIMINACIÓN DEL AGUA COMBINADA.

DESCOMPOSICIÓN EN ÓXIDOS. RETRACCIÓN DE LA PASTA Y AUMENTO DE POROSIDAD.

- DE 600° A 900°: FORMACIÓN DE UN METACAOLÍN INESTABLE.

- DE 900° A 1000°: FORMACIÓN DE SILICATOS POR REACCIÓN DE LOS ÓXIDOS.

- MÁS DE 1000°: TRANSFORMACIÓN MOLECULAR DE LOS SILICATOS CRISTALIZANDO EN AGUJAS.

- SOBRE 1800°: FUSIÓN DEL MATERIAL VITRIFICANDO. En la figura 4.5.6.2 puede verse un ejemplo de las transformaciones minerales que pueden presente durante el proceso de cocción.

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Figura 4.5.6.2.- Ejemplo de las transformaciones minerales que pueden presente durante el proceso de cocción

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Hornos cerámicos. Clasificación de los hornos cerámicos. (1).- Por la forma de calentamiento:

- Eléctricos. - De combustión: - Con combustible sólido.

- Con combustible liquido. - Con combustible gaseoso. (2).- Por el tipo de proceso:

- Intermitentes. - Continuos.

(3).- Por las disposiciones del material con respecto a los productos de combustión:

- De llama libre. - Muflado.

Se observa que los hornos pueden ser de tipo discontinuo como los primitivos o continuos como los actuales con mayor rendimiento. El combustible puede entrar o no en contacto con las piezas, consiguiéndose menores impurezas en el último caso.

Las temperaturas de trabajo suelen ser las siguientes:

- Productos porosos de ladrilleria y tejería: 900° a 1000°C - Loza y gres cerámico: 1000° a 1300°C - Porcelana, refractarios y vitrificados: 1300° a 1500°C

Dependen del tipo de arcilla empleada y el tipo de horno, por ello se establece una curva teórica de cocción que se consigue en cada caso determinado.

Diferentes tipos de hornos cerámicos : El punto de vista más importante para la elección del horno es su modo de funcionamiento. Vamos a considerar diversos tipos de hornos empleados actualmente. (i).- Hornos de funcionamiento periódico (Intermitentes). Se entiende por hornos intermitentes aquellos que necesitan una interrupción entre los ciclos de cocción. El esquema del proceso es:

- Entrada de los productos. - Precalentamiento. - Cocción de los productos. - Enfriamiento de los productos. - Salida de los productos.

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Los tiempos que ocupan estas operaciones no son idénticos y difieren considerablemente según el producto a cocer y la naturaleza del proceso. La cocción se realiza según una curva de temperatura que debe estar adaptada al producto, es decir, que las variaciones de temperatura con el tiempo puedan ser soportadas por las piezas sin que aparezcan daños. Debido al sistema de funcionamiento de este tipo de hornos, en los que muros y bóveda están sometidos al mismo ciclo de temperatura del material, interesa que éstos sean capaces de absorber y desprender calor, como mínimo con la misma facilidad que éste. Interesa también, para reducir el gasto de calentamiento, reducir el peso de los mismos y que el calor especifico del revestimiento refractario sea bajo, con el fin de conseguir un mayor rendimiento térmico por este concepto. Con el empleo de los materiales aislantes (Baja densidad) en la construcción del horno se consigue:

- Disminución de los espesores del revestimiento. - Disminución de la masa del conjunto. - Disminución de la capacidad calorífica. -Mayor resistencia a las variaciones de temperatura. - Facilidad de montaje, sobre todo en materiales fibrosos.

Para aprovechar las ventajas de estos productos se deben tener en cuenta ciertas precauciones de uso, como son: (1).- Debido a su baja resistencia a la abrasión, al esfuerzo mecánico y a su textura porosa, se debe evitar su

utilización en instalaciones donde existan estos riesgos. (2).- Debido a su estructura porosa, estos materiales son más vulnerables a cualquier agresión química,

gaseosa o líquida. Si comparamos distintos aislamientos se observa que la forma de aislamiento qué permite una mayor

reducción de peso por m2 (aproximadamente 2

3) y reduce la capacidad calorífica en la misma proporción,

así como el espesor del mismo, es la que utiliza fibras cerámicas en la cara caliente. El empleo de este tipo de aislantes también permite, debido a las consideraciones anteriormente expuestas, reducir los ciclos de cocción en dichos hornos. En la figura 4.5.6.2 se representa un horno intermitente para la cocción y recocción de sanitarios. Puede realizarse con una o dos puertas de entrada y salida, con abertura mediante batiente o con abertura mediante elevación hidráulica. La carga de las vagonetas puede realizarse en altura en una o más capas, gracias al particular sistema de distribución de la energía térmica que prevé una serie de quemadores colocados en sentido vertical. Los quemadores funcionan mediante sistema de combustión de tipo aire y gas modulados. El sistema de combustión viene realizado colocando en ambos lados del horno una serie de quemadores ubicados en sentido vertical (cuyo número depende de la altura de la carga a realizar) y de manera alternativa con relación a los laterales de las vagonetas. La salida de los humos tiene lugar a través de chimeneas, colocadas al tresbolillo entre sí y ubicadas entre una hilera y otra de quemadores y con entrada puesta al nivel de la base de las vagonetas. Un especial sistema neumático, formado por tubos toroidales agujereados, utilizando la señal procedente de un transmisor, controla la presión en el seno del horno creando más o menos obstrucción a la salida de los humos.

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Figura 4.5.6.2.- Horno intermitente para la cocción de sanitarios

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Figura 4.5.6.2.- Horno intermitente para la cocción de sanitarios.

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Cuando los productos cerámicos no soportan el contacto directo con los gases de combustión, se utilizan hornos de mufla. En este tipo de hornos, los gases de combustión circulan entre la mufla y el revestimiento del horno. En el horno de mufla representado en la figura 4.5.6.3 el hogar está a los lados del horno y los gases de combustión suben por las paredes, pasan por la bóveda de la mufla y descienden por los lados frontales.

Figura 4.5.6.3.- Horno muflado con calefacción lateral.

1.- Hogar. 2.- Mufla 3.- Conductos de gases de combustión.

(ii).- Hornos continuos. Horno Hoffmann. Los hornos continuos aparecieron como una solución más rentable a la fabricación de productos cerámicos. El funcionamiento continuo de los hornos se caracteriza por el desarrollo ininterrumpido de la cocción y la posibilidad de efectuar las diferentes etapas sin variar el ritmo de la producción. El horno Hoffmann fue el primer horno de funcionamiento continuo y se caracteriza por una colocación fija de los productos cerámicos y una cocción móvil. El horno Hoffmann constituyó un progreso considerable en la cocción de tejas y ladrillos. En un principio fue un horno circular, aunque por diversas razones se abandonó esta forma, adoptando hoy en día la forma ovalada. Dicho horno, que todavía se utiliza, presenta dos galerías paralelas unidas en sus extremos por cámaras de paso redondas o rectangulares (Figuras 4.5.6.4 y 4.5.6.5 ). Tiene un gran rendimiento térmico evacuando los gases quemados y los productos cocidos a muy baja temperatura. Se llenan de ladrillos todas las cámaras menos dos que sirven de carga y descarga. El combustible se suministra por la cubierta. En las primeras cámaras los ladrillos ya están cocidos y el aire que entre los enfría calentándose él, sirviendo luego de comburente en la zona de cocción y precalentando los ladrillos recién cargados hasta salir por una válvula próxima a un tabique de papel que se coloca delante de las cámaras de carga y descarga. El tabique se va cambiando de sitio, abriéndose la válvula inmediatamente anterior y usando de carga y descarga las cámaras siguientes de forma rotativa.

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Figura 4.5.6.4.- Horno Hoffmann.

Figura 4.5.6.5.- Esquema de un horno Hoffmann Tienen los inconvenientes del contacto directo del combustible con las piezas y de la imposibilidad de regular la temperatura en cada momento. Se pueden cocer unas 200000 piezas al día con una economía de carbón del 60 % respecto a los hornos intermitentes. La figura 4.5.6.6 muestra un dibujo esquemático de este horno, en el que todas las cámaras están llenas y todas las puertas cerradas, excepto las que dan a las cámaras 1 y 2. Hay dos planchas de papel que limitan la cámara 12 , las restantes están quemadas. La cámara 8 se halla en acción. La alimentación de combustible tiene lugar echando polvo de coque o similar en tubos verticales que pasan entre los ladrillos a cocer.

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El aire fresco entra por succión de la chimenea por las puertas de las cámaras 1 y 2 y pasa por los productos cocidos que, partiendo de 3 a 7, tienen temperatura creciente. Con ello se consigue que el producto se enfríe pero, al mismo tiempo, se aprovecha el calor de los productos y de las paredes para el secado y se consigue que el aire fresco llegue muy caliente al hogar, lo que representa un gran ahorro de combustible. El gas deja el hogar a una temperatura de 900 °C y en su camino a través de las siguientes cámaras se enfría a unos 250 °C. Con ello los ladrillos se calientan fuertemente antes de que empiece su cocción. En la figura se ve abierta la cámara 1. En vistas a una buena economía de combustible, el aire debe hacerse pasar por tantas cámaras como lo permita la succión de la chimenea. A veces se ayuda la succión con un ventilador. La compuerta de papel de la cámara 12 impide que la corriente de aire frío pase desde la cámara 1. En las cámaras 1 y 2 la temperatura es moderada y se puede trabajar. Se llenan los ladrillos y tejas crudas y se sacan las cocidas de la cámara 3.

Figura 4.5.6.6.- Modo de trabajo de un horno Hoffmann. Variantes del horno Hoffmann son el horno en zigzag y el horno de cámaras múltiples. Horno túnel: Son de hogar fijo moviéndose las piezas a cocer. El horno túnel de llama libre es el más clásico y simple de los hornos túnel. Está constituido por una galería recta con una sección relativamente pequeña y una longitud que puede alcanzar los 130 metros. La galería está provista de puertas a ambos lados (Figuras 4.5.6.7 y 4.5.6.8. ). El producto cerámico que se va a cocer se coloca en vagonetas que recorren lentamente la galería desde un extremo al otro. Las vagonetas cargadas llenan casi por completo el interior del horno y circulan sobre raíles. A intervalos regulares se introduce una vagoneta de producto crudo y se extrae otra de producto coci-do. El movimiento de las vagonetas en el interior del horno es continuo y uniforme. Las vagonetas están constituidas por una parte metálica inferior, con ruedas, que sostiene una capa de material aislante y refractario; la parte superior del refractario, que sostiene el material que se cuece, tiene espacios a través de los cuales pasan las llamas y productos de combustión. Las vagonetas forman un diafragma horizontal que aísla del calor todo lo que está situado por debajo y en particular las partes metálicas de la vagoneta. Con objeto de que el aislamiento sea más perfecto, los bordes de la vagoneta están prolongados y tienen una forma curva, de modo que estos lados curvos están colocados en dos canales laterales rellenos de arena.Las vagonetas circulan por la acción de un mecanismo de empuje, generalmente hidráulico, que permite el empuje en ambos sentidos. El movimiento puede ser intermitente o continuo y suele estar comprendido entre 40 y 90 minutos.

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A lo largo del horno túnel se distinguen tres zonas principales ( Figura 4.5.6.7): (1).- Zona de precalentamiento, (2).- Zona de cocción (3).- Zona de enfriamiento. A ambos lados de la zona de cocción, situada en la par te central del túnel, se encuentran los mecheros, que pueden ser de fuel o de gas. La extracción de aire se realiza en la primera parte de la zona de precalentamiento, de tal modo que se crea una corriente de los productos de combustión en sentido opuesto al de circulación de las vagonetas. El calentamiento del material es, de este modo, gradual hasta la temperatura máxima. Una vez atravesada la zona de cocción, se produce un enfriamiento gradual mediante una corriente de aire que circula en contracorriente y que se introduce en el horno por medio de ventiladores. El aire de los ventiladores se calienta al circular entre el material cocido y alcanza la zona de cocción, recuperando así el calor; en la zona de cocción el aire se mezcla con los productos de combustión y, en parte, sirve de aire de combustión. Además, las paredes, en la zona de enfriamiento, presentan unos intersti-cios por los que circula el aire frío. Parte del aire caliente se recupera en los secaderos. Para graduar el enfriamiento y tener la posibilidad de modificar la curva de cocción, en la zona descendiente se tiene el aire de enfriamiento directo, que ha pasado desde la entrada por las vagonetas que van a salir del horno y circula en sentido contrario, y una acción de enfriamiento indirecto obtenido haciendo pasar parte de este aire por los canales situados entre dos paredes del horno.

Figura 4.5.6.7.- Horno túnel de llama libre.

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l.

Figura 4.5.6.8.- Horno túnel con llama directa.

1.- Galería de cocción. 2.- Quemador inferior. 3.- Quemador superior. 4.- Conducción de aire comburente. 5.- Foso 6.- Conducción de gas.

En la figura 4.5.6.9 pueden verse la vista lateral, la superior y una sección transversal de un horno túne

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Figura 4.5.6.9.- Vista lateral, superior de un horno túnel.

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Figura 4.5.6.9.- Sección transversal de un horno túnel. Para la fabricación, con gasóleo o fuel, de soporte de azulejo, gres rojo y clinker y con gas para la fabrica-ción de artículos sanitarios y productos cerámicos de pavimento esmaltados se emplean hornos tuneles

semimuflados. La producción oscila entre 800 y 5000 2m

dia o 8000 y 50000 Kg de producto

cocido

dia. Su

longitud está comprendida entre 35 y 130 metros y su anchura y altura entre 720 -1200 mm y 720 - 1080 mm respectivamente. La temperatura de cocción máxima es de 1250 °C y el consumo específico está comprendido entre 650 y

1200 Kcal

Kg de producto cocido.

Este horno está dotado de una puerta de entrada plegable y un empuje automático mediante empujador hidráulico. En la zona de precalentamiento y cocción posee cámaras de combustión independientes y doradas de regulación de temperatura de arriba a abajo mediante juntas de refractario maniobrables desde el exterior. En la zona de enfriamiento posee enfriamiento rápido, indirecto horizontal forzado, directo forzado, natural vertical y final. La diferencia entre el horno de llama libre y el horno semimuflado está en la zona de precalentamiento en la que los productos de combustión, en el caso de horno semimuflado, pueden seguir el camino normal como en el horno de llama libre o pueden entrar en canales muflados que forman las paredes laterales de la misma zona de precalentamiento. Por esto, para materiales especialmente sensibles, ricos en materia orgánica o con facilidad para adsorber los productos de combustión, se tiene un precalentamiento con un ambiente puro, que favorece la combustión de la materia orgánica y, por otra parte, permite una mejor regulación de la temperatura, de modo especial si se presentan dos canales muflados por cada lado regulables independientemente.

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Los hornos que algunos constructores de hornos llaman semimuflados son hornos de llama libre, en los que delante de los mecheros presentan una defensa que impide que las llamas alcancen al material que se cuece. En ladrillería se emplean hornos túnel de vagonetas con secciones mucho mayores, del orden de 1.8 m de ancho e incluso más. En estos hornos, la colocación de las piezas cerámicas en la vagoneta es de un interés primordial para la efectividad de los mismos (Figura 4.5.6.10 ).

Figura 4.5.6.10.- Colocación de los ladrillos en las vagonetas. Los hornos túnel muflados se caracterizan porque los gases de combustión no están nunca en contacto con el material a cocer , ya que hasta la zona de cocción presenta canales a ambos lados de la galería. Las paredes internas de los canales están construidas de material refractario y los productos de combustión se enfrían en su transcurso hacia la entrada del horno por los canales. En este tipo de horno el calentamiento es muy gradual y la zona de enfriamiento es similar a la de los hornos túnel mencionados anteriormente. La evolución de los hornos túnel se ha desarrollado hacia la búsqueda de reducir el consumo específico, bien mediante el incremento de las dimensiones del horno o bien mediante el aumento de la velocidad de paso del producto por su interior. El incremento de las dimensiones del horno se realiza tanto en longitud como en anchura y asimismo se reduce la estructura adoptando perfiles más anchos con bóvedas ligeras siendo, por tanto, el calentamiento lateral con quemadores de alta velocidad. Los quemadores se colocan de manera que desemboquen en los espacios libres dejados entre cada vagoneta y generalmente se paran en los momentos de cada impulsión, a fin de evitar un impacto sobre la carga. Estos hornos son típicos de ladrillos y tejas y porcelana sanitaria. La evolución de los hornos túnel, en cuanto al aumento de velocidad del producto, ha llevado a la creación de hornos túnel de vagonetas de una sola capa, de hornos túnel de cinta transportadora y de hornos de rodillos de una o varias capas superpuestas. El horno túnel de una sola capa es comparable a un pequeño horno túnel muflado, con vagonetas ligeras recubiertas de una sola capa de piezas cerámicas apoyadas sobre un enrejado de acero refractario (Figura 4.5.6.11) o sobre soportes refractarios verticales. El calentamiento se produce por la radiación de la superfi-cie por encima de la cual se encuentra el canal que recorre los productos de combustión.

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Figura 4.5.6.11.- Esquema de un horno túnel monoestrato de vagonetas.

Hornos de rodillos (Figura 4.5.6.12). En los hornos de rodillos , estos producen un movimiento, de traslación continuo y suave. Pueden estar preparados para cocer con placas refractarias o sin ellas. El horno túnel de cocción sobre rodillos de piezas cerámicas mediante placas refractarias presenta ciclos de ejecución rápidos y consumos reducidos. Así, los ciclos de cocción son de 2 - 3 horas para hornos sin placas y de 45 - 65 minutos con ellas. Los rodillos pueden ser de material refractario, principalmente sillimanita, o de acero inoxidable tipo Iconel . Los inconvenientes son, en el material refractario, la fragilidad y, en el acero inoxidable, la curvatura de los rodillos. Presentan las mismas zonas características que los hornos túnel (Figura 4.5.6.13), son normalmente de llama libre y utilizan combustible gaseoso, gas natural o GLP. Debido a la cocción en llama libre, el consumo energético especifico es sensiblemente más bajo que en los hornos muflados, siendo del orden de las 2926 KJ/Kg de producto cocido para el caso de monococción de pavimento gresificado y del orden de 2090 KJ/Kg de producto cocido en el caso de cocción de producto esmaltado (bicocción). Otro tipo de diferencias entre estos hornos son la utilización de fibra cerámica refractaria o de ladrillo refractario de calor especifico bajo. Por la inercia térmica es más aconsejable la fibra cerámica, pero por el ataque de diversas sustancias a la fibra cerámica y en especial su deterioro con el tiempo, parece más interesante el ladrillo refractario. Sus características estructurales son: - Estructura modular prefabricada. - Aislamiento mediante especiales refractarios ligeros de estructura microporosa para los elementos en contacto con el fuego y fibras cerámicas para los no expuestos a la llama.

- Bóveda del horno en refractario aislante colgando de la carpintería del módulo mediante ganchos de acero inoxidable. - La solera está realizada con material refractario cuyo revestimiento de protección es de placas de refractario denso. - Paneles exteriores en chapa de acero esmaltada.

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Figura 4.5.6.12.- Horno de rodillos de un solo piso.

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Figura 4.5.6.12.- Horno de rodillos de un solo piso. Vistas laterales y superior. Secciones transversales.

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Figura 4.5.6.13.- Esquema de un horno túnel de rodillos.

l sistema de movimiento de los rodillos es accionado por motorreductores con inversión y transmisión del movimiento mediante pares de engranajes cilíndricos de dientes helicoidales (Figura 4.5.6.14), con lubricación en baño de aceite, emparejados a cada rodillo. Cada engranaje está acoplado, mediante un perno, a una copa especial que, actuando en conjunto con un par de resortes laminares moldurados, asegura el centrado de la pinza porta - rodillo y su arrastre correcto.

Figura 4.5.6.14.- Engranajes cilíndricos de dientes helicoidales para el movimiento de los rodillos. Los rodillos descansan sobre cojinetes de banda ancha en el lado libre, mientras que al extremo opuesto viene fijada una pinza metálica especial que permite el enganche rápido de los mismos a la copa indicada anteriormente. El sistema de combustión es de aire fijo - gas modulado o aire modulado y gas modulado. Los quemadores son de alta velocidad, van provistos de válvulas de seguridad y repartidos en grupos autorregulados instalados por arriba y por debajo de la carga y van equipados de válvula moduladora. Todos los quemadores cuentan con dispositivos de encendido automático y control de la llama. Existen hornos de rodillos de dos o más pisos (Figura 4.5.6.15), con lo que se pueden tener pues dos o más hornos en un único equipo, con todas las ventajas de la economía de escala:

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• aprovechamiento del espacio del establecimiento industrial • utilización de estructuras comunes de soporte y de aislamiento térmico • optimización de los gastos de transporte, instalación, gestión.

La zona de enfriamiento rápido, precedida por un tramo de estabilización, está separada de la zona de cocción por una doble serie de diafragmas. Cada canal tiene su propio ventilador y su propio circuito de regulación, con el fin de evitar interacciones de presiones. El enfriamiento lento viene realizado de manera independiente por cada canal, mediante la inyección modulada de pequeñas cantidades de aire a través de unos tubos distribuidores ex profeso. El enfriamiento final se efectúa mediante un intenso chorro de aire procedente de gruesos tubos perforados por arriba y por debajo del plano de rodillos. El aire caliente capturado viene utilizado en otros equipos del establecimiento (por ejemplo en los secaderos).

Figura 4.5.6.15.- Horno de rodillos de varios pisos.

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Para la cocción de cantidades del orden de los 500 - 700 2m

dia de productos cerámicos de pavimento o

revestimiento esmaltados (Segunda cocción), se han utilizado ampliamente los hornos de canales. Son hornos muflados con movimiento mediante placas de arrastre accionadas por un empujador. Permiten una buena homogeneización de la temperatura y dan una producción aceptable (Fiquras 4.5.6.16 y 4.5.6.17).

Figura 4.5.6.16.- Esquema de un horno b icanal .

Figura 4.5.6.17.- Esquema de un horno t r i canal . Finalmente, entre las ventajas de los hornos túnel figuran:

- Un ahorro de mano de obra, - Un trabajo más racional,

- Un mejor aprovechamiento del calor, - El aumento del tiempo de cocción

- Una regulación automática y precisa.

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Tipos de piezas según su cocción y composición química. Las piezas cerámicas se destinan a diferentes usos y presentan diversos aspectos según la temperatura de cocción y su composición química:

- 900° y 1000°: Productos porosos para ladrillería y tejería. - 1100° y 1300°: Productos semiporosos de loza y gres cerámico. - 1300° y 1500°: Productos impermeables de gres vitrificado. Porcelana y refractarios.

De acuerdo al cociente entre sus óxidos Al2O3 y Fe2O3, según el porcentaje que contengan las materias primas se clasifican en:

- A

F > 5.5 : Arcillas puras de alúmina para refractarios y porcelana de color blanco.

- A

F < 5.5 : Arcillas ricas en alúmina y pobres en hierro para lozas y color amarillo grisáceo.

- A

F = 3 : Arcillas pobres en alúmina y ricas en hiero para materiales de construcción (tejería). Color rojo a

violáceo.

- A

F = 1.5: Arcillas ricas en hierro y cal. También para construcción. Colores rojo claro y blanco

amarillento.

Efecto de las impurezas: Las impurezas que aportan las arcillas, debido a su origen sedimentario, pueden mejorar alguna propiedad del material cerámico pero perjudicar otras. En esquema el efecto es el siguiente:

SiO2 (arenas): Aportan dureza y resistencia mecánica a las piezas y son desgrasantes pero quitan homogeneidad. Para evitarlo se deben moler muy finamente. Se detectan por el tacto, tamaño del grano y brillo.

CO3Ca (caliza): Tiene un efecto fundente y vitrificante pero al cocer las arcillas se descomponen dando cal viva

CO3Ca calor ⇒ CO2 + CaO

y esta se hidrata con carácter muy expansivo al mojar las piezas fisurándolas. Son los denominados "Caliches" que se evitan en parte moliendo finamente. Se detectan por su color blanco.

CO3Mg (dolomía): Se descompone a mayor temperatura que la caliza por lo que no produce su efecto. Es refractaria. Fe2O3 ( óxido de hierro) : Aporta resistencia mecánica. Da arcillas más bastas y heterogéneas. Da coloración rojiza o gris.

SO4Ca (yeso) y álcalis: No aportan ventaja alguna y por su solubilidad en agua y posterior cristalización forman eflorescencias o manchas externas. Si lo hacen internamente disgregan las piezas.

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4.6.- TIPOLOGIA DE PRODUCTOS CERAMICOS. Debido a la facilidad de moldeo que presenta la arcilla, la variedad de productos cerámicos que se pueden fabricar con ella es enorme, por lo que es necesario realizar una clasificación sistemática en base al tipo de aplicación a que se destinan.

4.6.1.-Ladrillos y bloques. Piezas paralepipédicas destinadas a la realización de fábricas (muros, pilares, arcos,etc.). Sus caras y sus aristas tienen las siguientes denominaciones (Figura 4.6.1.1):

- Soga el largo, tizón el ancho y grueso o sardinel el espesor.

- Tabla sus caras mayores, canto la longitudinal y testa la que corresponde al ancho.

Figura 4.6.1.1.- Nomenclatura de los elementos geométricos de un ladrillo. Su clasificación se realiza en base a diversos criterios según su fabricación, grado de cocción, forma, etc. , siendo los criterios más utilizados los siguientes:

Por la porosidad abierta (de los huecos) en relación al volumen total – Norma UNE 67-019-84 (Figura 4.6.1.2): - Ladrillos macizos, que se designan por la letra M. Ladrillo totalmente macizo o con taladros (perforaciones) en tabla de volumen no superior al 10 % del volumen de la pieza. Cada perforación tendrá una sección no superior a 2.5 cm2.

- Ladrillos perforados que se designan por la letra P. Ladrillo con taladros en tabla de volumen superior al 10 % del volumen de la pieza. Tendrán, al menos, tres perforaciones. Ninguna perforación tendrá una superficie mayor de 7 cm2 ( 2.98 cm de diámetro en el caso de perforación circular). - Ladrillos huecos que se designan por la letra H. Ladrillo con taladros en canto o testa de volumen superior al 10 % del volumen de la pieza. Cada perforación tendrá una sección no superior s a 16 cm2. Los ladrillos huecos, según el número de niveles de perforaciones que presenten, pueden ser a su vez, (Figura 4.6.1.3 ):

- Hueco simple (h/s) - Hueco doble (h/d) - Hueco triple (h/t) - Rasilla

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Figura 4.6.1.2.- Tipos de ladrillo según el volumen de los huecos respecto al volumen total geometrico.

Gran formato

Figura 4.6.1.3.- Tipos de ladrillo según el número de huecos.

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Figura 4.6.1.3bis.- Ladrillos de gran formato

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Por el formato. La longitud (soga) y anchura (tizón), se mantienen constantes en cada tipo existiendo cuatro formatos:

- Formato nacional : 11.5 x 24 cm. (12 tizón y 24 soga) - Formato catalán : 14 x 29 cm. - Bloques : 33x25 , 33x20, 50x25, etc. - Bardos : 20 x 50 cm. (pueden ser 60 – 70 - 80 y 100).

Los bloques cerámicos (Figura 4.6.1.4), generalmente, se usan para la construcción de naves, tanto industriales como ganaderas. Entre sus características se pueden destacar las siguientes :

- Rapidez de colocación - Excelente adherencia a yesos y morteros - Aislamiento a humedades - Aislamiento térmico - Rozas sin problemas

Figura 4.6.1.4.- Bloques cerámicos. Tipos y dimensiones

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El bardo es un tablero cerámico machihembrado o no ( Figura 4.6.1.5 ) para su aplicación en tabiques, cubiertas, etc. Sus excelentes cualidades hacen de él una opción de primera calidad a la hora de realizar cerramientos de naves, cubiertas de falsos techos, preparaciones de tejados de teja , etc. Tiene todas las propiedades que caracterizan a los elementos cerámicos de construcción : aislamiento acústico y térmico, alta resistencia, etc. Se fabrican en una gran variedad de medidas , desde formatos de 50 cm. hasta grandes formatos de 1.2 m, especiales para recubrimientos vistos (Bardos lisos), con un acabado excepcional.

MEDIDAS PIEZAS M2 PESO/UD 100 x 30 x 5 3,33 11,500 Kgs 100 x 30 x 5 3,33 10,800 Kgs 100 x 30 x 5 4,00 9,800 Kgs 100 x 30 x 5 4,00 8,300 Kgs

MEDIDAS PIEZAS M2 PESO/UD 90 x 25x 4 4,44 7,500 Kgs 80 x 25 x 4 5,00 6,700 Kgs 70 x 25 x 5 5,71 5,600 Kgs 70 x 20 x 5 7,14 4,600 Kgs 50 x 25 x 4 8,00 4,100 Kgs

Figura 4.6.1.5.- Bardos cerámicos. Tipos y dimensiones

En la figura 4.6.1.6 se pueden ver varios ejemplos de utilización de los bardos . En la (a) se consigue una cálida atmósfera rústica mediante la utilización del bardo para recubrir el techo. Los bardos están montados utilizando vigas forradas de madera. En la (b) se puede ver un porche exterior para el que los bardos sirven de soporte bajo – teja , a la vez que de recubrimiento del techo. Esta doble funcionalidad estética y estructural hace del bardo un elemento de construcción de uso creciente. En la (c) el bardo se ha utilizado en el voladizo del tejado, consiguiendo un interesante efecto al ser tratado con un barniz de exteriores. Finalmente, en la (d) su estructura de ensamblaje machihembrado, permite su utilización bajo teja con o sin los tradicionales tabiquillos. Al ser instalados directamente sobre viguetas para soportar las tejas, el bardo aumenta el volumen al aportar a la construcción m2 útiles para su uso como trasteros o buhardillas . Este ejemplo de aplicación demuestra cómo su utilización puede aumentar el valor añadido de la construcción compensando con creces la inversión realizada.

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(a) (b)

(b) (d)

Figura 4.6.1.6.- Ejemplos de aplicación de los bardos.

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También existen tableros armados para cubiertas y tejados (Figura 4.6.1.7 ).

RESISTENCIA GRANDES LUCES ECONOMÍA

CARGA ÚTIL MÁXIMA ADMISIBLE EN 2

Kgf

m PARA F = 1.6

Distancia entre ejes de apoyo (cm)

Armadura standard

Con capa compresión

1 cm

Con capa compresión

2 cm

Con capa compresión

3cm

110 2Ø6 770 950 1.060

165 2Ø6 340 420 470

215 2Ø6 200 250 270

Longitud (cm)

Anchura (cm)

Grueso (cm)

Peso unitario teórico (Kg)

Presentación Unidades / palet

Unidades / m²

108 45 5 29,7 Palet 20 0,5

163 45 5 44,5 Palet 20 0,75

213 45 5 58,0 Palet 16 1

Figura 4.6.1.7.- Tablero cerámico armado

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Según el espesor.

Se dividen en: - 3, 4 y 5 cm. Ladrillos h

s macizos y perforados.

- 7 y 9 cm. Ladrillos h

d y perforados.

- 12, 14 y 19 cm. Ladrillos de testa cuadrada según formato.

Según la calidad. En relación con la utilización de los ladrillos se definen dos clases : - Ladrillo visto ( Tipo V ) : Prensados y cara vista. Pueden ser de 1ª y 2ª clase. Se utilizan para fábricas sin revestimiento.

- Ladrillo común (Tipo NV ) : Ladrillos de obra no vista. Normalmente, para fábricas con revestimiento. La realidad de los ladrillos cerámicos fabricados en la actualidad es: Que prácticamente no existen ladrillos macizos debido a su elevado coste y a que sus prestaciones son equivalentes a los perforados. Los ladrillos cara vista, a su vez, pueden ser : naturales, de baja succión, hidrofugados, klinker y gresificados y esmaltados. Además pueden tener diversos acabados : lisos, rústicos, rayados, mil rayas, etc., cada una de las cuales con distintas tonalidades y colores. (esmaltados) y texturas. En la figura 4.6.1.8 pueden verse distintos tipos de ladrillos cara vista (Según la forma y distribución de las perforaciones) y en la figura 4.6.1.9 los diversos acabados y piezas especiales.

Figura 4.6.1.8.- Distintos tipos de ladrillos cara vista.

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(a) (b)

Figura 4.6.1.9.- (a).- Acabados de los ladrillos cara vista (b).- Piezas especiales.

El ladrillo perforado es el que tiene un uso mas generalizado a la hora de realizar una fábrica cara vista. Se emplea habitualmente en aparejos con llagas convencionales, en torno a 1 cm o 1.5 cm, quedando asegurada la resistencia y la estanqueidad, al penetrar el mortero en las perforaciones y conseguir una adherencia perfecta entre ambos materiales. Cuando se deseen utilizar llagas verticales de poco espesor, existen en el mercado ladrillos para tal fin. LADRILLOS DE BAJA SUCCIÓN.

Son los ladrillos que tienen una succión inferior a 0.05 2.min

g

cm. Por este motivo para que su puesta en obra

sea correcta, se han de seguir una serie de recomendaciones específicas. LADRILLOS HIDROFUGADOS. Son aquellos que se someten a un proceso que consiste en aplicar, por inmersión o por aspersión, un producto hidrofugante específico, que es un producto químico que confiere al material cerámico la característica de repeler el agua, con lo que se reduce la velocidad de entrada de la misma en su sistema capilar. Las moléculas de hidrofugante tienen dos extremos: uno se fija al material y el otro, que queda hacia el exterior, repele el agua del mismo modo que el aceite ( Figura 4.6.1.10).

Figura 4.6.1.10.-Efecto de los hidrofugantes.

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Pueden utilizarse distintos productos químicos (siliconatos, silano-siloxanos, etc.) para cerámica con una penetración de 4 mm en ladrillo y el procedimiento puede ser por inmersión o aspersión . Cuando se utiliza el sistema de aspersión, el hidrofugante puede aplicarse sólo a las caras vistas, o también parcialmente a las tablas. En el primer caso, la succión del ladrillo no se modifica. Cuando además se aplica parcialmente a las tablas, quedan sin hidrofugar zonas del interior de las perforaciones, disminuyendo menos la succión con respecto al método de inmersión, en el que se hidrófuga la totalidad de la superficie del ladrillo. En el tratamiento por inmersión puede variarse el tiempo, la concentración de producto utilizada, etc. Al hidrofugar un ladrillo no se elimina su capacidad de transpiración, ya que si bien aumenta su impermeabilidad al agua en estado líquido, se mantiene el paso de la misma en forma de vapor. El objetivo fundamental de la hidrofugación es una disminución ostensible de la succión normal del ladrillo, reduciendo la velocidad de entrada de agua en el ladrillo (succión) en más de un 80%; esto es suficiente para forzar el secado del agua del mortero a través de la llaga y sea en ésta donde se depositen las sales. Por lo tanto, en condiciones normales de ejecución y proyecto, se evita radicalmente la aparición de eflorescencias. La succión se reduce, y el ladrillo siempre se califica en los ensayos como no eflorescido. Todas las demás propiedades, no sufren ninguna variación. En concreto, en los ensayos de heladicidad se sobrepasan los ochenta ciclos de hielo-deshielo sin observar daños en las piezas. La absorción, tampoco se modifica: con un tiempo suficiente de inmersión, el ladrillo toma la misma cantidad de agua (Figura 4.6.1.11).

Figura 4.6.1.11.- Absorción de agua de un ladrilllo hidrofugado y sin hidrofugar en funcion del tiempo.

Otras ventajas presenta el ladrillo hidrofugado son : - La resistencia a los ciclos hielo – deshielo. -Mejora del aislamiento calorífico de los muros (al evitarse el enfriamiento producido por la lenta evaporación del agua de lluvia). - Dificulta la incrustación de polvo. - Impide el desarrollo de musgos y líquenes. - Anula cualquier riesgo de humedades perpetuas en fachada. - Mitiga el riesgo de filtraciones de humedad. - Garantiza la nitidez en la ejecución de fachada.

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Por otra parte, la adherencia del mortero al ladrillo hidrofugado es menor que al ladrillo normal, pero lo es en la misma medida en que se reduce en todos los ladrillos de baja succión, como por ejemplo en los gresificados, los cuales se cuecen a una temperatura más alta. Recomendaciones de uso para los ladrillos hidrofugados. • Antes de su colocación, se debe evitar que caiga agua sobre el material (pues reduciría aún más su succión) y cualquier suciedad (hay líquidos en una obra que son agresivos para el hidrofugante, otros que pueden manchar de forma irreversible, el polvo del cemento puede aportar sales, etc.). • Los morteros deben llevar la menor cantidad de agua que permita la buena colocación del ladrillo; no se añadirán retardantes de fraguado ni otros aditivos que provoquen fluidez excesiva de los mismos; las arenas de mina son preferibles a las de río y, en todo caso, deben tener la granulometría adecuada. • Hay que evitar aportes excesivos de agua, por ejemplo, tapando la parte superior de los paramentos en ejecución en tiempo de lluvia, evitando la caída de agua procedente de los forjados (con todo un abanico de productos químicos), impermeabilizando donde corresponda, etc. • Deben pasar 24 horas entre la ejecución del muro y el enfoscado, y sería recomendable que fueran 72 si se proyecta poliuretano. • A la hora del paso de forjados es conveniente utilizar plaquetas, ya que los ladrillos cortados presentan una zona de entrada libre para el agua en la zona de corte, pudiéndose originar una banda de tono ligeramente más oscuro coincidente con el forjado. • Con una ejecución cuidada, se puede ahorrar el capítulo de gasto referido a la limpieza de fachada o, al menos, reducirse en gran medida. Si dicha limpieza fuera necesaria, el método más recomendable es el del agua a presión. No es recomendable la utilización de otros métodos que provocan un lijado de la cara vista (trapo, cepillo de raíces, arena, etc.) porque disminuyen, en mayor o menor medida, el efecto perlante del tratamiento y la repelencia superficial del agua (aunque la protección interna siga intacta). Si se utilizan productos ácidos de limpieza, será con las precauciones correspondientes en cuanto a humectación previa de la fachada, concentración de ácido, tiempo de actuación, aclarado posterior, La durabilidad media del efecto hidrofugante, según informe de las empresas suministradoras del hidrofugante y la experiencia contrastada en Francia y Alemania, es de 10 a 15 años dependiendo de la situación geográfico-climática de la fachada, puesto que existen zonas (más benévolas) en las cuales la durabilidad supera los veinticinco años. Una vez desaparece el efecto hidrofugante, queda la absorción propia del ladrillo que, por supuesto, cumple sobradamente la normativa. En lo referente a resistencia a la temperatura, manteniendo ladrillos hidrofugados durante 48 horas a 200 ºC, no sufren merma en su comportamiento. Como conclusión, se puede decir que los ladrillos hidrófugos son una posibilidad que ofrecemos para mejorar y solucionar los posibles inconvenientes que pueden presentar los productos cara-vista, especialmente los referidos a tonos claros o los compuestos por arcillas más porosas; es decir, se trata de un valor añadido al producto, ya que de por si, homologado.

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LADRILLOS KLÍNKER Y GRESIFICADOS (Figura 4.6.1.12). Son ladrillos cerámicos fabricados a partir de arcillas especiales que al ser cocidas a alta temperatura, cierran de tal forma su porosidad que dan como resultado un material con una absorción de agua por debajo

del 6 % y una densidad superior a 2 3

g

cm.

Además de estas características, los ladrillos clinker deben tener una resistencia mínima a compresión de 50

MPa 2

N

mm

. Poseen cuatro caras vistas insuperables y entre sus características se pueden citar:

- Abierto a los nuevos usos del ladrillo - Mínima porosidad y alta resistencia, densidad e inalterabilidad frente al hielo. - Siempre limpios. Sin eflorescencias - Inmutables a condiciones ambientales agresivas - Coloración inalterable

MODELO OPORTO

MODELO LEVANTE

MODELO ARAGON

Figura 4.6.1.12.- Ladrillos cara vista gres – clinker. Modelos y realizaciones.

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MODELO CASTILLA

MODELO GUADARRAMA

MODELO GALICIA

MODELO BILBAO MODELO GRES INGLES

Figura 4.6.1.12.- Ladrillos cara vista gres – clinker. Modelos y realizaciones (continuación). En la tabla 4.6.1.1 pueden verse las características de los ladrillos gresificados en comparación con los ladrillos normales.

86

LADRILLOS ESMALTADOS (Figura 4.6.1.13). El esmaltado consiste en aplicar sobre una o más caras del ladrillo una composición fusible en la que intervienen plomo estaño y diversos óxidos de hierro manganeso cobre y cobalto. Se saplica en frio, a mano o a maquina, por inmersión, por riego y, a veces, a pincel. La capa de esmalte es fina y le proporciona impermeabilidad y resistencia al desgaste. Esta capa de esmalte suele ser lisa y tener distintos colores: azul cobalto, miel, rojo, etc. MODELO CUERO

MODELO AZUL COBALTO

MODELO MIEL

MODELO ZIG-ZAG

Figura 4.6.1.12.- Ladrillos cara vista esmaltados. Modelos y colores.

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MODELO ROJO.

MODELO BLANCO.

MODELO SALMON MODELO CUERO OSCURO

Figura 4.6.1.12.- Ladrillos cara vista esmaltados. Modelos y colores (continuación). En la tabla 4.6.1.1 pueden verse las características de los ladrillos esmaltados en comparación con los ladrillos normales.

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Tabla 4.6.1.1.- Comparación de las características técnicas de los ladrillos normales, gresificados y esmaltados.

LADRILLOS NORMALES

LADRILLOS GRESIFICADOS.

LADRILLOS ESMALTADOS.

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Son muy pocos los ladrillos perforados que cumplen la Norma UNE 67.019-84 y ninguno la RL-88. A éste respecto conviene matizar: - Con el proceso de fabricación actual tiene mayor resistencia el material constituyente del ladrillo en espesores delgados, que en espesores gruesos. - Las perforaciones deben de tener una geometría tal que, el mortero penetre sólo en cantidad suficiente para producir un cosido adecuado de las piezas, debiendo de quedar la mayor parte del volumen de la perforación libre de mortero, consiguiendo así un aislamiento térmico adecuado y un ahorro de mortero. - Los mejores coeficientes de aislamiento térmico se consiguen aislando el camino del flujo térmico a través de los tabiquillos, por lo que deberá de existir un elevado número de perforaciones colocadas perfectamente al tresbolillo. - Otro aspecto limitador de la pared exterior de las piezas, por encima de 15 cm. no existe correlación entre espesor de pared y penetración de humedad a través del muro de ladrillo de cara vista, según se ha comprobado en los ensayos. - Otro aspecto limitador de la pared exterior en los ladrillos cara vista es, la capacidad de resistencia al impacto; con la única excepción de casos extremos (espesores de pared inferiores a 10 mm. o superiores a 30 mm).

- Tampoco existe correlación entre dichos espesores de pared y la energía de impacto para producir fisuración, ya que, otros factores tienen mayor influencia, como son; la geometría de la perforación y las características mecánicas intrínsecas del material constituyente del ladrillo. Por último debido a la forma de comercialización de los ladrillos, en los que el precio se fija por unidad y no por peso, así como los costos de transporte y capacidad de carga, se produce una tendencia a disminuir dimensiones exteriores y a aumentar las perforaciones. Es imprescindible por tanto establecer unas condiciones geométricas determinadas, o un peso específico aparente mínimo, que garantice el volumen de arcilla cocida por pieza. PIEZAS ESPECIALES (Figura 4.6.1.13). Gracias a la versatilidad del material cerámico, es posible obtener piezas con formas muy diversas, respondiendo a necesidades funcionales y ornamentales. Para el moldeo de estas piezas se utilizan boquillas o moldes especiales. Algunas características geométricas de este tipo de piezas no están contempladas en la normativa vigente, ya que responden a diseños particulares. Habitualmente estas piezas se emplean para: formar parte de un arco, realizar ménsulas, rematar cornisas, rematar muros, encuentros en esquina, cambios en la dirección de ángulos, cambios de espesor, redondear esquinas, etc. Su uso es recomendable, ya que su diseño facilita y mejora el acabado de encuentros complicados y puntos singulares. Se deben extremar las medidas de protección, almacenaje y manipulación de estas piezas, puesto que resulta complicado reemplazarlas en caso de deterioro, además de tener un coste mayor que los ladrillos normales.

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Figura 4.6.1.13.- Piezas especiales. Forma y dimensiones.

91

Figura 4.6.1.13.- Piezas especiales. Forma y dimensiones.

Figura 4.6.1.13.- Piezas especiales. (Continuació

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Figura 4.6.1.13.- Piezas especiales. (Continuación)

93

Según la norma UNE 67019 la designación de los ladrillos se compondrá del siguiente modo: La palabra ladrillo seguida de la letra que expresa el tipo a que pertenece.

- M, para el ladrillo macizo. - P, para el ladrillo perforado. - H, para el ladrillo hueco.

Seguida de la clase a que pertenece. - V, para ladrillos cara vista. - NV, para ladrillos utilizados en fábrica revestida.

Seguida de la letra R y un número que indique la resistencia a compresión en 2

daN

cm , mínima garantizada por

el fabricante y expresada en múltiplos de 25. Seguida de la palabra "de" y tres números que expresen las dimensiones nominales en milímetros, de soga, tizón y grueso, por este orden y separados por el signo x. Finalmente se hace referencia a la norma UNE 67019. EJEMPLO:

Ladrillo P NV R 150 de 240 x 115 x 52 Norma UNE 67019.

es un ladrillo perforado utilizado en fábrica revestida , con una resistencia a compresión 150 2

daN

cm, mínima

garantizada por el fabricante y cuyas dimensiones son: Soga: 240 mm Tizón: 115 mm Grueso: 52 mm Por otra parte un ladrillo cerámico de arcilla cocida de tipo perforado para cara vista, con una resistencia a

compresión 175 2

daN

cm , mínima garantizada por el fabricante y con las siguientes dimensiones:

Soga: 240 mm Tizón: 115 mm Grueso: 52 mm tendrá la siguiente designación:

Ladrillo P V R 175 de 240 x 115 x 52 Norma UNE 67019.

4.6.2.- BLOQUES DE TERMOARCILLA. 4.6.2.1- Descripción. Los bloques cerámicos pueden ser aligerados o no. El bloque cerámico de arcilla aligerada (UNE 136010), es un bloque cuyo material constituyente es arcilla aligerada, obtenida mediante adición a la pasta arcillosa de materias varias que desaparecen durante la cocción, produciendo una porosidad añadida y característica en la pieza cocida de arcilla aligerada.

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El bloque TERMOARCILLA® es un bloque cerámico de baja densidad, cuya mezcla de arcilla contiene poliestireno expandido y otros componentes granulares combustibles que se gasifican durante el periodo de cocción a temperaturas mayores de 850 ºC sin dejar residuos, produciéndose una porosidad controlada y uniforme repartida en toda la masa del bloque. Por las propiedades de este material cerámico y gracias además a una geometría específicamente estudiada de celdillas múltiples, se obtiene un producto que reúne una serie de características singulares, entre las que destacan un buen comportamiento mecánico y un grado de aislamiento térmico y acústico adecuados, que permiten disponer muros de una sola hoja sin necesidad de recurrir a las soluciones típicas de muro multicapa. El formato de bloque y el tipo de unión machihembrada entre piezas permiten una colocación cómoda, un ahorro de mortero considerable y unos rendimientos en obra mejores que los de otros tipos de fábrica.

La primera característica de este material radica en su condición de elemento resistente y por tanto utilizable, con función estructural , además de su aplicación en cerramientos. Es un bloque adaptable a las diferentes necesidades, en función de las características exigidas al muro. Existen distintos espesores comerciales, por ejemplo :

Espesor de 10 y 14 cm, para particiones interiores.

Espesores: 19 cm, 24 cm y 29 cm, para cerramientos exteriores y muros de carga. Con ello se consiguen muros de esas dimensiones en una sola operación. Los muros realizados con Termoarcilla, no necesitan la incorporación de ningún tipo de material aislante adicional, ya que el propio bloque realiza dicha función. Se trata de un material constructivo con aplicaciones convencionales de cerramiento (resistencia, aislamiento acústico, protección etc.), pero que nos permite obtener los mismos valores de resistencia térmica que los conseguidos en muros de doble hoja con material aislante, en espesores de menos de 30 cm.

Por ello, el bloque cerámico Termoarcilla, es un material constructivo resistente y con propiedades aislantes. Al realizar una doble función, tenemos garantizada la inalterabilidad del aislamiento, que lo constituye el propio material, ya que la mayoría de los materiales aislantes se degradan con el paso del tiempo, o son atacados por la humedad.

El formato de bloque y el tipo de unión machihembrada entre piezas permiten una colocación cómoda, no necesita la colocación de mortero en la llaga vertical. Se produce un ahorro en mortero, de hasta un 40% respecto a las soluciones tradicionales. El rendimiento de obra también es superior respecto a las soluciones tradicionales, como se puede comprobar mediante la observación del gráfico de la figura 4.6.2.1. El bloque cerámico Termoarcilla acelera el proceso de ejecución y abarata el resultado, manteniendo la calidad. La disponibilidad de piezas especiales, como medias, esquina, terminación y zunchos, proporciona una enorme facilidad para obtener una solución constructiva idónea en cada punto singular de la obra. Las piezas de modulación, existentes en longitudes de 5 y 10 cm, permiten conseguir las dimensiones deseadas sin tener que recurrir a partir piezas. Las piezas de medias y terminación hacen que se logre un acabado perfecto en huecos de puertas y ventanas; mientras que las piezas de zuncho permiten alojar armaduras en su interior, para construir cargaderos "in situ". La utilización de estas piezas es importante, ya que se proporciona al muro una continuidad de material en la cara exterior, que minimiza en gran medida, la aparición de fisuras a la altura del cargadero, por cambios de temperatura, originadas al mezclar materiales con coeficientes de dilatación distintos.

95

Figura 4.6.2. 1.- Datos comparativos de distintos tipos de muro. Tiempos de ejecución 2

h

m

.

4.6.2.2 .-Características técnicas. Aislamiento térmico. El aislamiento térmico de un cerramiento es la característica por la que se reduce el flujo de calor que espontáneamente se transfiere desde el ambiente más caliente al más frío. En los materiales de construcción, este aislamiento se consigue con la inclusión de celdillas de aire en el seno del propio material. En el bloque TERMOARCILLA® la existencia de macroporos dentro de la masa cerámica es uno de los factores que permite alcanzar una elevada capacidad de aislamiento térmico. Los macroporos se originan por la inclusión de perlas de poliestireno expandido en la fase de fabricación. También favorecen esta característica el propio diseño de las celdas de la pieza de Termoarcilla, pues el formato de celdillas múltiples, hace que ante la ausencia de materia sólida se rompa el proceso de conducción, finalmente la ausencia de mortero en la junta vertical, el ser una pieza de gran formato y disponer de una junta horizontal con rotura de puente térmico. En la tabla 4.6.2.2.1 se recogen los coeficientes de transmisión de calor K, así como las conductividades

térmicas equivalentes, eqλ , de muros tipo fabricados con bloque TERMOARCILLA® de distintos

espesores, construidos añadiendo un enfoscado exterior de cemento de 1.5 cm de espesor y un enlucido de yeso interior de 1.5 cm de espesor: El empleo del mortero aislante en los tendeles supone una mejora de, al menos, un 5% en los coeficientes de transmisión de calor de los muros de bloque TERMOARCILLA.

96

Tabla 4.6.2.2.1.- Coeficientes de transmisión de calor K, así como las conductividades térmicas

equivalentes, eqλ .

Estos valores se han obtenido a partir de ensayos experimentales realizados en laboratorio, según las normas UNE 92.201-89, UNE 92.202-89, UNE 92.001-90, UNE 92.001-91 e ISO/DIS 8990. Las medidas se han realizado siguiendo el esquema propuesto por la norma ISO/DIS 8990. Las conductividades térmicas

equivalentes eqλ se han calculado a partir del valor K que se obtiene experimentalmente en ensayos con

muretes hechos con bloques tipo representativos de la producción nacional, considerando los coeficientes superficiales de transmisión de calor (he y hi), fijados por la norma NBE-CT-79.

Inercia térmica. El efecto combinado de aislamiento y capacidad de acumulación térmica es lo que define la inercia térmica de un elemento constructivo. La capacidad de acumulación térmica de una pared es una característica que depende de su espesor, de su peso y del calor específico del material, y nos indica la capacidad de almacenar calor. La capacidad de acumulación térmica de los elementos constituyentes de la vivienda es un requisito fundamental para alcanzar un adecuado nivel de confort, evitando las incómodas oscilaciones de temperatura originadas por las diferencias térmicas entre el día y la noche, así como por la discontinuidad en el funcionamiento de los equipos de calefacción y refrigeración. Las soluciones constructivas basadas en colocar el material pesado al exterior y el más ligero al interior, separados por un material aislante, tienen poca capacidad de acumulación térmica. Además del cometido de acumulación, el cerramiento de una vivienda debe producir un desfase y una atenuación de la onda térmica que incide sobre él. El desfase se aprecia claramente en los procesos de calentamiento por radiación solar: cuando la cara exterior del muro se calienta, se inicia un proceso de calentamiento progresivo por conducción hacia la cara interior del muro. El tiempo que tarda la onda térmica en atravesar el cerramiento se denomina desfase de la onda térmica. Este desfase depende de la conductividad térmica del material, de su densidad, del espesor, de su calor específico y del tiempo. Debido a que la transferencia de calor a través de puertas y ventanas es prácticamente instantánea, debe conseguirse en lo posible que el desfase se produzca en los muros de cerramiento. Por otro lado, debe tenerse en cuenta que las condiciones del exterior son cíclicas, produciéndose cambios en la temperatura externa y en los aportes de calor por radiación. Esto provoca que parte del calor acumulado por el muro sea expulsado al exterior cuando baja la temperatura. A este fenómeno se le denomina atenuación de la onda térmica, y depende de los mismos parámetros que el desfase de la onda.

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El muro monocapa de bloque TERMOARCILLA® permite alcanzar unos adecuados valores de aislamiento térmico, desfase y amortiguamiento, junto con una excelente inercia térmica. De esta manera se consigue un buen comportamiento de los muros, tanto en invierno con un aislamiento térmico suficiente, como en verano, donde la estabilidad térmica alcanzada es muy superior a la de los muros multicapa habituales. Resistencia mecánica. La fábrica de bloque TERMOARCILLA® se comporta en este aspecto de modo similar a la fábrica de ladrillo perforado Los valores de resistencia a compresión de bloques, de resistencia a compresión de la fábrica (mediante ensayos en prismas y muretes), de resistencia al corte de la fábrica (mediante compresión diagonal de muretes), y de resistencia a flexión de la fábrica (paralela y perpendicular a los tendeles), se han obtenido experimentalmente en laboratorio, siguiendo la norma UNE 67.046-88, sobre bloques tipo representativos de la producción nacional. Esto se debe a dos razones fundamentales: - La resistencia media a compresión de los bloques TERMOARCILLA® alcanza valores equivalentes al de muchos ladrillos perforados, normalmente utilizados para fábricas resistentes. - La perfecta unión con el mortero, debido a la excelente adherencia con la cerámica, y la trabazón entre las piezas, gracias al cosido que produce la penetración parcial del mortero en las múltiples perforaciones del bloque. La junta vertical sin mortero no afecta a la resistencia a compresión vertical, y sólo penaliza la resistencia al corte en un 5% con morteros de resistencia 16 MPa (160 kp/cm2), o en un 20% con morteros de resistencia 8 MPa (80 kp/cm2). Comportamiento ante el fuego. El comportamiento frente al fuego de los materiales de construcción se refiere a dos aspectos: - Resistencia al fuego, relativo al comportamiento térmico y mecánico. - Reacción ante el fuego, referido a la combustibilidad y al peligro de emisión de gases tóxicos, explosión, etc. Con respecto a la reacción ante el fuego, el material está clasificado como M 0, no emitiendo ni gases ni humos en contacto con la llama (el material cerámico es totalmente inorgánico) Con respecto a la resistencia al fuego , el valor es alto para cualquier espesor como se aprecia en la tabla 4.6.2.2.2.

Tabla 4.6.2.2.2.- Resistencia al fuego de los bloques de termoarcilla.

Los ensayos se han realizado con muros de bloque TERMOARCILLA® recubiertos con 1,5 cm de yeso por cada cara.

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Impermeabilidad al agua de lluvia. El bloque TERMOARCILLA® se comporta mejor que otros materiales de construcción con respecto al paso de la humedad, debido a la interrupción de los capilares por macroporos. Esto se consigue mediante la inclusión de materiales granulares que se gasifican sin dejar residuos durante el proceso de cocción a más de 850 ºC, y que hacen que se origine una fina porosidad homogéneamente repartida en la masa cerámica de los bloques. Sin embargo, no debe olvidarse que la impermeabilidad al agua de lluvia de la fábrica queda confiada al recubrimiento externo. Dicho recubrimiento debe ser cuidadosamente ejecutado para evitar cualquier tipo de fisuración, especialmente entre distintos elementos. En ese sentido se hacen las siguientes recomendaciones de carácter general: - Si los revestimientos son monocapa, deben colocarse solamente que cumplan las normas ISO 9001 y NTE RPR-9, siguiéndose puntualmente las especificaciones del fabricante. - Si los revestimientos son tradicionales, es recomendable su ejecución en varias capas, debiéndose seguir las normas de buena construcción. Se ha ensayado la impermeabilidad de muros de bloque TERMOARCILLA® en laboratorio, sometiendo a

la acción de agua de escorrentía ( 9 3

min

dm) a muros recubiertos en su cara exterior con enfoscado de mortero

1:4 de 1 cm de espesor y en su cara interior con 0.5 cm de yeso, no encontrándose manchas de humedad en la cara interior hasta superar los siguientes tiempos de ensayo ininterrumpido:

- Muro de Termoarcilla de 19 cm de espesor: 146 horas - Muro de Termoarcilla de 24 cm de espesor: 218 horas - Muro de Termoarcilla de 29 cm de espesor: 254 horas

-Se aconseja utilizar refuerzos con mallas de fibra de vidrio o metálicas, que embebidas en el revestimiento eviten la posibilidad de fisuración. También se aconseja utilizar juntas elásticas entre distintos materiales (hormigón y cerámica, por ejemplo), o en zonas donde puedan preverse deformaciones importantes. Ausencia de condensaciones. El riesgo de condensaciones intersticiales en el interior del muro suele presentarse habitualmente en muros multicapa. Esto es debido a la elevada presión de vapor que se da en puntos del muro, expuestos al exterior y por lo tanto fríos (como es por ejemplo la cara interior del muro exterior de cerramiento), cuando no se utilizan adecuadamente barreras de vapor o el propio material aislante no tiene una resistividad al paso del vapor de agua suficiente. Este tipo de riesgos no se dan en los muros construidos con bloques de TERMOARCILLA®, por constar de una sola capa de material donde se produce un gradiente continuo de temperaturas entre el interior y el exterior, y por permitir una adecuada difusión del vapor de agua a través de la estructura capilar del material. En este sentido es aconsejable utilizar revestimientos exteriores que no tengan una elevada resistividad al paso del vapor de agua.

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Aislamiento acústico. El aislamiento acústico de un elemento de construcción es la característica por la que se reduce la transmisión de energía acústica a través de él. En el caso de ruidos aéreos, el aislamiento acústico de una pared depende de la masa, del módulo de elasticidad y del amortiguamiento. Las paredes de bloque TERMOARCILLA® mejoran en 2 dB su comportamiento respecto a otras de masa equivalente, ya que la porosidad reduce el módulo de elasticidad de la arcilla cocida, al mismo tiempoque aumenta el amortiguamiento. Los valores de aislamiento a ruido aéreo (en dBA) de muros de diferentes espesores construidos con bloque TERMOARCILLA se encuentran recogidos en la tabla 4.6.2.2.3. Tabla 4.6.2.2.3.- Aislamiento a ruido aéreo de muros de diferentes espesores construidos con bloque

TERMOARCILLA.

Estos valores se han obtenido a partir de ensayos realizados en laboratorio siguiendo la norma UNE 74040, guarneciendo el muro por una cara con 15 mm de mortero de cemento, y enluciendo el muro por la otra con 15 mm de yeso, sobre bloques tipo representativos de la producción nacional.

4.6.2.3.- Tipos de piezas.

La pieza principal de la serie concebida para desarrollar los muros, denominada pieza base, tiene unas medidas modulares de 30 cm de longitud y 19 cm de altura, presentándose con varios espesores (14, 19, 24 ó 29 cm). El espesor de la pieza coincide necesariamente con el del muro, de forma que la construcción de éste se hace con un aparejo sencillo, solapando los bloques hilada a hilada. Los bloques de las distintas hiladas se asientan sobre la hilada inferior con un tendel de mortero,preferiblemente mixto (con adición de cal). La junta vertical entre bloques se consigue al acoplar las piezas a través de unos machihembrados, no requiriéndose mortero en su colocación Existen distintas piezas complementarias para el desarrollo de los puntos singulares de la obra de fábrica, así como para realizar los ajustes dimensionales que sean necesarios para adecuarse a las características formales de cualquier tipo de muro y sus posibilidades de modulación.

En las figura 4.6.2.3.1 y 4.6.2.3.2 pueden verse los diferentes tipos de piezas de termoarcilla : base, media, ajuste vertical, ajuste o modulación horizontal, terminación, dintel o zuncho, esquina y plaqueta o pieza de emparche.

100

PIEZA BASE PIEZA MEDIA PIEZA AJUSTE VERTICAL

PIEZA TERMINACION PIEZA ESQUINA PIEZA DE DINTEL

PIEZA DE AJUSTE O MODULACION HORIZONTAL PLAQUETA O PIEZA DE EMPARCHE

Dimensiones Masa Densidad aparente

aproximada

Resistencia a compresión normalizada

Transmisión térmica

Aislamiento acústico a ruido aéreo

Resistencia al fuego

(cm) (kg) (Kg/m3) (kp/cm2) (kcal/hm2ºC) dB(A) (minutos)

BLOQUE DE 14

30x14x19 6,5~8,0 980 >75 1,2 46 >180

BLOQUE DE 19

30x19x19 8,0~10,5 920 >75 0,97 47,5 >180

BLOQUE DE 24

30x24x19 10,0~13,0 890 >75 0,81 50 >240

BLOQUE DE 29

30x29x19 12,0~15,2 860 >75 0,7 52,5 >240

Los valores correspondientes a los parámetros de transmisión térmica y aislamiento a ruido aéreo se han obtenido a partir de muros de bloque TERMOARCILLA con recubrimientos de 1,5 cm de yeso en la cara interior y 1,5 cm de mortero de cemento en la exterior. Los valores correspondientes al parámetro resistencia al fuego se han obtenido a partir de muros de bloque TERMOARCILLA con recubrimientos de 1,5 cm de yeso en ambas caras.

Figura 4.6.2.3.1.- Piezas de termoarcilla. Dimensiones y caracteristicas de la pieza base.

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PIEZAS BASE de Termoarcilla

PIEZAS BASE

RESISTENCIA A COMPRESIÓN

Kg/cm2

DENSIDAD Kg/m3

DIMENSIONES (Expresadas en mm.)

CROQUIS ORIENTATIVO DE LA

PIEZA

BLOQUE DE 14

100 875 Longitud:300 Espesor:140 Altura:190

BLOQUE DE 19

100 830 Longitud:300 Espesor:190 Altura:190

BLOQUE DE 24

100 840 Longitud:300 Espesor:240 Altura:190

BLOQUE DE 29

100 845 Longitud:300 Espesor:290 Altura:190

PIEZAS DE ESQUINA de Termoarcilla

PIEZAS DE ESQUINA DIMENSIONES (Expresadas en

mm.) CROQUIS ORIENTATIVO DE LA

PIEZA

ESQUINA DE 14 Longitud:288 Espesor:140 Altura:190

ESQUINA DE 19 Longitud:337 Espesor:190 Altura:190

ESQUINA DE 24 Longitud:388 Espesor:240 Altura:190

ESQUINA DE 29 Longitud:440 Espesor:290 Altura:190

ESQUINA DE 24 A 45º Longitud:345 Espesor:240 Altura:190

ESQUINA DE 29 A 45º Longitud:370 Espesor:290 Altura:190

Figura 4.6.2.3.2.- Piezas de termoarcilla.

102

PIEZAS MEDIAS de Termoarcilla

PIEZAS MEDIAS

DIMENSIONES (Expresadas en mm.)

CROQUIS ORIENTATIVO DE LA PIEZA

MEDIA DE 14 Longitud:157 Espesor:140 Altura:190

MEDIA DE 19 Longitud:157 Espesor:190 Altura:190

MEDIA DE 24 Longitud:157 Espesor:240 Altura:190

MEDIA DE 29 Longitud:157 Espesor:290 Altura:190

PIEZAS DE TERMINACIÓN de Termoarcilla

PIEZAS DE TERMINACIÓN

DIMENSIONES (Expresadas en mm.)

CROQUIS ORIENTATIVO DE LA PIEZA

TERMINACIÓN DE 14 Longitud:370 Espesor:140 Altura:190

TERMINACIÓN DE 19 Longitud:307 Espesor:190 Altura:190

TERMINACIÓN DE 24 Longitud:307 Espesor:240 Altura:190

TERMINACIÓN DE 29 Longitud:307 Espesor:290 Altura:190

Figura 4.6.2.3.2.- Piezas de termoarcilla (Continuación).

103

PIEZAS DE AJUSTE O MODULACIÓN HORIZONTAL (También denominado PEINES) de Termoarcilla

PIEZAS DE AJUSTE O MODULACIÓN HORIZONTAL

DIMENSIONES (Expresadas en mm.)

CROQUIS ORIENTATIVO DE LA PIEZA

AJUSTE HORIZONTAL 5 CM DE 14 Longitud:50 Espesor:140 Altura:190

AJUSTE HORIZONTAL 5 CM DE 19 Longitud:50 Espesor:190 Altura:190

AJUSTE HORIZONTAL 5 CM DE 24 Longitud:50 Espesor:240 Altura:190

AJUSTE HORIZONTAL 5 CM DE 29 Longitud:50 Espesor:290 Altura:190

AJUSTE HORIZONTAL 10 CM DE 14 Longitud:100 Espesor:140 Altura:190

AJUSTE HORIZONTAL 10 CM DE 19 Longitud:100 Espesor:190 Altura:190

AJUSTE HORIZONTAL 10 CM DE 24 Longitud:100 Espesor:240 Altura:190

AJUSTE HORIZONTAL 10 CM DE 29 Longitud:100 Espesor:290 Altura:190

Figura 4.6.2.3.2.- Piezas de termoarcilla (Continuación).

104

PIEZAS DE AJUSTE O MODULACIÓN VERTICAL (También denominado MEDIAS HORIZONTALES Y REMATES) de Termoarcilla

PIEZAS DE AJUSTE O MODULACIÓN VERTICAL

DIMENSIONES (Expresadas en mm.)

CROQUIS ORIENTATIVO DE LA PIEZA

AJUSTE VERTICAL 9 CM DE 14 Longitud:300 Espesor:140 Altura:90

AJUSTE VERTICAL 9 CM DE 19 Longitud:300 Espesor:190 Altura:90

AJUSTE VERTICAL 9 CM DE 24 Longitud:300 Espesor:240 Altura:90

AJUSTE VERTICAL 9 CM DE 29 Longitud:300 Espesor:290 Altura:90

AJUSTE VERTICAL 14 CM DE 14 Longitud:300 Espesor:140 Altura:140

AJUSTE VERTICAL 14 CM DE 19 Longitud:300 Espesor:190 Altura:140

AJUSTE VERTICAL 14 CM DE 24 Longitud:300 Espesor:240 Altura:140

AJUSTE VERTICAL 14 CM DE 29 Longitud:300 Espesor:290 Altura:140

PLAQUETAS O PIEZAS DE EMPARCHE de Termoarcilla

PLAQUETAS O PIEZAS DE EMPARCHE

DIMENSIONES (Expresadas en mm.)

CROQUIS ORIENTATIVO DE LA PIEZA

PLAQUETA DE 4,8 Longitud:300 Espesor:48 Altura:190

PLAQUETA DE 9,6 Longitud:300 Espesor:96 Altura:190

ESQUINA PLAQUETA DE 9,6 Longitud:240 Espesor:96 Altura:190

Figura 4.6.2.3.2.- Piezas de termoarcilla (Continuación).

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PIEZAS DE DINTEL (También denominado PIEZA DE ZUNCHO) de Termoarcilla

PIEZAS DE DINTEL

DIMENSIONES (Expresadas en mm.)

CROQUIS ORIENTATIVO DE LA PIEZA

DINTEL DE 10 Longitud:330 Espesor:100 Altura:190

DINTEL DE 14 Longitud:330 Espesor:140 Altura:190

DINTEL DE 19 Longitud:330 Espesor:190 Altura:190

DINTEL DE 24 Longitud:330 Espesor:240 Altura:190

DINTEL DE 29 Longitud:330 Espesor:290 Altura:190

Figura 4.6.2.3.2.- Piezas de termoarcilla (Continuación). Los pasos para la correcta colocación de los bloques de termoarcilla son los siguientes (Figura 4.6.2.3.3): 1.- En muros exteriores de una sola hoja, el tendel de mortero se realizará de forma discontinua, así se

interrumpe el puente térmico provocado por la junta horizontal, para ello el mortero se dispondra en dos bandas separadas por un espacio central libre de 3 a 5 cm. Así, con objeto de disponer en los tendeles de suficiente cantidad de mortero, situar una regla de 3 x 5 cm en posición central en la hilada.

2.- Usar la regla a modo de guía para enrasar el mortero. 3.- Retirar la regla para proceder a la colocación de los bloques. 4.- Humedecer las piezas antes de su colocación para evitar la deshidratación del mortero y asegurar una

perfecta adherencia entre mortero y bloque. 5.- Colocar los bloques verticalmente, no a restregón, haciendo tope con los machihembrados. En la junta

vertical se colocarán sin mortero. 6.- Sentar los bloques verticalmente y golpear con una maza de goma las piezas para conseguir que el mortero penetre en las perforaciones.

7.- Golpear con la maza de goma los bloques, hasta llevar el bloque a su nivel. 8.- Cada 100 bloques colocados, retirar uno para comprobar la correcta ejecución de la junta horizontal:

- Separación entre bandas de mortero de 1 a 3 cm aproximadamente - Espesor del tendel una vez asentados los bloques de 1 a 1.5 cm. - El mortero ha debido penetrar en las perforaciones de los bloques, para conseguir el perfecto cosido de las piezas.

9.- Mantener una separación mayor de 7 cm entre juntas verticales de hiladas consecutivas, para obtener la traba de la fábrica.

10.- En muros interiores la junta horizontal será continua. 11.- Utilizar piezas complementarias Termoarcilla, en jambas de huecos, esquinas, dinteles, etc. 12.- Los bloques de Termoarcilla se manejarán con las dos manos, introduciendo cada dedo pulgar por el

orificio preparado a tal efecto.

106

Figura 4.6.2.3.3.- Pasos para la correcta colocación de los bloques de termoarcilla.

107

4.6.3.- TEJAS.

Las tejas son elementos de recubrimiento para colocación discontinua empleados en la formación de cubiertas (Tejados) 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. El conformado puede ser por extrusión y/o prensado. Las tejas generalmente son de color rojizo, aunque también se pueden colorear. Si sobre una teja en fase de cocción se queman materias orgánicas, se obtiene colores muy decorativos: también se pueden conseguir otras tonalidades mediante barnices, vidriados y esmaltes.

Las tejas deben cumplir las siguientes condiciones: ser impermeables ya que son metidas al ensayo

correspondiente, no deben de gotear antes de dos horas, resistir a flexión como mínimo 12 Mpa ( 120 2

Kgf

cm),

tener cantos vivos, rectos y superficiales lisas; no ser heladizas, carecer de manchas y eflorescencias y, si son golpeadas con una herramienta, debe dar un sonido claro y metálico.

Existen varios tipos de tejas; pero las más empleadas en construcción son la árabe, la plana y la flamenca.

Teja curva o árabe (Figura 4.6.3.1) : De forma troncocónica. Se utilizaba la misma pieza para todos los elementos de la cubierta. Se fabrican varios formatos aunque el más usual tiene 20 cm. de frente, 15 cm. atrás y 42 cm. de longitud, con una

altura de 8 cm. Se colocan solapadas entre sí al menos 1

3 de su longitud y permite una perfecta adaptación a

cualquier cubierta. Son necesarias 25 piezas/m2. Teja plana mediterránea, alicantina o marsellesa (Figura 4.6.3.1) : Es una pieza diseñada para colocar por encaje entre sus lados, evitando una excesivo solapo reduciendo el

peso por m2, aunque ello complica su colocación y estanqueidad. Se necesitan unas 17 2

Piezas

m. Es de forma

rectangular con dimensiones de 42x25 cm2. Se fabrican con el solape a la izquierda o a la derecha, necesitándose piezas especiales en cumbrera y laterales. Pueden existir dos tipos: - Tejas canal: Tejas destinadas a colocarse con la parte cóncava hacia arriba y reposando sobre el soporte de cubierta. Pueden o no tener tacones para colocarlas sobre rastreles.

- Tejas cobija: Tejas destinadas a ser colocadas con la parte cóncava hacia abajo y a caballo sobre dos tejas canal. Por lo general, se utilizan las mismas piezas, como tejas canal cuando se colocan con la parte cóncava hacia arriba, y tejas de cobija cuando se colocan con la parte cóncava hacia abajo. Sin embargo, el perfil de las tejas canal puede diferir del de las tejas cobija y puede Ilevar por ejemplo un fondo plano o un perfil que asegure el asentamiento del producto sobre su soporte. En este ultimo caso, las tejas canal están equipadas con dos soportes laterales. Teja curviplana, mixta o romana (Figura 4.6.3.1): Su diseño permite dar el mismo aspecto a la cubierta que con la curva, aunque se utiliza el mismo sistema de colocación que en la plana, por lo que técnicamente es similar a ésta y también en sus dimensiones de 42x25 cm2.

108

Figura 4.6.3.1.- Tipos de tejas. Existen otros tipos de tejas como son la teja meridional( Figura45.6.3.2.a ) y la teja supernova ( Figura 4.6.3.2.b ) .

Figura 4.6.3.2.- Otros tipos de tejas . (a) Meridional (b) Supernova Ventilación (Figura 4.6.3.3). La ventilación de la cubierta es una de las principales claves para su perfecto mantenimiento, a través de la circulación del aire bajo las tejas evitamos que exista un gran contraste de temperaturas entre la superficie del tejado y bajo las tejas. En este sentido del grado de ventilación dependerá el que la humedad se mantenga por debajo del punto de saturación.

109

La entrada de aire ser realizará por la línea de alero, mientras que la salida se procurara cerca de la línea de cumbrera. A lo largo del faldón se colocarán tejas de ventilación, que se utilizan para favorecer la circulación del aire formando una ventilación natural bajo la teja, de manera que una filtración por capilaridad u otro motivo sea eliminada o secada por el paso del aire. Pueden ser colocadas en la zona inferior y superior del tejado, creando una aireación con movimientos ascensional continuo. Normalmente se airean así unos 20 m2. Se suministra con chapa metálica que evita la entrada de pájaros y roedores bajo la teja La circulación en el interior de la cubierta no debe exceder de 12 metros, y en ningún caso estará obstaculizada por elemento alguno. Si la colocación es en seco utilizaremos una teja de ventilación cada 20 m2, si la colocación es con mortero utilizaremos una cada 10 m2. Cuanto mayor sea la diferencia de altura entre la entrada y la salida del aire, mejor será la circulación. Entre los elementos que podemos utilizar para facilitar la ventilación, encontramos: Peine de alero: Permite la ventilación a través de la línea de alero levantando las primeras tejas y al mismo tiempo evita la entrada de pájaros o roedores. Remates de cumbrera: Elemento formado por un perfil metálico perforado y dos baberos laterales que pueden ser de zinc, de plomo, o de plástico. Mediante esta pieza se consigue una correcta salida del aire que circula a través de la cubierta.

(a)

(b)

Figura 4.6.3.3.- (a).- Ventilación de una cubierta (b).- Tejas de ventilación.

110

Piezas especiales. Son los elementos destinados a completar las tejas utilizadas en la parte principal de In cubierta (por ejemplo medias tejas), o destinados a realizar los encuentros de los distintos planos del tejado (por ejemplo tejas cum-brera), o los diversos puntos singulares (por ejemplo: tejas de ventilación). Algunas de estas piezas pueden tener también una función ornamental, con los aditamentos que proceda- En todos los casos, las piezas especiales amparadas por esta norma son aquellas cuyas características de diseño y de dimensión son compatibles con las características de las tejas utilizadas en la parte principal de Ia cubierta. En la figura 4.6.3.4 muestra un esquema general de una cubierta con los diferentes puntos singulares y en las figuras 4.6.3.7 a 4.6.3.14 se pueden ver los accesorios correspondientes a la teja mixta. Se puede observar la gran variedad existente, lo que se debe a la facilidad de moldeo que presenta la arcilla.

1.- TAPON CUMBRERA 2.- CUÑA 3.- CUMBRERA A 4 AGUAS 4.- MEDIA TEJA 5.- CUMBRERA A 3 AGUAS 6.- TEJA DE VENTILACIÓN 7.- TEJA DE CRISTAL 8.- FINAL CUMBRERA 9.- ADORNO

10.- REMATE LATERAL CURVO DERECHO 11.- ALERO COBIJA Figura 4.6.3.4.- Esquema general de una cubierta con los diferentes puntos singulares. Elementos

constructivos.

111

Figura 4.6.3.4.- Piezas especiales.

112

Las limahoyas (Figura 4.6.3.5). son uno de los puntos que más agua recibe, pues es la línea que describe la desembocadura de dos faldones. Entre los materiales a utilizar para su realización están: plomo, zinc, chapa galvanizada, láminas flexibles impermeables, etc. Se puede considerar como un canalón inclinado que lleva el agua, de las dos vertientes contiguas que lo configuran, hasta el alero. Las tejas que vuelen por encima de la limahoya estarán cortadas según la línea paralela al eje que describa ésta, y deberán solaparla al menos 10 cm. Todas las tejas en contacto irán fijadas. Se prestará especial atención a los encuentros en los que uno de los faldones tenga mayor pendiente o donde esta tenga poca inclinación. Estas situaciones se resolverán incrementando el ancho de la limahoya o aplicando una capa complementaria de impermeable.

Figura 4.6.3.5.- Limahoya. Las limatesas (Figura 4.6.3.6). son las líneas inclinadas que resulta del encuentro de dos faldones en su punto de máxima altura. Donde se iniciara la caída del agua. Se colocarán las tejas del primer faldón más allá del eje de la limatesa, y se marcan para su cortado, siguiendo la línea de la limatesa. Las retiramos y realizamos la misma operación con el faldón opuesto. Tras esta operación se colocan de nuevo, asegurando su perfecta fijación al soporte. Si la colocación es en seco, las tejas irán colocadas a testa con el rastrel, si se utiliza mortero lo harán a testa entre ellas. Seguidamente colocaremos la cumbrera. Comenzando por el alero con una pieza de remate cumbrera, y siguiendo el eje con tejas cumbrera. Es importante que las tejas cortadas queden solapadas al menos 5 cm. Para asegurar una perfecta estanqueidad se pueden utilizar bandas impermeables, perfiles de espuma, zinc con plomo, etc. El espacio que deja la teja mixta en su canal podrá ser ocupado con cuñas. En el caso en que una cumbrera derive en dos limatesas utilizaremos la pieza caballete a 3 aguas.

Figura 4.6.3.6.- Limatesa

113

1.- TAPON CUMBRERA (Figura 4.6.3.7.a). Esta pieza remata ambos extremos de la cumbrera, solapando tres piezas, el caballete, el lateral derecho de un faldón y el lateral izquierdo de otro faldón. Garantiza la estanqueidad en ese encuentro y consigue el acabado perfecto de ambos remates al unirse a la cumbrera. 2.- CUMBRERA (Figura 4.6.3.7.b). Pieza que asegura la estanqueidad a lo largo de las limatesas y la línea de cumbrera. La cumbrera es la línea horizontal que describe el faldón en su punto de máxima altura. Puede resultar del encuentro de dos faldones (cubierta a dos aguas) o de un faldón acabado en plano vertical (cubierta a un agua). Faldón con faldón: Es importante que con el replanteo de la cubierta consigamos llegar a la línea de cumbrera utilizando una teja entera. Si la colocación es sobre rastreles, las tejas irán colocadas a testa con el rastrel de cumbrera, pero si van con mortero se colocaran a testa entre ellas. Todas las tejas en contacto con la cumbrera irán fijadas. Una vez que se han colocado todas las tejas de los faldones, se procede a colocar las tejas cumbrera, que deberán solapar un mínimo de 5 cm a las tejas de ambos faldones. Se comenzara por uno de los extremos colocando la pieza de remate cumbrera, y se continuara con el resto de tejas cumbrera acoplándolas unas con otras gracias al sistema de encaje. Su colocación será opuesta a los vientos que traen lluvia. El encuentro de la cumbrera en el otro extremo lo resolvemos utilizando el tapón de cumbrera. Esta pieza ira fijada mediante clavos o tornillos autotaladrantes. Otra pieza especial que podemos utilizar en la cumbrera es la cuña. Mediante esta pieza se cierra el espacio que deja la teja mixta en su canal. Faldón con un plano vertical, cubierta a un agua: Este punto lo resolveremos colocando una fila completa de piezas de remate lateral, siempre en dirección contraria a los vientos que traen lluvia. Este remate lo fijaremos a un rastrel que previamente habremos colocado. Cubriendo el remate lateral y la última fila de tejas del faldón colocaremos la cumbrera, asegurándonos de que solapa a estas en al menos 5 cm.

(a) (b)

Figura 4.6.3.7.- (a).- Tapón Cumbrera (b).- Cumbrera. Colocación.

114

3.- CUÑA (Figura 4.6.3.8). Pieza que cierra el espacio que deja la teja mixta en su canal.

Figura 4.6.3.8.-Cuña. Colocación. 4.- CUMBRERA A 4 AGUAS (Figura 4.6.3.9.a). 5.- CUMBRERA A 3 AGUAS (Figura 4.6.3.9.b).

(a) (b)

Figura 4.6.3.9.-Cumbreras 3 y 4 aguas.

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6.- TEJA DE CRISTAL (Figura 4.6.3.10). Se pueden colocar con el fin de dejar paso a la luz.

Figura 4.6.3.10.- Teja cristal mixta y plana. 7.- CHIMENEA (Figura 4.6.3.11).

Figura 4.6.3.11.- Chimenea y teja soporte chimenea.. 8.- MEDIA TEJA (Figura 4.6.3.12.a). Pieza que cierra la última columna de tejas en la parte derecha del faldón. Se complementa con el remate lateral derecho. 9.- REMATE LATERAL CURVO DERECHO (Figura 4.6.3.12.b). Pieza que asegura la estanqueidad al agua y al viento a lo largo del lateral del faldón. Existe tanto para el lado izquierdo como para el derecho, quedando solapada por la primera y la última columna de tejas del faldón. Se utilizarán las piezas de remate especialmente diseñadas para adaptarse al faldón, pues garantizan la estanqueidad en su unión con la teja, además de aportar belleza en el lateral de la fachada (al hastial). La colocación del remate lateral se realiza comenzando desde el alero y finalizando en la cumbrera. Todas las piezas se fijarán sobre listón situado en el lateral de la pared o en el propio faldón, mediante clavado o atornillado. El agujero será posteriormente sellado para garantizar la estanqueidad.

116

(a) (b)

(c)

Figura 4.6.3.12.- (a).- Media teja (b).- Remate lateral curvo derecho (c).- Vista de un remate lateral

10.- ADORNOS (Figura 4.6.3.13).

Figura 4.6.3.13.- Adornos

117

12.- FINAL DE CUMBRERA (Figura 4.6.3.14). Pieza que permite terminar el extremo de la limatesa, cumpliendo un importante función estética, al tiempo que garantiza la estanqueidad en el encuentro con el alero.

Figura 4.6.3.14.- Final cumbrera 13.- ALERO COBIJA Y ALERO CANAL (Figura 4.6.3.15.a y b). Piezas que cumplen una doble función. Por un lado, se obtiene un alero embellecido y similar al de las cubiertas de teja curva y, por otro, se prolonga el alero unos 15 cm., evitando que se produzcan humedades y manchas en la fachada.

(a) (b)

Figura 4.6.3.15.- (a).- Alero cobija (b).- Alero canal-

La tejas pueden presentarse en diferentes colores y acabados y pueden ser: naturales y flameadas ( Figura 4.6.3.16 ) esmaltadas ( Figura 4.6.3.17 ) o envejecidas ( Figura 4.6.3.18 ).

118

ROJA. ROJA FLAMEADA

PAJA PAJA FLAMEADA

MARRON MAIGMÓ

TABAIRES

Figura 4.6.3.16.- Tejas naturales y flameadas.

119

BLANCA. NEGRO AZUL

AZUL COBALTO. GRANATE VERDE BOTELLA

VERDE OLIVA. MIEL COÑAC

Figura 4.6.3.17.- Tejas esmaltadas

120

ESPARTA CELTIBERA

HISPANIA ROJA JASPEADA

FENICIA ATHENAS

LUCENTUM SALMON

CARTAGO.

Figura 4.6.3.18.- Tejas envejecidas.

121

TEJA INTEGRAL : NOVOTEJA ( Figura 4.6.3.19). Realizada por extrusión, en una sola pieza de gran formato, novoteja incorpora en su estructura todos los elementos necesarios para poder ser instalada directamente sobre vigas, con un alto nivel de acabado. Montada sobre placa, sus prestaciones la hacen igualmente inmejorable.

Despiece:

1 – NOVOTEJA 2 - Viga de hormigón (o de madera, perfil metálico...). 3 - Techo cerámico, doble o sencillo (el mejor complemento para una cubierta de novoteja). Los remates se realizarán en función de las necesidades, común a cualquier otra teja.

Figura 4.6.3.19.- Teja NOVOTEJA Características. Resistencia: Gracias a su estructura interna en forma de celdas esta teja ofrece la más alta resistencia a la flexión del mercado. Instalación: Con su especial diseño esta teja ofrece el mejor rendimiento de instalación del mercado, donde todo son ventajas: el replanteo, los apoyos la solidez... Formato:Su gran formato, además de facilitar la instalación, hace desaparecer los problemas de movilidad de las tejas por vientos o modificación. 55 x 50 x 12 cms. = 5 uds x m2.

122

Ventilación: La buena ventilación que se produce a través de las cámaras interiores evita toda posible condensación en el interior de la construcción. Impermeabilidad: Los grandes solapes de esta teja, su tratamiento industrial con siliconas y su buena ventilación nos permiten ofrecer una óptima impermeabilidad. NORMA U.N.E. 67.033-85 = goteo calidad A > 2h, B > 12h, C > 24h (máxima calidad); novoteja = goteo > 72h. Heladicidad: La materia prima utilizada en la realización de la teja y una adecuada cocción, permiten a esta teja ofrecer la máxima resistencia al hielo. NORMA U.N.E. 67.034-86 = no heladiza > 25 ciclos; novoteja > 30 ciclos. Aislamiento: Sus cámaras interiores permiten un alto nivel de aislamiento y hacen innecesario, en muchos casos, el empleo de materiales aislantes de refuerzo. Estética: Una ventaja más de esta teja consiste en mantener la estética de las tejas cerámicas, pudiendo realizarse, además, en cualquiera de sus distintas formas. Mantenimiento: La alta resistencia de las tejas y su sólida instalación anulan cualquier movimiento en las tejas reduciendo las necesidades de mantenimiento. Precio : Con este tipo de teja se puede ahorrar en mano de obra, en materiales, en mantenimiento... y, montada sobre vigas, se ahorrará la placa.

4.6.4.- ELEMENTOS ESTRUCTURALES.

Estos elementos se utilizan para la realización de forjados. Existen dos tipos de forjado ( Figura 4.6.4.1) : Forjado de viguetas que, en general, está constituido por: - Viguetas prefabricadas de hormigón u hormigón y cerámica, armadas o pretensadas. - Piezas de entrevigado cuya función puede ser de aligeramiento o resistente. - Hormigón vertido en obra en relleno de nervios y formando la losa superior (capa de compresión). - Armadura colocada en obra. Forjado de losas alveolares pretensadas que, en general, está constituido por: - Losas alveolares prefabricadas de hormigón pretensado. - Hormigón vertido en obra en relleno de juntas laterales entre losas y formando la losa superior. Puede

prescindirse de la losa superior mediante un estudio especial de las condiciones resistentes y de deformación, salvo cuando existan acciones laterales importantes.

- Armadura colocada en obra. El principio básico de los entrepisos construidos con viguetas y elementos intermedios livianos consiste en sustituir la zona no resistente de la losa por un material estáticamente inactivo, de menor peso y mayores propiedades aislantes que el hormigón convencional, permitiendo alcanzar mayores luces y sobrecargas, reduciendo costos, tiempos y mano de obra especializada por la ausencia total del encofrado, simplificación de los apuntalamientos y fabricación en serie que asegura la calidad y uniformidad de los componentes. Definiciones ( Figura 4.6.4.2) -Alas de apoyo: Salientes inferiores de la bovedilla, en general ligeramente desplazados del piano inferior hacia arriba, que ocupan toda la longitud de la pieza y sobre los que se apoya la bovedilla en su colocación en obra. Existen algunos modelos de bovedillas a los que no es aplicable esta definición.

123

- Altura de las alas de apoyo: Distancia vertical entre el piano inferior de la bovedilla y el del ala de apoyo (hf). - Anchura de las alas de apoyo: Distancia entre los pianos verticales que limitan el ala de apoyo (bf). - Altura: Dimensión máxima en el sentido vertical, supuesta la bovedilla colocada en obra (H). - Anchura: Dimensión máxima exterior, en el sentido de la luz entre viguetas o nervios (B). - Longitud: Dimensión máxima en el sentido paralelo al eje de las viguetas, supuesta la bovedilla colocada en obra (L).

Figura 4.6.4.1.- Tipos usuales de forjados unidireccionales.

Figura 4.6.4.2.- Elementos geometricos de una bovedilla.

Según la función, se distinguen los tres tipos siguientes ( Figura 4.6.4.3 ) : Aligerantes, formantes y resistentes.

Figura 4.6.4.3.- Tipos de elementos estructurales.

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- Bovedillas aligerantes (A) ( Figura 4.6.4.4 ). Son aquellas cuya misión es servir de encofrado al hormigón del forjado. Son casetones cuyo fin es reducir el peso de los forjados reticulares. Existen diversos tipos aunque el más conocido es el triangular, combinándose cuatro piezas que dan un cuadrado de 50 a 70 cm. de lado y altura de 17 a 20 cm.

Figura 4.6.4.4 .- Forjado utilizando casetones triangulares. En las bovedillas aligerantes, se admitirá cualquier "pared fisurada", siempre que se cumpla que la carga de rotura a flexion, según la Norma UNE 67037, deberá ser en todas las probetas de la muestra superior a 1.0 KN. - Bovedillas resistentes (R) ( Figura 4.6.4.5 ). Son aquellas que además de servir de encofrado, se puede considerar a la cerámica en contacto con el hormigón como parte de la capa de compresión del forjado, formando una bóveda resistente de hormigón entre las viguetas. Sus dimensiones varían de 50 a 70 cm. de ancho y 25 cm. de largo, con una altura entre 17 y 20 cm. Se realizan piezas especiales de menor ancho y altura. Su parte superior es abovedada aunque se fabrican también planas. - Bovedillas resistentes con capa de compresión incorporada (RC). Son aquellas que forman parte de la capa de compresión del forjado, sin necesidad de hormigón sobre la parte superior de las mismas. Se conforman vigas y viguetas de hormigón armado. Existen numerosas patentes y formas, siendo ésta en general en U para colocar en la base o zona de tracciones. En las bovedillas resistentes y resistentes con capa de compresión, no se admitirán paredes fisuradas en su cara superior, en su cara inferior, en las alas de apoyo, ni en los tabiques verticales si estos no son más de cuatro. Si superan este número, podrá admitirse que uno de ellos sea "pared fisurada". La bovedilla cerámica constituye la mejor solución como pieza de aligeramiento de cualquier tipo de forjado. Entre sus propiedades físicas y mecánicas, hemos de señalar: - Su buen grado higrométrico. - Nula posibilidad de condensaciones. - Alta capacidad de aislamiento acústico y térmico. - Máxima garantía contra fisuraciones. - Buena resistencia a la flexión >180 KP, que le confiere gran seguridad en el trabajo. - Dimensiones regulares. - Máxima adherencia a hormigones, yesos o cualquier material de recubrimiento. - Buena absorción del agua.

125

´

Figura 4.6.4.5 .- Elementos formantes. Bovedillas.

Por su solidez y ligereza, la bovedilla cerámica permite a la empresa constructora y a sus operarios, una ejecución de las estructuras rápida y segura. Asimismo, las dilataciones medias, al ser la cerámica, un material muy inalterable, no sobrepasan los 0.01 mm/ml., con la siguiente evitación de aparición de desconchados, fisuras y roturas en los techos.

126

4.6.5.- Plaquetas ceramicas. Las plaquetas cerámica sirven para realizar revestimientos exteriores ( Figura 4.6.5.1 ). Sus características más importantes han de ser : impermeabilidad, ausencia total de eflorescencias y una durabilidad ilimitada, además de una fácil instalación y conservación. Todas estas cualidades junto con una completísima gama de modelos y piezas especiales ( Figura 4.6.5.2) hacen de la plaqueta, un elemento a considerar en la arquitectura de hoy.

Modelo Oporto

Modelo Levante

Modelo Aragon

Modelo Castilla

Modelo Guadarrama

Modelo Galicia

Modelo Bilbao

Modelo Inglés

Figura 4.6.5.1.- Revestimientos exteriores a base de plaquetas cerámicas.

127

Col. a b c d R Cod. a b c d R

Plaqueta 1.140 24 2 (1) Esquina en ángulo

2.015 24 5

Esquadra 1.160 24 11,5 (1) Esquina Roma 2.030 24 6 Medio largo 1.030 24 5,75 (1) Gárgola Recta 2.110 18 13 8,5 5,5 6 Esquadra Roma

1.240 24 11,5 (1) 2,5 Gárgola Cañón 2.120 13,5 11,5 10,5 3

Esquadra Roma 1 canto

1.250 24 11,5 (1) 6,5 Remate padieira curvo 24 cm. (7)

2.130 24 12 11,5 15,5

Terminal Romo 1.260 24 11,5 (1) Remate ventana 2.140 24 11,5 (1) Plaqueta en ángulo

1.620 24 11,5 (1) 2,5 (2)

(1) 5 cm./6,5 cm. (2) ángulo 120º/135º consulte ángulos

Figura 4.6.5.2.- Piezas especiales y sus dimensiones.

En la tabla 4.6.5.1 se dan las características técnicas de las plaquetas.

128

Tabla 4.6.5.1.- Características técnicas de las plaquetas cerámicas.

4.6.6.- Adoquines ceramicos. Bordillos. Son piezas de forma paralelepipédica que sirven para realizar pavimentos exteriores, generalmente, fuera de la vivienda: porches, rampas, accesos, aceras, etc... Las dimensiones pueden ser : 20 cm x 10 cm x 5 cm , 24 cm x 6 cm x 5 cm, etc. Los adoquines presentan frente a otros productos prefabricados ventajas indiscutibles que marcan las diferencias, como son: su gama de colores cálidos e inalterables en el tiempo que les confieren una belleza natural y duradera, sus cualidades físicas que les hacen resistir la acción de las heladas y los ambientes donde la contaminación, las lluvias ácidas y el resto de agentes agresivos acabarían con otros materiales, su

resistencia a compresión (que en algunos modelos supera los 1350 2

Kgf

cm), solo comparable a elementos de

piedra natural, su elevada resistencia al desgaste, su dureza frente al rayado y su excepcional resistencia a la flexotracción, que les permite obtener mejores resultados que piezas de hormigón de grueso muy superior, lo que se traduce en un menor peso de la pieza y un mayor rendimiento en su colocación. Todos los aspectos anteriores hacen de los adoquines cerámicos un producto de alta calidad que amplia las posibilidades existentes para proyectar los pavimentos de cualquier tipo de espacio.

129

ROJO ROJO GRIS

RUSTICO LISO RUSTICO

TENERE TUAREG GRIS LISO

Figura 4.6.6.1.- Adoquines ceramicos. Terminaciones y tonalidades. Disposición posible. Por su parte, en la figura 4.6.6.2 se representan dos formas de realizar un pavimento con adoquines cerámicos.

Figura 4.6.6.2.- Procedimientos para realizar un pavimento con adoquines cerámicos.

130

En la tabla 4.6.6.1 se dan las características técnicas de los adoquines cerámicos.

Tabla 4.6.6.1 .- Características técnicas de los adoquines cerámicos Klinker y prensados.

Características Técnicas Klinker Palo de Rosa

Klinker Rojo,

Avellana y Venecia

* Dimensiones nominales mm 198 x 98 x

50 * 197 x 97 x

48 *

Soga y tizón

± 3 ± 3 Tolerancias sobre el valor nominal

Grueso ± 2 ± 2

Soga y tizón

4 4 Tolerancias dimensionales. Rango (mm)

Grueso 3 3

Absorción de agua < 6 % < 2 %

Densidad aparente (kg/dm3) 2,10 2,30

Resistencia al hielo No heladizo No heladizo

Resistencia a la abrasión (vol. materia perdida)

310 mm3 215 mm3

Resistencia a la flexión DIN 15,3 N/mm2

(156 Kp/cm2)

18 N/mm2 (183

Kp/cm2)

Resistencia a la flexión Proy. Norma Europea

135 N/mm (138 Kp/cm)

150 N/mm (153 Kp/cm)

Resistencia a la compresión 95 N/mm2

(970 Kp/cm2)

135 N/mm2 (1383

Kp/cm2)

Dureza Mohs 7 7

*Dimensiones sin los separadores Finalmente, en la figura 4.6.6.4 puede verse un bordillo cerámico.

Figura 4.6.6.3.- Bordillo cerámico

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4.6.7.- Baldosas cerámicas (Figura 4.6.7.1). También llamadas losetas, rasillas o atobas, son piezas delgadas con una cara lisa y otra estriada para mejor agarre al mortero. Se utilizan en pavimentos y revestimientos. Producto cerámico elaborado con arcillas especiales, que al ser cocida a alta temperatura consigue una absorción menor del 6 % y una gran resistencia

y densidad mayor a 2 3

g

cmg.

En cuanto a calidades, existen el baldosín catalán, realizado con arcillas seleccionadas y la atoba de Aspe, menos fina. Las formas varían desde piezas rectangulares y cuadradas a poligonales y las dimensiones de 24x24 cm, 20x20 cm, 12x24 cm , 12x12 cm, 10x10 cm, etc...

Figura 4.6.7.1.- Baldosas cerámicas. 4.6.8.- Tubos . Podemos hablar de los siguientes tipos: Saneamiento (Figura 4.6.8.1): Se fabrican en pequeño formato de 50 a 60 cm. de longitud y 10 cm de diámetro, con gres vidriado interiormente. Actualmente también existen piezas de grandes dimensiones para redes urbanas. Los tubos de gres se construyen con arcilla molida y agua. Cuando adquieren la forma definitiva, se desecan y se hornean. El gres es un material que no se corroe por acciones bioquímicas, las juntas de los tubos son de enchufe y cordón con aro de goma. Las cualidades de los tubos y accesorios de gres son: - Resistencia a la acción de agentes químicos (todos los ácidos menos el Hidrofluorito). - Fluidez Hidráulica importante, Coeficiente de rugosidad K=0.002 mm., en tuberías rectas y K=0.15 mm en tuberías con muchos empalmes.

- Resistencia mecánicas a cargas de tráfico y peso del terreno. - Impermeabilidad, puede soportar presiones puntuales hasta los 10 m.c.a. - Resistencia a las temperaturas extremas, soporta entre -10ºC a 70ºC.

132

Figura 4.6.8.1.- Tubos de saneamiento cerámicos. Humos y olores: Conductos de ventilación. Para conductos verticales se fabrican piezas rectangulares con varias cámaras ( Figura 4.6.8.2). Existen piezas con un cilindro circunscrito interior que reduce el depósito de partículas ( Figura 4.6.8.3 ) . Las dimensiones de las piezas pueden ser 20x20x25 cm. 20x20x40 cm. o 20x20x55 cm.

Figura 4.6.8.2.- Conductos de ventilación.

Figura 4.6.8.3.- Conductos de ventilación con superficie cilíndrica circunscrita

133

En las figuras 4.6.8.4 y 4.6.8.5 puede verse el montaje de los conductos de ventilación sencillos y dobles respectivamente.

Figura 4.6.8.4.- Montaje de los conductos de ventilación sencillos

134

Figura 4.6.8.5.- Montaje de los conductos de ventilación dobles.

135

4.6.9.- Piezas especiales. Se fabrican una gran variedad de piezas destinadas a construcción, debido a la gran facilidad de moldeo de las arcillas. Destacan de entre ellas las siguientes:

Celosías (Figura 4.6.9.1). Piezas destinadas a cerramiento parcial o vallados, ya que permite el paso del aire y en parte la luz y la visión. Se fabrican en muy diversas formas, aunque la más generalizada es la cuadrada o rectangular.

Figura 4.6.9.1.- Diferentes formas de celosías.

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Vierteaguas o albardillas (Figura 4.6.9.2). Para ventanas y antepechos de terrazas. Son piezas delgadas con goterón en un extremo para la evacuación del agua. Se fabrican vidriadas o porosas, siendo éstas de arcillas seleccionadas y muy compactas. Dimensiones 10x20x2 cm.

(a) (b) (b)

Figura 4.6.9.4.- (a).- Albardillas. (b).- Vierteaguas Cornisas (Figura 4.6.9.3).

Figura 4.6.9.4.-Cornisas.

Pasamanos (Figura 4.6.9.4).

Figura 4.6.9.4.- Pasamanos cerámico.

137

4.6.10.- Ladrillos especiales y piezas compuestas. Ladryeso. Arcilla y yeso, dos de los materiales más utilizados por el Arcilla y yeso, dos de los materiales más utilizados por el hombre para la construcción a lo largo de la historia, son hoy en día la sólida base para la fabricación de LADRYESO (Figura 4.6.10.1).

Figura 4.6.10.2.- Formatos de ladryeso Ladryeso es un elemento de gran formato compuesto por un núcleo de ladrillo revestido de escayola. Sus caras son totalmente planas y presenta testas moldeadas con uniones machihembradas. No necesita mano de obra especializada para su instalación (Figura 4.6.10.2).

Figura 4.6.10.2.- Instalación del ladryeso Esta indicado para paredes divisorias internas, así como para la realización de cámaras aislantes, siendo perfectamente utilizable para paredes de baños y cocinas. Ladryeso puede colocarse sobre forjados o pavimentos y reduce el número de juntas y la cantidad de mortero a utilizar. Además posee una excelente planimetría debido al perfecto calibrado de sus cuatro caras machihembradas, su secado rápido y no genera escombros Sus características son: - Buena resistencia a flexión originada por el alma cerámica que tiene, permite el apoyo de grandes pesos sin ningún tipo de deformación o rotura (Tabla 4.6.10.1). - Alta dureza superficial, que permite ser inalterable ante roces y golpes, conseguida gracias a la calidad de las escayolas (Tabla 4.6.10.1). - Su excelente planeidad, consigue un acabado perfecto, sin imperfecciones (Tabla 4.6.10.1).

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Tabla 4.6.10.1.- Caracteristicas técnicas según norma UNE 136001/136002.

- Gran amortiguación acústica (Tabla 4.6.10.2):

Tabla 4.6.10.2.- Aislamiento acústico

La conductividad térmica y la resistencia al fuego se dan en la tabla 4.6.10.3.

Tabla 4.6.10.3.- Conductividad térmica y la resistencia al fuego del ladryeso.

Ladryeso térmico (Figura 4.6.10.3). Con la técnica de fabricación e instalación de Ladryeso térmico, se incorpora un aislamiento a una de las caras de la pieza cerámica y, por tanto, a la hoja interior de la fachada, consiguiéndose la solución técnica adecuada para el confort térmico. Los beneficios que se consiguen son: - Aislamiento incorporado en cara caliente. - Homogeneidad del aislante. - Espesor uniforme y, por tanto, características constantes. - Obra seca - Sin problemas de condensaciones. - Fácil instalación. - Previene que el aislamiento absorba humedad, cumpliendo la norma NBE – CT - 79

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Figura 4.6.10.3.- Ladryeso térmico. Detalle de la hoja de la fachada En la tabla 4.6.10.4 se dan las caracteristicas técnicas del ladryeso térmico

Tabla 4.6.10.4.- Caracteristicas técnicas del ladryeso térmico.

Termicón. Es una pieza sándwich compuesta por dos elementos cerámicos que llevan en el medio un material aislante, como es poliestireno o la lana de roca. (Figura 4.6.10.4). Con termicón se consigue cubrir y aislar en una sola fase, convertiéndose en la solución ideal y más rentable para cubiertas, proporcionando un óptimo resultado como aislante bajo teja en una sola fase. Los beneficios del producto son: - Sin puentes térmicos, por lo que responde a un comportamiento como aislante de máxima calidad. Máximo confort con

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un importante ahorro energético. - Sistema de cubierta aislante cerámico tipo sandwich. - Gran resistencia a la flexotracción, por lo que la cubierta es segura y consistente (100% transitable). - Material estable al tiempo. - Fabricación tecnológicamente precisa. - Material ecológico, inocuo para la salud. Nivel de emisión de humos nulo. y los beneficios de instalación los siguientes: - Rapidez y facilidad de ejecución. Mayor rentabilidad en la obra. - Garantiza mayor seguridad laboral, cubierta 100% transitable. - Gran variedad de posibilidades decorativas en acabados. Ideal para techos vistos.

Figura 4.6.10.4.- Termicón.

En la tabla 4.6.10.5 se dan las caracteristicas técnicas, térmicas y acústicas del termicón.

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Tabla 4.6.10.5 .- Caracteristicas técnicas, térmicas y acústicas del termicón.

Piezas de elevado aislamiento acustico. Acusper. Acusper es un ladrillo perforado (Figura 4.6.10.5), con un sistema evolucionado de perforaciones para la realización de muros simples de separación de viviendas que proporcionan al tabique divisorio, unas excelentes prestaciones acústicas. Permite un aislamiento acústico al ruido aereo mayor de 50 dBA.

Figura 4.6.10.5.- Ladrillo perforado Acusper. Características técnicas. En la tabla 4.6.10.6 se dan las caracteristicas térmicas y acústicas del Acusper.

Tabla 4.6.10.6 .- Caracteristicas térmicas y acústicas del Acusper.

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Acustistac. ACUSTISTAC es el resultado de la evolución natural de la construcción en el campo del aislamiento acústico para tabiquería. Es un sistema de ensamblado en tres capas conformadas mecánicamente en una sola pieza, formando un panel sandwich que integra la cerámica tradicional con un material absorbente acústico (lana de roca, fibra de vidrio, etc.) (Figura 4.6.10.6). Los beneficios del producto son: - Sistema acústico tipo sandwich. Aislamiento al ruido aéreo > 53 dBA. - Diseño específico para alojar fácilmente instalaciones y cableado. - Ligero como tabiquería. Espesor 14 cm, por lo que no reduce superficie habitable. - Sin puentes térmicos, por lo que responde a un comportamiento como aislante de máxima calidad. - Material estable al tiempo. - Material ecológico, inocuo para la salud. Nivel de emisión de humos nulo. - Máximo confort con un importante ahorro energético. y los neneficios de instalación son los siguientes: - Rapidez de ejecución y mayor rentabilidad en la obra. - Manejo sencillo en obras y montajes. - Producción de escombros mínima.

(a)

(b)

Figura 4.6.10.6.- (a).- Acustistac 32x50x14 (b).- Acustistac 32x50x16

En la tabla 4.6.10.7 se dan las caracteristicas técnicas, térmicas y acústicas del acustistac.

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Tabla 4.6.10.7 .- Caracteristicas técnicas, térmicas y acústicas del acustistac

Acusticarcilla. Es un ladrillo cerámico de 5 perforaciones en tabla (Figura 4.6.10.7), que representa una solución acústica de altas prestaciones, que va más allá de los límites habituales de aislamiento sonoro de otras opciones del mercado.

Figura 4.6.10.7.- Ladrillo perforado de altas prestaciones acústicas. En la tabla 4.6.10.7 se dan las caracteristicas técnicas ,acústicas y frente al fuego y en la 4.6.10.8 la comparación con el aislamiento acústico de otros sistemas .

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Tabla 4.6.10.7.- Caracteristicas técnicas ,acústicas y frente al fuego.

Aislamiento Acústico: UNE-EN ISO 717-1:1997 51.(-2;-5)db

NBC-CA 88 R(A) 50,1 db(A)

R: 120 Comportamiento frenta al fuego: M0

Tabla 4.6.10.8.- Comparación con el aislamiento acústico de otros sistemas.

Acustiarcilla 50 Termoarcilla 14 1 pie ladrillo cerámico

100 mm Aislante Acústico 50 dbA 46 dbA 45 dbA

Espesor de la pared 14 cm 17 cm 27 cm

Pérdida de espacio por cada 10m lineales de pared comparándolo con

Acustiarcilla

- 0,3 m2 1,3 m2

Es de fácil y rápida instalación, ya que no necesita mano de obra especializada, utiliza como material de agarre mortero habitual y se enluce con 1,5 cm de yeso por cada lado. Se recomienda rellenar los huecos internos con mortero, evitando que coincidan rozas por ambas caras.

Medidas: 250x122x68 mm Revestimiento: 1-1,5 cm de yeso por cada cara

Peso Ud.: 3'00kg +/- 5% Espesor de muro terminado 14 cm

Peso/m2 de la solución constructiva

(acustiarcilla+mortero+yeso) 215 kg/m2 (acustiarcilla+mortero+yeso)

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4.7.- PROPIEDADES Y ENSAYOS. Las propiedades a exigir a un producto cerámico son en esencia las mismas que para los pétreos naturales con alguna particularidad. Veamos estas propiedades y la forma de controlarlas a partir de los ensayos.

Los criterios de rechazo de las piezas cuando no se cumplan las exigencias, figuran en las normas UNE 67019 y NBE-MV-201/1972.

4.7.1.- Ensayos organolépticos.

Nos determinan por observación visual de forma rápida y sencilla, una serie de datos sobre el material que luego será preciso comprobar en laboratorio.

- Propiedades físicas: Color, grietas, mellas y deformaciones. Los ladrillos de la clase V tendrán una coloración uniforme, aunque podrán presentar variaciones en tonos e intensidad siempre que se mantenga una entonación homogénea a lo largo de todo el suministro de la obra. Los ladrillos de la clase V coloreados superficialmente se someterán a un ensayo de cocción en horno eléctrico a 600 ºC durante dos horas, no debiendo sufrir las superficies de las caras coloreadas variaciones de color ni de aspecto.

- Propiedades mecánicas: En base al color se puede intuir el contenido de hierro que está en relación directa

con la resistencia mecánica. - Propiedades químicas: Como primera aproximación a la alterabilidad de la pieza está la observación de caliches en forma de puntos blancos. Fisura: Hendidura mas o menos irregular que afecta a la totalidad del espesor de una pared del ladrillo. Caliche: Grano de oxido cálcico, producido durante la cocción del ladrillo, que se expansiona al hidratarse dando lugar a la aparición de desconchados. Desconchado: Desprendimiento de una parte superficial del material que hace aparecer un cráter mas o menos profundo en el ladrillo de dimensión media superior a siete milímetros. La dimensión media de un desconchado es la media aritmética de los lados del menor rectángulo circunscrito. Los desconchados no producidos por caliche no se consideraran por no ser un problema de recepción del material en obra. Exfoliación: Todo defecto originado en el moldeo consistente en una estructura hojosa o laminar del ladrillo. 4.7.2.- Ensayos físicos. Color, mellas, deformaciones o desviaciones de aristas correctamente medidos, nos permiten comprobar si las piezas cumplen los criterios de clasificación de la norma UNE.

La norma UNE 67030, establece los ensayos de planicidad de caras y dimensiones para ladrillos. El tamaño de la muestra será de 5 probetas. Las probetas para la medición de dimensiones y comprobación de la forma de ladrillos serán piezas enteras.

146

Los aparatos a emplear serán (Figura 4.7.2.1):

- Regla graduada para medida de longitudes con exactitud no inferior a 1 mm. - Desviómetro para medida de flechas con exactitud no inferior a 1 mm.

En cada ladrillo se medirá : - La longitud o soga efectuando una sola medida en el eje de la cara vista (V), o en uno de los cantos si no es ladrillo cara vista (NV).

- La anchura, o tizón midiendo el eje de cada una de las dos testas y tomando su valor medio. - El grueso, realizando una sola medida en el eje de la cara vista o en uno de los cantos si no es ladrillo cara vista.

La curvatura y alabeo de los ladrillos cara vista (V) se determinara midiendo la flecha en una de las diagonales de cada una de las tres caras vistas (un canto y dos testas), e igualmente en una de las tablas. En los ladrillos que no sean cara vista (NV) bastara con medir la flecha en la diagonal de una tabla y un canto. La medición se realizara con el desviometro apoyando la punta fija en un extremo de la diagonal y desplazando el cursor de la punta deslizante hasta que esta apoye en el otro extremo (Figura 4.7.2.1). El micrómetro se situará en el punto de máxima flecha, no teniendo en consideración los defectos locales. Todas las medidas se realizaran con exactitud de 1 mm. También se podrá emplear para esta medición una regla y una galga en forma de curia (Figura 4.7.2.1)).

Figura 4.7.2.1.- Desviometro y cuña y regla para medir flechas.

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Densidad: La densidad real varía de 2.05 a 2.5 Kg/dm3 según el contenido de metales pesados como el Fe. La densidad aparente se determina teniendo en cuenta como porosidad los huecos artificialmente creados en las piezas, por lo que puede ser inferior a la unidad cuando éstas sean muy huecas. En ladrillos, oscila entre 1 Kg/dm3 para los huecos, 1.7 para los perforados y 1.9 en los macizos, con valores de 2.3 - 2.4 para productos vitrificados. Ambos valores nos dan idea de la ligereza de la cerámica como material de construcción, de gran interés en alguna aplicación. La masa de los ladrillos perforados desecados será, como mínimo, la siguiente:

Cuando el grueso nominal del ladrillo no coincida con los indicados en la tabla se tomara el valor más próximo. Porosidad y Compacidad: Se determinan como en los pétreos naturales al igual que las densidades. La porosidad es enormemente importante por su relación con otras propiedades, tanto físicas como mecánicas y químicas. Hay que tener en cuenta la porosidad abierta Pa y la cerrada Pc, teniendo en cuenta que en Pa se miden los huecos artificiales.

Propiedades físicas relacionadas con la porosidad y el agua. Absorción de agua: Cantidad de agua que es capaz de absorber una pieza expresada en % de su peso en seco (Norma UNE 67027). Las probetas para el ensayo de absorción especifica de ladrillos macizos perforados o huecos, serán ladrillos enteros. El tamaño de la muestra será de tres probetas.

148

Las probetas se desecan en estufa a 100 °C, pesándolas a las 21 y a las 24 h de desecación. Si la diferencia de peso es inferior al 0.1 % se dan por desecadas. En caso contrario, se continua desecando y pesando hasta que la diferencia entre pesadas consecutivas sea inferior al Iímite señalado. El intervalo mínimo entre pesadas consecutivas será de tres horas. La ultima pesada es el peso en seco, Gs. Después de enfriadas al aire, las probetas se introducen de canto en un tanque de inmersión de forma que su inmersión completa se consiga en un tiempo mínimo de tres horas. A las 24 h de comenzar la inmersión, se saca del agua cada probeta, se seca con un paño húmedo y se pesa, volviendo a introducirla en el agua. Cada 24 h se continua pesando hasta que dos pesadas conse-cutivas difieran en menos de 0.1 % . La ultima pesada es el peso después de la absorción, Ge. El agua absorbida es la diferencia entre Ge y Gs. La absorción A de cada probeta, se calculara mediante la aplicación de la expresión siguiente:

100e s

s

G GA

G

−=

El peso a saturación (Ge ) depende del volumen de huecos accesibles al agua. La absorción especifica que se tomara coma resultado del ensayo será la media aritmética de los resulta-dos obtenidos con las tres probetas. Capilaridad o succión: Es la velocidad inicial con la que el ladrillo toma agua por capilaridad, medida en gramos de agua absorbidos por cada cm2 de superficie puesta en contacto con el agua en un minuto, que mide la capacidad de imbibición de agua por capilaridad mediante inmersión parcial del ladrillo en un periodo corto de tiempo, es decir es la cantidad de agua que puede ascender por tensión capilar en una pieza ( Norma UNE 67031). El numero de piezas de la muestra será de 6 ladrillos Se pesa cada ladrillo con precisión de 0.1 g y se deseca a una temperatura comprendida entre 100 y 110 °C hasta peso constante, Pi. Se mide el área Ai de la cara de la pieza que va a estar en contacto con el agua, con precisión del 1 %, descontando el área de los taladros en tabla en caso de que existan. En una bandeja nivelada, se añade agua hasta que queden cubiertos unos apoyos para los ladrillos, unos 3 mm manteniendo el nivel constante durante todo el ensayo. Cada pieza se coloca en posición de tabla, se asienta sobre los apoyos y se mantiene así durante 1 minuto. Se saca el ladrillo, se seca superficialmente con un paño escurrido y se obtiene su peso, Qi en gramos. La succión , Si , de cada pieza, expresada en gramos por centimetro cuadrado y minuto con precisión de 0.01 g/cm2 .min, viene dada por la formula:

Si = i iQ P

A

−

donde: Qi = Peso en gramos del ladrillo después de la inmersión Pi = Peso en gramos del ladrillo antes de la inmersión. Ai = Area en centimetros cuadrados de la tabla del ladrillo descontando los taladros.

Como resultado del ensayo se dará el valor individual de la succión de cada uno de los ladrillos y el valor medio de los seis.

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El pliego de condiciones técnicas particulares podrá fijar el limite de succión de agua de los ladrillos. En ningún caso deberá ser superior a 0.45 g /cm 2 por minuto. La practica de sumergir brevemente en agua los ladrillos antes de su colocación es aconsejable en cualquier caso e imprescindible si la succión es mayor de 0.15 g/cm 2.minuto, para evitar la deshidratación del mortero que puede ocasionar problemas de penetración de agua a través de las fabricas. La Norma UNE 67019 sólo establece que los ladrillos cuya succión sea superior a: 0.10 g/cm2.min. deberán humedecerse antes de su colocación. Permeabilidad. Movimiento de un fluido (líquido o gas) en el interior de un cuerpo por diferencias de presión. Los ensayos dan resultados dudosos pero es importante en piezas vistas que los valores sean bajos.

Heladicidad. Lo que determinamos con el ensayo de heladicidad es el comportamiento de los ladrillos frente a la acción del hielo, que es indicativo de su durabilidad. El agua penetra en la capilaridad del ladrillo en el interior de los poros accesibles y una disminución de la temperatura por debajo de los 0 ºC provoca que se transforme en hielo, el cual ocupa un volumen mayor y por lo tanto, ejerce una presión intersticial. A través de este ensayo, sometiendo el ladrillo a ciclos hielo y deshielo, se detectan fallos de fabricación, especialmente de cocción, que pueden afectar a la durabilidad del mismo. Por ello este ensayo se considera preceptivo para ladrillo visto independientemente de las características climáticas del emplazamiento de la obra. Un ladrillo ha sido bien (cocido) cuando dentro de su masa se ha formado una estructura cerámica adecuada. Sin embargo no es posible determinar por el aspecto u otros ensayos sencillos si tal estructura ha tenido lugar. Para personas muy familiarizadas con un determinado ladrillo, el color puede ser suficiente para conocer su grado de cocción, pero para el que lo vaya a utilizar puede ser completamente engañoso. El sonido metálico y campanil, claro y agudo, que se obtiene cuando se golpea con un cuerpo duro o con otro ladrillo, puede ser también una buena indicación para el experto . Pero, obviamente, este criterio no puede aplicarse a todos los ladrillos. La resistencia al hielo del material se define por la disminución de la resistencia a la compresión de las probetas antes y después de 25 ciclos de hielo y deshielo (Norma UNE 67028). Se toman diez ladrillos y se numeran del 1 al 10. Se cortan por la mitad según un plano paralelo a la testa denominando A y B a cada una de las dos mitades correspondientes a un mismo ladrillo. Los diez medios ladrillos A serán sometidos al ensayo de heladicidad. Los otros 10 medios ladrillos B se reservaran para el ensayo comparativo de resistencia a la compresión. Para la realización de éste ensayo se necesitan los siguientes aparatos: - Cámara frigorífica capaz de mantener la temperatura de -15 ± 5 °C durante el tiempo de duración del ensayo.

- Tanque de deshielo con las medidas necesarias para permitir la inmersi6n completa de las probetas. Se introducen los 10 medios ladrillos A en el tanque de deshielo durante 48 h a una temperatura de 1 5°±5 °C, de forma que la inmersión completa de las probetas se produzca gradualmente en un tiempo minimo de tres horas. Transcurridas las 48 h. se sacan del agua y se dejan escurrir durante 1 minuto y se introducen en la cámara frigorífica de forma tal que no exista contacto entre ellos ni con las paredes de la cámara. Se mantienen así durante 18 h.

150

Seguidamente se introducen en el tanque de deshielo durante 6 h. Este ciclo de hielo - deshielo se repite 25 veces. Completados los 25 ciclos de hielo y deshielo, se procede a la inspección ocular de las piezas, comprobando que durante el ensayo no se han producido roturas, exfoliaciones, ni desconchados de dimensión media superior a 15 mm en ninguna pieza, o que aparezca más de 1 pieza fisurada. Si se presenta alguno de estos defectos, se califica al ladrillo como heladizo (entonces el informe del laboratorio deberá ir acompañado de fotografías mostrando los defectos observados). Durante cualquier período de interrupción del ensayo, las probetas se mantienen en la cámara frigorífica. Se pueden utilizar ciclos de 5 horas de congelación y 1 hora de deshielo, siempre que la cámara sea capaz de alcanzar los -8 ºC + 3 ºC en un máximo de 2 horas, después de meter los ladrillos. La velocidad de descenso de la temperatura, en ambos casos, no será superior a 20 ºC / h. En caso de duda o de no observación de los defectos anteriores, se procederá a realizar el ensayo comparativo de resistencia a la compresión según la norma UNE 67-026. Para ello se tomaran los 10 medios ladrillos A de dos en dos y de forma correlativa para confeccionar 5 probetas (1 A con 2A, 3A con 4A, etc). Con la serie B se procederá de forma análoga. Obtenidos los resultados del ensayo de resistencia a la compresión se calificara el ladrillo según los siguientes valores del coeficiente K:

K > 0.8 no heladizo 0.8 > K > 0.7 potencialmente heladizo K < 0.7 heladizo

Siendo K = RA/RB donde: RA = Valor medio de la resistencia de las probetas de la serie A

RB = Valor medio de la resistencia de las probetas de la serie B. Los ladrillos de clase V deberán obtener la calificación de (no heladizo), mientras que los ladrillos de la clase NV no precisan este requisito. Expansión por humedad. Es el aumento en las dimensiones, producido en multitud de materiales, por efecto de la humedad. No existe ninguna referencia a un valor máximo de expansión por humedad que deba cumplir el ladrillo visto. La Norma UNE 67020 de bovedillas habla de un valor medio máximo de 0.55 mm/m, no superando individualmente el valor de 0.65 mm/m. Es un fenómeno lento, que de forma natural se produce a lo largo de varios años. Sin embargo se sabe que, en las primeras 2-3 semanas desde la salida del horno, se produce hasta un 25 % de la expansión total: un ladrillo cuya expansión total sea de 0.6 mm/m habría expandido 0,15 mm/m en unos 15 ó 21 días Para conocer la expansión por humedad sin esperar tanto tiempo se utiliza el método descrito en la Norma UNE 67036. Se cortan 6 probetas, que serán forma de paralelepípedo recto rectangular, se obtendrán por corte en húmedo de la pieza, estando sus dimensiones comprendidas entre:

- 200 mm y 300 mm para la longitud. - 30 mm y 70 mm para el ancho.

151

El espesor será el de la pared de la pieza, con un máximo de 30 mm Tras el corte de las probetas, en cada extremo de las mismas, se practicara una cavidad semiesférica. Dichas cavidades permitirán el acoplamiento adecuado de las puntas del aparato de medida, las cuales serán de forma semiesférica y con un diámetro ligeramente inferior al de la cavidad. El aparato de medida tendrá una precisión de 0.002 mm.

Figura 4.7.2.2.- Aparato de medida : comparador.

Medir con el calibre cada probeta anotando su valor, L0 (mm). Esta medida se realizará con una precisión de 0.1 mm. Mantener las probetas durante 48 h en la estufa a 60 °C ± 5 °C, dejándolas enfriar hasta temperatura ambiente en el interior del desecador. A continuación se procederá a medir con el comparador dos veces cada probeta, cambiándola de posición y anotando el valor medio de cada una, L1 (mm). Seguidamente introducir las probetas en un horno eléctrico a temperatura ambiente. La velocidad de calentamiento será tal que se alcance la temperatura de 600 °C en un tiempo mínimo de 2 h, manteniéndose a dicha temperatura durante 6 h. Las probetas se enfriaran dentro del horno durante un tiempo mínimo de 2 h, hasta que su temperatura alcance 110 °C, colocándolas a continuación dentro del desecador donde se enfriaran hasta temperatura ambiente. Seguidamente se procederá a medir con el comparador dos veces cada probeta, cambiándola de posición y anotando el valor medio de cada una, L2 (mm). Sumergir las probetas en un recipiente con agua hirviendo, durante un tiempo de 24 h. Extraerlas del recipiente y dejar enfriar hasta alcanzar la temperatura ambiente, que deberá ser la misma en que se realizaron las medidas anteriores. Medir con el comparador dos veces cada probeta, cambiándola de posición y anotando el valor medio de cada una, L3 (mm). Para cada probeta se determina el valor de la expansión por humedad como:

3 2

0

1000L L

AL

−= en mm/m

El valor de la expansión potencial, se expresara para cada probeta como:

3 1

0

1000L L

BL

−= en mm/m

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Mientras que la expansión por humedad, es el incremento total de las dimensiones que puede sufrir una pieza cerámica desde que sale del horno de fabricación, la expansión potencial corresponde al diferencial que le restaría por crecer, a partir de un momento más o menos alejado de la fecha en que fue cocida (Figura 4.7.2.3).

Figura 4.7.2.3.- Expansión total por humedad y expansión potencial. En los últimos tiempos, se ha convertido en un recurso simplista, el acusar a la expansión por humedad de los ladrillos cerámicos de todas las fisuras y grietas, aparecidos en las obras. Sin embargo, hay que tener presentes otros muchos factores:

• Dilatación térmica, • Asentamiento del edificio, • Defectos de cimentación, • Movimientos de la estructura, • Deformaciones de los forjados, • No-utilización de juntas de dilatación o colocación a distancias mayores que las recomendadas (15

metros), • Ejecución incorrecta de las juntas de dilatación

Los ladrillos hidrofugados tienen ventaja para la expansión por humedad, ya que al ponerlos en contacto con agua (se hidrofugan por inmersión) se observa que ya en la primera semana se acelera la expansión entre un 15 y un 25 %, de este modo queda menos expansión por hacer en la obra (Figura 4.7.2.4).

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Figura 4.7.2.4.- Expansión por humedad de un ladrillo hidrofugado y sin hidrofugar. Ejemplo: un ladrillo que expandiría 0,15 mm/m en dos semanas, si lo hidrofugamos, expandirá 0,18 mm/m. Otras propiedades físicas de interés. Dureza: Se mide por rayado en la escala de Mohs. Es importante para uso en pavimentos. En piezas de gres puede llegar a 7. Conductividad térmica: Cantidad de calor que pasa en una hora por una pieza de 1 m2 de superficie y 1 m. de longitud, existiendo entre sus caras un gradiente de Temperatura de 1° C. Los cerámicos son poco conductores cuando son porosos. Dilatación térmica: Aumento de longitud de una pieza por efecto del calor. Los cerámicos tienen gran estabilidad volumétrica pero son sensibles a cambios térmicos y también a los de humedad. Resistencia acústica: Al paso del sonido medido en Db. Los cerámicos son materiales rígidos y actúan como cajas de resonancia en sus zonas huecas. Las piezas macizas son buenos aislantes. 4.7.3.- Ensayos mecánicos. Son de gran importancia en los diferentes usos de los materiales cerámicos.

Resistencia a compresión: Se denomina resistencia a la compresión del ladrillo, la tensión aparente de rotura determinada en el ensayo descrito a continuación, ejerciendo esfuerzo axial de compresión en dirección perpendicular a la tabla o cara mayor del ladrillo.

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El tamaño de la muestra para realizar este ensayo es de siete ladrillos, los cuales de cortan transversalmente por serrado. A continuación, se superponer las dos mitades correspondientes de cada ladrillo por su tabla, previamente humidificadas, de forma que se cumplan !as dos condiciones siguientes (Figura 4.7.3.1):

(a).-Que las dos mitades de un mismo canto estén en el mismo plano. (b).- Que las dos testas estén en el mismo plano.

Los dos medios ladrillos se unen mediante una capas de mortero de espesor no superior a 5 mm. También es necesario recubrir las caras de la probeta, normales a la dirección del esfuerzo, con una capa de mortero de espesor no superior a 5 mm, con objeto de conseguir la planicidad y el paralelismo entre las caras. Se tomaran las debidas precauciones para evitar el relleno de los huecos por el mortero. El mortero tendrá una dosificación ponderal (1:3) de cemento y arena normalizada, con una relación en peso agua/cemento de 0.5. Una vez confeccionadas las probetas se dejaran fraguar y endurecer al aire un tiempo mínimo de 24 horas sumergiéndolas a continuación en agua durante 48 h antes de proceder al ensayo. Se utilizara un máquina de ensayo provista de una rotula de segmento. Todas las probetas se han de ensayar sometiéndolas a un esfuerzo normal, aplicando la carga centrada en la cara superior de la probeta. La velocidad de la carga no será superior a 9.8 Mpa/min. Los resultados de resistencia a la compresión se obtendrán aplicando la formula siguiente:

σ =c

F

A

en la que: σc = Resistencia a la compresión.

F = Carga máxima que admite la probeta. A = Area media de las bases superior e inferior sin descontar orificios.

Se dará el valor individual de cada una de las probetas y el valor medio de las siete.

Figura 4.7.3.1.- Probeta para la determinación de la resistencia a la compresión.

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Es criterio de no admisión según norma UNE 67.026-84:

- Ladrillos macizos < 100 Kgf/cm2 , < 10 MPa - Ladrillos perforados < 100 Kgf/ cm2 , < 10 MPa - Ladrillos huecos < 50 Kgf/ cm2 , < 5 MPa

Resistencia a la tracción:

Es aproximadamente 1

5 de la de compresión, lo que supone un valor alto en relación a los pétreos naturales.

Resistencia a la flexión: Importante en tejas y pavimentos. Se realiza según norma DIN 51090 hasta rotura. En piezas de gres se alcanzan hasta 500 Kgf/cm2 aunque los valores normales rondan los 200 Kgf/cm2. Adherencia a morteros: Muy importante sobre todo en fábricas. Se realiza con probetas similares a las de compresión pero aplicando un esfuerzo de tracción. Con morteros bien dosificados y piezas rugosas, la adherencia es tal que la rotura se produce a veces por la pieza y no por la junta. Resistencia a la abrasión: Se mide por el desgaste en peso de la pieza al aplicar un disco con abrasivo de corindón y comprobando la huella que deja. (Ensayo PEI). Se clasifican según el desgaste en PEI- 1, 2, 3 o 4. 4.7.4.- Ensayos químicos. No se comprueba la composición de las piezas. La propiedad más importante es la durabilidad o resistencia a agentes atmosféricos que se puede ensayar por procesos acelerados. Se deben comprobar los siguientes aspectos. Caliches: Los caliches son gránulos de cal viva producidos en la cocción por la descarbonatación de las calizas y los fósiles marinos..

CaCO3 + Coccion ⇔ CaO + CO2 Su presencia se detecta visualmente por el color blanco. Con la humedad ambiente aumenta de volumen y da lugar a desconchados.

Ca O + H2O → Ca OH La norma que se utiliza para la determinación de inclusiones calcáreaa es la Norma UNE 67039, que tiene por objeto definir un método de ensayo para determinar la presencia de inclusiones calcáreas (caliche), en las bovedillas, ladrillos, tejas y bloques de arcillas cocida utilizados en construcción.

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Tras examinar cuidadosamente las probetas por sus caras, se marcaran los cráteres existentes. A continuación se colocan las probetas sobre un recipiente al baño de vapor durante 3 h. En los productos de "cara vista", tales como ladrillos y tejas, se colocara dicha superficie vista hacia abajo, frente al flujo de vapor. La distancia entre la superficie inferior de la pieza y el nivel de agua estará comprendido entre 5 cm y 10 cm durante el tiempo de duración del ensayo. Pasado este tiempo, se examinan nuevamente, anotando el ni mero y la dimensión media de los nuevos cráteres. La dimensión media de un cráter, es la media de las longitudes de los lados del menor rectángulo circunscrito. Ejemplo:

Solo se consideraran los cráteres con diámetro medio superior a 7 mm, agrupándose en dos categorías: a).- de 7mm a15mm; b).- superiores a 15 mm. Coma resultado del ensayo, se dará el número de cráteres por decímetro cuadrado del tipo a) en la probeta que más tenga, y el total de cráteres del tipo b) en el conjunto de las 6 probetas. La valoración se efectúa dividiendo eI número total de cráteres de la probeta, por la superficie de la(s) cara(s) Una pieza desconchada es la que tiene más de un desconchado (cráter de dimensión media superior a 7 mm) en sus caras vistas. Ejemplo:

Las especificaciones para el ladrillo visto en cuanto a las inclusiones calcáreas son las siguientes:

• De cada 6 piezas, el número de piezas desconchadas no será superior a uno. • Ningún desconchado tendrá una dimensión media superior a 15 mm.

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Ejemplo:

Eflorescencias: Las eflorescencias son manchas, generalmente de color blanquecino, que aparecen en la cara vista de los ladrillos. Están formadas por distintos tipos de sales; en su mayoría, son sulfatos, pero también pueden ser carbonatos y cloruros. Estas sales solubles cristalizan al evaporar el agua. No hay relación entre el % de sales en la pieza y su aparición ya que a veces se producen con porcentajes bajos, del orden del 0.01 % . Son sulfatos y nitratos de Ca, Na o K. El proceso de aparición de las eflorescencias durante la puesta en obra es el agua del mortero disuelve sales de diversas procedencias (cemento, arena, etc.), entra en el ladrillo por sus capilares y se evapora por la cara vista, donde deposita las sales que transporta. La Norma que define el método de ensayo para determinar el comportamiento ante las eflorescencias de los ladrillos vistos es la Norma UNE 67029. El ensayo se realizara sobre seis ladrillos enteros, uno como patrón y los otros cinco se someterán a ensayo. Los ladrillos de la muestra se ensayaran tal como se reciben, excepto cuando tengan alguna adherencia extraña que pueda ser causa de errores en la eflorescencia, en cuyo caso se procederá a un cepillado para eliminar dichas adherencias. El ensayo se realizara-en una cámara o en un local que cumpla las siguientes condiciones: - Humedad relativa entre 60 % y 80 %. - Temperatura 20 °C ± 5 °C. - Ausencia de corrientes de aire.

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Se colocan los 5 ladrillos apoyads por el canto en un recipiente, que no proporcione sales solubles cuando se ponga en contacto con agua destilada, provisto de un sistema de cierre que sólo deje al descubierto la cara vista del canto; deben estar separados como mínimo 5 cm (Figura ). Se añade agua destilada hasta cubrir 2.5 cm de la parte inferior de los ladrillos. Se ajusta el cierre y se mantienen en esta posición durante 7 días.

Figura 4.7.4.1.- Disposición de los ladrillos en el ensayo de eflorescencia. Transcurridos los 7 días, se sacan las probetas del agua y se mantienen durante 24 h en ambiente de laboratorio (en las condiciones detalladas anteriormente), introduciéndose posteriormente junto con la probeta patrón en la estufa de desecación durante 24 h. La evaluación del grado de eflorescencia de cada ladrillo de la muestra se realizara por comparación con el ladrillo patrón. La calificación individual de cada ladrillo en cuanto a su capacidad de eflorescer, será una de las siguientes: - Ladrillo no eflorescido. - Ladrillo ligeramente eflorescido. - Ladrillo eflorescido. - Ladrillo muy eflorescido. Ya que con la medida de eflorescencia evaluamos el impacto visual que dicho efecto produce en la cara vista del ladrillo, los factores a considerar son los siguientes: - Intensidad de la eflorescencia. - Superficie afectada. En función de la intensidad de la eflorescencia se distinguen las siguientes clases: - Velo fino: Se define como una capa de eflorescencia muy fino y semitransparente solo discernible por comparación con el ladrillo patrón. - Velo grueso: Es una capa de eflorescencia fina con cierta transparencia. - Mancha: Es una capa de eflorescencia de espesor variable y opaca.

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Con respecto a la superficie afectada se establecen cuatro intervalos de tanto por ciento sobre el total de la superficie de la cara vista:

- del 0 % a15 % , - más del 5 % hasta el 25 %, - más del 25 %. Combinando ambos parámetros, la calificación individual de cada ladrillo se realiza a través de la tabla 4.7.4.1. Tabla 4.7.4.1.- Calificación individual de cada ladrillo en el ensayo de eflorescencia.

Ejemplos:

La calificación de la muestra será la correspondiente al mayor número de piezas de la misma. Ejemplo:

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En el caso de resultar dos probetas con una calificación, y otras dos con otra, la calificación de la muestra se efectuará según la tendencia indicada por la quinta probeta. En los casos en que el resultado sea eflorescido o ligeramente eflorescido, se recomienda adjuntar al informe del ensayo una o varias fotografías de los ladrillos ensayados, junto con el patrón. En la figura 4.7.4.2 se dan ejemplos de paredes de ladrillo cara vista con eflorescencias.

Figura 4.7.4.2.- Paredes de ladrillo cara vista con eflorescencias. En las tablas 4.7.4.2 a 4.7.4.9 se dan las especificaciones de distintos tipo de productos cerámicos.

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Tabla 4.7.4.2.- ESPECIFICACIONES PARA LADRILLOS CERÁMICOS SEGÚN UNE 67-019-96

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Tabla 4.7.4.3.- ESPECIFICACIONES PARA LADRILLOS HUECOS GRAN FORMATO SEGÚN UNE 67-044-88

Tabla 4.7.4.4.- ESPECIFICACIONES PARA BLOQUES CERAMICOS SEGÚN UNE 67-045-88.

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Tabla 4.7.4.5.- ESPECIFICACIONES PARA BLOQUES CERÁMICOS DE ARCILLA ALIGERADA SEGÚN UNE 136-010-00.

Tabla 4.7.4.6.- ESPECIFICACIONES PARA PANELES PREFABRICADOS DE CERAMICA Y YESO SEGÚN UNE 136-001-95.

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Tabla 4.7.4.7.- ESPECIFICACIONES PARA BOVEDILLAS CERAMICAS SEGÚN UNE67020-99.

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Tabla 4.7.4.8.- ESPECIFICACIONES PARA TABLEROS CERAMICOS PARA CUBIERTAS SEGÚN UNE 67041-88.

Tabla 4.7.4.9.- ESPECIFICACIONES PARA TEJAS CERAMICAS SEGÚN UNE 1304-99.

4.8.- PATOLOGIAS DEL MURO DE LADRILLO. DEFECTOS DE PIEZAS Y OBRAS CERÁMICAS. La durabilidad de los productos cerámicos es una de sus características más interesantes y apreciadas, ya que existen pocos materiales como los ladrillos que puedan resistir el paso del tiempo de una forma tan favorable y sin cuidados de mantenimiento.

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Si bien son abundantes los ejemplos de edificaciones con cientos de años que conservan sus características estéticas y mecánicas como el primer día, también existen algunos ejemplos de fachadas construidas recientemente y que en pocos años han sufrido una importante degradación, debido fundamentalmente a la acción de los agentes atmosféricos y en particular a las heladas. En muchas ocasiones las obras de productos cerámicos presentan defectos que puede ser internos debidos a los materiales empleados (cerámica o mortero), o externos por alteración de agentes procedentes del exterior (terreno, atmósfera...). Los defectos más corrientes son producidos por las siguientes causas:

1.- Ataque de sulfatos. 2.- Uso de materiales inestables. Caliches 3.- Acción del hielo. Heldicidad 4.- Corrosión de materiales metálicos. 5.- Cambios dimensionales. Expansión por humedad. 6.- Eflorescencias.

7.- Impermeabilidad frente al agua de lluvia.

4.8.1.- Ataque de sulfatos. La presencia de sulfatos puede deberse a la misma cerámica (de la arcilla o de los gases de combustión durante el proceso de cocción), proceder del terreno (aguas sulfatadas) o de la atmósfera (humos industriales o calefacciones). Los sulfatos representan uno de los mayores riesgos de agresión química para e lmortero y hormigón. Las reacciones químicas que incluyen la formación de productos expansivos en el hormigón o mortero ya endurecido pueden dar lugar a efectos perjudiciales, ya que la expansión puede producir tensiones mecánicas internas que, eventualmente, se traducen en deformaciones y desplazamientos en diferentes partes de la estructura, en la aparición de grietas y fisuras, desconchados, etc. Proceso de ataque por los sulfatos. La degradación de los hormigones o morteros por la acción de los sulfatos se debe, principalmente, a los fenómenos de expansión relacionados con la cristalización de etringita denominada “secundaria”, para diferenciarla de la “primaria” , que se obtiene en las primeras etapas de hidratación del cemento Pórtland por reacción del yeso y del aluminato. Esta etringita “primaria” nunca da lugar a fenómenos de expansión. La formación de la etringita “secundaria” se realiza en dos etapas: (i).- Formación de yeso “secundario”, como resultado de una reacción de sustitución entre la portlandita , Ca(OH)2, y el sulfato. En el caso del sulfato de sodio se tiene: Ca(OH)2 + Na2SO4 + H2O � CaSO4 .2H2O + NaOH (4.8.1.1) Si el contenido en sulfato es elevado , superior a 1000 mg/l, y si la concentración local de iones Ca2+ y SO4

2- en la fase liquida intersticial del hormigón excede el producto de solubilidad del yeso, este último precipitará. El volumen del sólido precipitado representa un poco más del doble del de los productos de partida, con lo que puede presentarse un fenómeno de expansión. Sin embargo, en la mayoría de los casos dicha reacción está limitada en la medida que el yeso se forma según un proceso de disolución y cristalización en los espacios libres de la pasta endurecida. (ii).- Reacciones entre el yeso “secundario” y los aluminatos de calcio del cemento formando etringita. Se pueden presentar varios escenarios:

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- A partir de restos de aluminato tricálcico, C3A, anhidro:

C3A + CaSO4 .2H2O + (24-26) H2O � C3A.3CS.H32 (4.8.1.2) - A partir de aluminato tetracalcico hidratado , C4AH13,

C3A + CaSO4 .2H2O + (24-26) H2O -� C3A.3CS.H32 (4.8.1.3)

- A partir del monosulfoaluminato de calcio (MSA), C3A.CS.H12, que es el producto de hidratación cuando el contenido de es superior al 5 %.

C3A + CaSO4 .2H2O + (24-26) H2O � C3A.3CS.H32 (4.8.1.4)

Según sea la composición de la fase liquida, en particular del contenido de calcio, la cristalización de la etringita puede ser expansiva o no.

Si el contenido de calcio es alto según se desprende de los datos de la tabla 4.8.1.1, la solubilidad de la etringita es muy pequeña formándose una disolución fuertemente sobresaturada, con lo que la velocidad de nucleación de la etringita es muy superior a la de crecimiento de sus cristales, produciéndose una formación en masa de cristales muy pequeños de naturaleza más o menos coloidal de baja densidad (Figura 4.8.1.1.a). La nueva masa sólida formada, cuyo volumen molar es de 3 a 8 veces mayor que el de la masa inicial, desarrolla tensiones muy elevadas debidas a las presiones de cristalización que acompañan su formación.

Tabla 4.8.1.1.- Solubilidad de la etringita, a 25 ºC, en función del contenido en CaO de la solución.

Por el contrario, en los cementos que liberan menos portlandita la etringita precipita a partir de disoluciones con un grado de saturación menor, formando cristales de forma acicular bien formados con una densidad mayor y, por tanto, el aumento de volumen que se produce es menor que en el caso anterior y se acomoda a los vacíos intersticiales existentes en el hormigón, no dando lugar a fenómenos de expansión.

Figura 4.8.1.1.- Micrografías de la etringita. (a).- Etringita masiva expansiva mal cristalizada formada topoquimicamente.

(b).-Cristales bien formados de etringita no expansiva precipitados a partir de la solución.

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Los sulfatos más agresivos frente al hormigón son los sulfatos de magnesio, de amonio , de calcio y de sodio. El sulfato de magnesio es fuertemente agresivo debido a la doble acción del catión Mg2+ que se cambia con el Ca2+ y del anión SO4

2-, según las reacciones :

Ca(OH)2 + MgSO4 � CaSO4 + Mg(OH)2 (5)

C3A + CaSO4 .2H2O + 26H2O � C3A.3CS.H32 (6) C- S - H + MgSO4 � CaSO4 .2H2O + (C, M) – S – H (7)

Los cambios del Mg2+ con el Ca2+ conducen a la formación de brucita Mg(OH)2 , que puede ralentizar temporalmente la penetración de los sulfatos. También provocan la transformación progresiva de C- S – H en un silicato de magnesio hidratado M - S – H sin propiedades ligantes. Además, la cristalización de etringita, inestable en presencia de sulfato de magnesio, intensifica la reacción de formación del yeso. El sulfato de calcio, presente en los suelos en forma de yeso y anhidrita y en las aguas subterráneas selenitosa, es agresivo para el hormigón a pesar de su pequeña solubilidad (Tabla 4.8.1.2). El proceso de degradación, más lento que en el caso del sulfato de magnesio y de amonio, se debe esencialmente a la formación de etringita expansiva. El sulfato de sodio, muy soluble, entraña una degradación por formación de yeso y de etringita expansiva, cuyas proporciones relativas son función de la concentración de iones SO4

2- y del contenido de aluminato tricálcico del cemento. El yeso precipita para concentraciones de 1000 mg de SO4

2- /l. Los C – S – H , menos sensibles que la portlandita, no se ven afectados directamente por el sulfato de sodio, pero si son susceptibles de descomponerse en una segunda fase por lixiviación parcial de su cal y posterior formación de yeso.

Tabla4.8.1.2.- Solubilidad de diferentes sulfatos en el agua (temperatura 20 ºC).

El sulfato de potasio tiene una acción similar a la del sulfato de sodio, pero la velocidad de ataque es un poco más lenta. Durante la hidratación del cemento Pórtland, uno de sus compuestos el aluminato tricálcico (C3A) es capaz de reaccionar con los sulfatos externos al cemento formando un sulfoaluminato expansivo, la Ettringita o sal de Candlot. La formación de la Ettringita produce un gran aumento de volumen (del 227%) creando unas presiones tan fuertes que provocan disgregaciones del mortero y descascarillamientos en la cerámica. En enfoscados de muros se producen grietas y desconchados.

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El ataque se acelera en presencia de humedad, por lo que se debe evitar esta, sobre todo la de capilaridad.

Figura 4.8.1.1- Aumento del volumen de un prisma de mezcla inmerso en una solución con alto contenido

de sulfatos (mezclaconfeccionada con cemento normal). 4.8.2.- Uso de materiales inestables. Caliches.

La causa principal son los nódulos de cal viva sin apagar o caliches, existentes en el mortero o la pieza cerámica. Habitualmente se utiliza el término ”caliches” para denominar los granos de óxido cálcico existentes en las piezas cerámicas de arcilla cocida. Los desconchados por caliche se deben a la expansión producida por la hidratación de granos de óxido cálcico para formar hidróxido cálcico. Si la cal está finamente molida, el efecto se reduce. Los granos de óxido calcico se forman durante la cocción y proceden de los granos de caliza (carbonato cálcico), contenidos en la materia prima, que no han sido suficientemente triturados durante el proceso de molienda. Para tamaños menores de 0.5 mm, la actividad de los “caliches” es muy baja, siendo muy poco probable su acción rompedora. La presión ejercida por la expansión de las partículas es proporcional al cuadrado de su radio. De tal forma, una partícula de 4 mm de radio producirá un efecto 16 veces mayor que otra de 1 mm. La resistencia mecánica de la pieza es un factor primordial para definir la vulnerabilidad de los productos de arcilla cocida a la acción disruptiva de los caliches. Así, un mismo tamaño de grano de caliche puede producir saltados en una pieza cerámica de baja resistencia mecánica y no producirla en otra de mayor resistencia. La formación de tensiones destructivas por parte de los granos de hidróxido cálcico es más probable si la hidratación se produce por vapor de agua. Cuando la hidratación del óxido cálcico se produce con agua líquida, la masa plástica de hidróxido cálcico formada puede disgregarse parcialmente y fluir por la red capilar del material cerámico sin producir tensiones disruptivas. El principal problema de este defecto es que su apreciación no es inmediata. En función de la humedad ambiente pueden pasar días, semanas o incluso meses hasta la aparición del mismo. Durante los meses de verano, en los que el aire puede contener mayor cantidad de vapor y la temperatura es más elevada (lo que favorece la velocidad de la reacción), además de ser menos probable la presencia de agua en fase líquida, el defecto suele aparecer con mayor rapidez que en tiempo frío y lluvioso. Para minimizar los desconchados por caliches, el fabricante cuenta con medios durante el proceso de fabricación como son molienda más fina, la regulación correcta de la temperatura de cocción y/o la inmersión del material en agua a la salida del horno.

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4.8.3.- Acción del hielo. Si los materiales cerámicos o los morteros contienen agua en tiempo frío, existe peligro de heladas con la consiguiente expansión y disgregación del material. La acción destructiva del hielo se debe al aumento de volumen (un 9% aproximadamente) que se produce al pasar al estado sólido el agua existente en el interior del material durante las heladas. El hielo formado produce fuertes tensiones que sólo pueden ser adecuadamente soportadas por aquellos materiales cerámicos cuya estructura interna y resistencia sean adecuadas. En zonas de costa, con influencia directa de la atmósfera salina, pueden depositarse sales (cloruros) sobre fachadas y cubiertas con un efecto destructivo similar al hielo, debido al aumento de volumen por la cristalización de las sales. Por este motivo, los ladrillos que se utilicen en estos lugares deben ser no heladizos aunque no exista riesgo de helada. Recomendaciones. En las zonas donde exista riesgo de helada o ambiente marino deben adoptarse las siguientes precauciones: • Utilizar siempre ladrillos que cumplan el ensayo de resistencia a la helada fijado por la normativa. • El riesgo de daños por helada sólo existe cuando el ladrillo está saturado. Por tanto, a nivel de diseño, se debe procurar que la disposición de los ladrillos no permita que esto ocurra, evitando las zonas embalse así como el aporte excesivo de agua procedente de las cubiertas, terrazas, etc. • Rematar las coronaciones de los muros con albardillas provistas de goterones. • Utilizar siempre la lamina antihumedad en el arranque de los muros e impermeabilizar correctamente el intradós en contacto con el terreno (en muros de contención, jardineras, etc.). De lo contrario, se pueden alcanzar niveles importantes de saturación por capilaridad, con el consiguiente riesgo de degradación por heladas. • Debe interrumpirse la ejecución de la fábrica en tiempo frío al ser la fina capa de mortero muy sensible a la helada, no siendo efectivos para morteros los anticongelantes que habitualmente se utilizan para el hormigón. Caso de producirse la helada con paramentos recién ejecutados, se protegerán los mismos para mitigar el problema. • Sólo los ladrillos con absorción de agua inferior al 6% pueden emplearse con garantía en zonas con máximo riesgo, como pavimentos, jardineras, etc. Si bien el límite citado de absorción de agua garantiza un comportamiento adecuado en zonas de máximo riesgo, en términos generales no existe correlación entre resistencia a la helada y la absorción de agua. Un ladrillo con el 10% de absorción puede ser heladizo y otro con el 20% de absorción resistente a la helada. El valor de la absorción sirve al fabricante para conocer el grado de cocción de sus ladrillos, para un tipo de arcilla y proceso de fabricación. Por tanto, el ensayo de heladicidad, junto con la resistencia a flexión y/o compresión, definirán perfectamente el comportamiento futuro del ladrillo.

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4.8.4.- Corrosión de materiales metálicos.

Si se produce la corrosión de elementos metálicos empotrados en una obra de fábrica o en cerámicas armadas por filtración de agua, ácidos, sulfatos o cloruros, da lugar a un aumento de volumen que ocasiona la rotura del material. La reacción del Ca(OH)2 del morteroi con el C02 de la atmósfera produce la formación de carbonatos :

Ca(OH) 2 + C02 ⇒ C03Ca + H2O

lo cual lleva consigo una disminución del pH. Al disminuir por la tanto la basicidad del mortero disminuye la protección que este ofrece a las armaduras por lo que puede iniciarse el ataque a las mismas con el consiguiente aumento de volumen (el oxido tiene un volumen ocho veces mayor que el metal que lo forma). Dicho aumento provoca tensiones internas que provocan la fisuración. El fenómeno es más acentuado en los metales férricos que se deben proteger siempre contra la corrosión.

4.8.5.- Cambios dimensionales. Expansión por humedad.

Las piezas cerámicas, a pesar de su rigidez dilatan o contraen por cambios térmicos o por efecto de la humedad. En obra se colocan húmedos y al secar contraen, manifestándose en grietas que normalmente se producen en las juntas del mortero. Para evitarlo, se deben realizar juntas de dilatación que permitan movimientos parciales de la obra. La expansión por humedad se puede definir como la característica que tienen los productos cerámicos de aumentar mínimamente sus dimensiones, como consecuencia de la fijación de agua procedente de la humedad ambiente. Dicha característica no es específica de la cerámica, ya que existen otros materiales de construcción cuya estabilidad dimensional depende en gran medida de su contenido de humedad. Son de sobra conocidas, por ejemplo, la influencia de la humedad en obras ejecutadas con yeso, las variaciones en la retracción de hormigones y los cambios dimensionales de la madera. La expansión por humedad en los materiales cerámicos depende de varios factores, entre los que destacan como más importantes:

• El tipo de arcilla. • La temperatura de cocción. • El tiempo desde la cocción hasta la puesta en obra. • La humedad.

La influencia del tipo de arcilla es decisiva, de tal modo que las expansiones de mayor magnitud se dan en piezas compuestas por arcillas de tipo caolinítico, mientras que aquellas en las que se utiliza arcilla con alto contenido calcáreo presentan expansiones muy reducidas. La temperatura es otro factor importante, ya que para cada tipo de arcilla existe una temperatura de cocción para la cual la expansión es máxima. Sin embargo, esta temperatura crítica no suele coincidir con la temperatura optima de cocción, lo que hace muy importante el empleo de ladrillos bien cocidos. La relación entre composición y temperatura parece influir en la formación de varios compuestos químicos inestables, estos son las espinelas de silice-alúmina con defectos en su red cristalina, que pasan a estabilizarse fijando moléculas de agua con un ligero aumento de volumen.

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El análisis del tercer factor, el tiempo, permite mconsiderar la relación expansión-tiempo como una curva de tipo exponencial, con una asíntota horizontal, observándose que una parte importante de la expansión total de la pieza se produce en los primeros días tras su cocción. La humedad, cuarto factor estudiado, produce la aceleración de la expansión. Este efecto puede utilizarse para que la expansión del material se realice sin producir daños. Simplemente humedeciendo el ladrillo en los días anteriores a su puesta en obra se puede reducir considerablemente su expansión residual (véase expansión por humedad en nuestros ladrillos hidrófugados). Los efectos perjudiciales son muy escasos en nuestro país, debido fundamentalmente al tipo de arcillas que se emplean. No ocurre lo mismo en países como Francia o Australia, donde los problemas ocasionados por este fenómeno llegan a ser de gran importancia. En todos los casos en que se han podido estudiar patologías en los muros motivados por la expansión por humedad han coincidido los siguientes factores: • La materia prima tenía gran proporción de caolinita. • La cocción de la pieza era defectuosa. • La puesta en obra se hacía inmediatamente después de fabricarse el ladrillo. • No existía posibilidad de absorber el aumento dimensional, por no haberse previsto juntas de dilatación adecuadas o por ser piezas cuyo movimiento estaba totalmente coaccionado por elementos estructurales. • La puesta en obra se hacía sin humedecer previamente el material y en periodos de tiempo seco. En la figura 4.8.5.1 puede verse el efecto de la expansión por humedad sobre una fachada de ladrillo cerámico.

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Figura 4.8.5.1.- Efecto de la expansión por humedad sobre una fachada de ladrillo cerámico.

Recomendaciones. Como conclusión de lo expuesto y con objeto de evitar problemas cuya causa sea la expansión por humedad, se recomiendan las siguientes precauciones: • Conocer los valores de la expansión por humedad del ladrillo que se va a utilizar. • Colocar ladrillos que lleven fabricados al menos una semana si el valor de su expansión es alto.

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• Mantener húmedos los ladrillos hasta su puesta en obra. • Disponer juntas de dilatación a distancias adecuadas, teniendo en cuenta tanto la posible expansión del material como las dilataciones térmicas. En este sentido cabe señalar que, las distancias que establece la NBE FL-90. “Muros resistentes de fábrica de ladrillo” parecen excesivas, por lo que recomendamos una separación máxima de 25m entre juntas, para climas marítimos y de 20m para climas continentales. 4.8.6.- Eflorescencias. Las eflorescencias son manchas producidas por la cristalización de sales solubles como nitratos, sulfatos alcalinos o de magnesio, que están disueltas en el agua y al evaporarse ésta, aparecen en la superficie del ladrillo. Normalmente se trata de un problema leve de tipo estético, que no afecta a la durabilidad del ladrillo, a excepción de los casos en que se produzca un aporte continuo de sales procedentes del terreno, y que se autoelimina a corto plazo con los ciclos naturales de humectación-secado. Si la cristalización se produce con aumento de volumen y se da internamente puede disgregar la pieza. La causa directa de las eflorescencias es la migración de una solución salina a través del sistema capilar del conjunto mortero-ladrillo y la acumulación de dichas sales solubles en la superficie expuesta, donde se produce una evaporación relativamente rápida. En las zonas de máxima evaporación, se precipitan las sales cuando la solución sobrepasa su concentración de saturación. Aunque en algunos casos pueden tener un aspecto muy parecido, es importante no confundir las eflorescencias con las manchas de mortero, debidas a una deficiente eliminación del sobrante de este material durante la ejecución de la fábrica. Origen de las sales solubles.

Si bien la aparición de eflorescencias se produce en la superficie del ladrillo, favorecida por la naturaleza del

sistema capilar de éste con respecto al mortero, el origen de las sales solubles causantes del problema puede

estar en cualquiera de los elementos que componen la fabrica:

En el ladrillo pueden existir sales solubles en forma de sulfatos (sodio, potasio, magnesio y calcio), cuyo origen hay que buscarlo en las arcillas de que se compone, o bien en los combustibles empleados durante la cocción. - Del terreno cuando contiene aguas sulfatadas que ascienden por capilaridad en las bases de la obra. - Del agua de obra cuando esta es salina y se utiliza en el amasado o para mojar las piezas cerámicas. - De reacciones de los componentes del mortero con la cerámica. El mortero, constituido a su vez por tres componentes, es en muchos casos la principal fuente de sales causantes de eflorescencias.

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Las causas físico-químicas que favorecen la aparición de eflorescencias en el ladrillo, debidas al mortero son: • Los morteros poseen cantidades apreciables de sales solubles, en especial álcalis libres (hidróxidos de sodio y potasio). • Debido a la relación de intercambio, el hidróxido cálcico hace que el contenido de sulfatos alcalinos del ladrillo aumente en su presencia. • Las adiciones activas de los cementos pueden contener en algunos casos sulfatos solubles. Las últimas investigaciones realizadas sobre la influencia del cemento en la aparición de eflorescencias en las fábricas de ladrillo, parecen establecer una relación directa entre el contenido de sulfatos y la aparición de este defecto. • La pasta del mortero contiene agua abundante, que sirve de vehículo para el transporte de las sales. • El ladrillo es un elemento poroso, capaz de ejercer en algunos casos una importante succión capilar. • Existe una gran superficie de contacto entre el ladrillo y el mortero que permite el paso de los componentes solubles del mortero. • La velocidad de evaporación del agua es, por lo general, mayor en la superficie del ladrillo que en la de mortero. Esta circunstancia favorece el establecimiento de un flujo de sentido único. Como complemento se expone a continuación el resultado de un estudio experimental en el que se realizó el ensayo de eflorescencias según UNE 67029 sobre un ladrillo previamente calificado como ligeramente eflorescido, rellenando con mortero las perforaciones y después de un curado de 28 días. Como lo que se trataba era de comprobar la influencia de distintos cementos, se elaboraron los morteros con arena lavada y agua destilada, variando sólo la procedencia del cemento (de doce fábricas distintas de España). Tras el ensayo, las distintas muestras fueron calificadas como sigue:

- Ligeramente eflorescido . . 4 muestras. - Eflorescido . . . . . . . . . . . . 3 muestras. - Muy eflorescido. . . . . . . . . 5 muestras.

Las grandes diferencias observadas en el resultado, son suficientemente ilustrativas sobre la influencia del cemento en la aparición de eflorescencias. Como puede verse, en casi el 70% de los casos el comportamiento del conjunto ladrillo- mortero empeoró frente al del ladrillo solo. Recomendaciones. El fenómeno de la eflorescencia es complejo, función de múltiples variables que difícilmente pueden ser controladas en su totalidad. No obstante se pueden dar una serie de recomendaciones de puesta en obra y de diseño que reducirán su importancia: • Utilizar ladrillos calificados como no eflorecidos o ligeramente eflorescidos. • Verificar la influencia del mortero realizando pruebas previas a la obra con los mismos componentes que se vayan a utilizar en ésta, y a ser posible realizar el ensayo de eflorescencia del conjunto ladrillo mortero. En este sentido se puede indicar que los cementos blancos producen menos eflorescencias, al igual que suele ocurrir cuando se utilizan morteros de planta, aunque en este último caso hay que tomar esta afirmación con mayor cautela. • Apilar los ladrillos sobre superficies limpias evitando el contacto con el suelo, ya que en presencia de agua, el ladrillo podría absorber sales solubles procedentes del terreno que provocarían eflorescencias con posterioridad.

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• Puesto que el agua es el vehículo que transporta las sales, no es recomendable mojar en exceso el muro tras su ejecución, si bien en épocas calurosas debe aportarse la humedad precisa para evitar la deshidratación del mortero. • En tiempo lluvioso se debe proteger la parte superior de los paramentos cuando estos queden sin rematar al final de la jornada, para evitar acumulación de agua en las perforaciones del ladrillo. • El enfoscado de la cara posterior del paramento se realizará pasadas al menos 48 horas desde la terminación del muro, de esta forma se rompe la continuidad capilar y es menos probable la aparición de eflorescencias motivadas por las sales de este mortero. • Cuando se utilice espuma de poliuretano sobre el intradós del muro como aislamiento, se tendrá la precaución de efectuar su proyección una vez haya secado el muro, en caso contrario, se estará obligando a que la totalidad de la humedad residual salga a través de la cara vista. A nivel de diseño conviene tener presente los siguientes aspectos: • Cuando un muro vaya a estar en contacto con tierra, como es el caso de jardineras y muretes de contención, debe impermeabilizarse perfectamente el intradós del muro, con objeto de evitar el aporte continuado de sales procedentes del terreno, que no solo producirán la aparición de manchas de eflorescencia, sino que pueden llegar en algunos casos a dañar el ladrillo. • Es igualmente importante disponer de láminas antihumedad en el arranque de todo tipo de muros de fabrica de ladrillo, que eviten la ascensión capilar del agua . • Se cuidará el diseño de los elementos de protección necesarios para evitar los aportes de agua excesivos sobre la fachada en tiempo de lluvia, (aleros, vierteaguas, albardillas, canalones, etc.), poniendo especial atención en que estos elementos no produzcan a su vez concentración de agua sobre puntos aislados del paramento. • Cuando se prevean condiciones expuestas para los paramentos vistos, se cuidará la elección del modelo de ladrillo, siendo aconsejable la utilización de ladrillos hidrófugos o modelos con baja absorción, que reducen las consecuencias negativas que pueden ocasionar frecuentes aportes de agua sobre los mismos. Resumiendo, dado que el agua actúa como disolvente y vehículo de las sales, se reducirá al máximo su presencia en la fábrica para prevenir eflorescencias. Eliminación de eflorescencias. Partiendo de la base de que la mayor parte de las eflorescencias se autoeliminan con los ciclos naturales de humectación-secado, somos conscientes de que su máxima intensidad suele coincidir con la terminación de la obra, por lo que son frecuentes los tratamientos de limpieza. En este sentido conviene tener en cuenta lo siguiente: • No se deben limpiar paramentos que no estén secos, pues podría ocurrir que después del proceso de limpieza, el agua que falta por eliminar vuelva a traer sales a la cara vista. • Si la única suciedad de la fachada se debe a cristalización de sales (no existen además manchas provocadas por el mortero o por otros elementos), en muchas ocasiones basta proceder a un cepillado previo de las zonas afectadas, a fin de desprender la mayor parte de las sales cristalizadas, y a un posterior lavado con agua limpia comenzando por la parte superior, procurando evacuar el agua que escurre cargada de sales, ya que de no hacerlo así, será absorbida por la parte inferior del paramento, aumentando la concentración salina. El lavado a presión mejora los resultados al desincrustar las sales de la superficie, procurando no dañar el llagueado. • Si, como es frecuente, la fachada tiene además manchas de mortero, se pueden adicionar pequeñas cantidades de ácido, teniendo la precaución de regar antes y después con agua limpia, para evitar daños en la llaga de mortero.

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4.8.7.-Impermeabilidad frente al agua de lluvia. Cuando la superficie exterior de un muro de ladrillo se moja por acción del agua de lluvia, la humedad tiende a desplazarse hacia la parte seca del mismo. Si la humedad llega a la cara interior del muro siendo éste de una hoja, los problemas que esto crea son bien conocidos: deterioro del revestimiento interior y de los materiales colocados en sus inmediaciones y un ambiente insano en la habitación por el exceso de humedad relativa. En los muros de doble hoja se puede producir el mismo efecto anterior en los puntos en que existan llaves que unan las dos hojas. En la cámara de aire se producirán con mayor facilidad condensaciones que pueden terminar haciendo aparecer la humedad en el interior. Si el espacio entre las dos hojas está ocupado por un aislamiento térmico, su efectividad se reducirá considerablemente. En la construcción actual, mucho más ligera que la antigua, los muros exteriores han pasado a desarrollar funciones de mero cerramiento, reduciendo sus espesores y descuidando las tradicionales técnicas de buena ejecución. Si bien es cierto que las causas de la aparición de manchas de humedad en el interior de una pared de ladrillo pueden ser diversas, muchas de ellas relacionadas con los encuentros con otros elementos, como carpinterías o elementos estructurales. Se pretende aquí hacer hincapié en los aspectos en los que interviene únicamente el ladrillo y su forma de colocación. Durante los años 1984-85, se realizaron en los laboratorios del INCE de Madrid, distintos ensayos con el fin de evaluar la influencia de cada uno de los factores que podían considerarse como causas de la penetración de la humedad a través de los muros de ladrillo cara vista. Los aspectos estudiados fueron: • Espesor de la pared de la cara vista. • Succión y absorción del ladrillo. • Tipo de llaga de mortero (enrasada o rehundida). • Unión mortero-ladrillo. Para comprobar la influencia de los tres primeros factores, se elaboraron muretes de medio pie de espesor con diferentes ladrillos cuya succión y absorción variaban desde valores moderados a muy altos y con espesores de pared comprendidos entre 29 mm y 11 mm. Los muretes fueron ejecutados por la misma cuadrilla de albañiles especialistas en cara vista, se empleó en todos los casos el mismo mortero y se dividieron verticalmente los muretes en dos mitades: una de las mismas se ejecutó con llaga enrasada y la otra con llaga rehundida; el intradós de los muros se recubrió con una delgada capa de yeso a fin de observar nítidamente la aparición de manchas. Se procedió, una vez transcurridos 28 días, en los que se cuidó el perfecto curado del mortero, a someterlos a la acción de la maquina de aguaviento, con los siguientes resultados: 1.- No se apreciaron diferencias entre la utilización de llaga enrasada y rehundida. 2.- No se observó mejora en el comportamiento por aumento del espesor de pared. 3.- Las manchas de humedad aparecidas en periodos cortos de lluvia coincidían con defectos locales en la zona de contacto mortero-ladrillo, (fisuras y grietas apreciables a simple vista). Estos defectos parecían provocados por una deshidratación prematura del mortero, más notoria en los modelos con alta succión, por lo que parecía motivada por esta característica del ladrillo, al no haber sido previamente humedecidos los ladrillos.

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Para verificar esta hipótesis se elaboraron cuatro nuevos muretes de cada uno de los modelos de ladrillo, de tal manera que el primero se realizó con las piezas secas, el segundo, sumergiendo en agua durante un segundo el ladrillo inmediatamente antes de su colocación, el tercero con un minuto de inmersión y el cuarto con cinco minutos. Se adosó un marco metálico sobre la cara de los muretes sellando las juntas para permitir embalsar tres centímetros de agua, con los muretes en posición horizontal. Además se ensayaron en posición vertical al paso de una corriente de agua de caudal tres litros por minuto, regularmente repartida. Los resultados obtenidos reflejaban de forma clara que, independientemente de las características del ladrillo, las manchas de humedad aparecían en primer lugar en aquellos ladrillos que se habían colocado secos, retardándose su aparición en función del grado de humedecimiento a que se había sometido el ladrillo. De lo que se desprende que si no se aminora el efecto de succión del ladrillo, mediante su hidratación previa, el mortero se deshidrata en las primeras etapas de fraguado, lo que provoca fallos en la adherencia mortero-ladrillo y la aparición de fisuras entre ambos elementos por los que penetra fácilmente el agua hasta alcanzar la cara posterior. El mecanismo descrito se produce en todos los tipos de ladrillos a excepción de los de muy baja succión (hidrófugos y klinker), y aumenta escalonadamente con la misma. Si bien, cuando el ensayo se prolonga hasta las 24 horas, se pueden observar diferencias claras entre los ladrillos en función de su absorción, en ensayos de hasta seis horas el comportamiento de los ladrillos es similar, marcando las diferencias en éstos, básicamente, el grado de humedad previa del ladrillo. Recomendaciones. Como recomendación fundamental está la de humedecer, de forma previa a su colocación en obra, todos los ladrillos cuya succión sea superior a 0,10 g/cm2.min. Este humedecimiento habrá de ser suficiente para bajar la succión por debajo de esa cifra máxima y uniforme para evitar succiones diferenciales que imposibilitarían la elección del mortero adecuado. Es necesarioextremar estos cuidados si la llaga es muy estrecha, ya que se aumenta la influencia de este factor. Cuidar la ejecución de las llagas, evitando que puedan quedar espacios sin rellenar. Esto es frecuente, especialmente en las llagas verticales. El repaso de las juntas de mortero con el “llaguero” mejora el comportamiento de las mismas, además del aspecto estético de la fachada. En paramentos en situación expuesta y situados en zonas donde sean previsibles periodos prolongados de lluvia, se tenderá a utilizar ladrillos de moderada o baja succión - absorción de agua, cuidando además su puesta en obra. La utilización de ladrillos dotados de muesca semicircular en la testa mejora el comportamiento de las juntas verticales en ladrillos fabricados por extrusión. Para ladrillos prensados se amplían las ventajas a la junta horizontal empleando ladrillos con “cazoleta continua” y muescas en sus testas. 4.9.- APLICACIÓN DE PRODUCTOS CERÁMICOS. Las aplicaciones de cerámicas porosas en la construcción son muy numerosas debidas, principalmente, a su posibilidad de ser moldeadas en formas muy diversas y a su fácil adaptación a todo tipo de obra, sobre todo en elementos de pequeño formato.

Las cualidades que avalan su uso son las siguientes:

Físicas: Ligereza, porosidad y buen aislamiento térmico aunque no acústico. Mecánicas: Buena resistencia a compresión y tracción y perfecta adherencia a morteros. Químicas: Inalterabilidad a agentes atmosféricos o durabilidad.

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OBRAS DE ELEMENTOS CERÁMICOS POROSOS (Figura 4.9.1). Fábricas de ladrillo:

- Divisiones Interiores - Cerramientos

Estructurales: - Muros de Carga - Pilares - Arcos y Bóvedas

Cubiertas: - Tejados inclinados - Terrazas o Azoteas Planas

Estructuras planas: Forjados:

- Resistentes (viguetas) - Forjantes (bovedillas) - Aligerantes (bloques)

Conducciones: - Tubos de desagües. - Conductos de humo y ventilación.

Pavimentos:

- Baldosas - Escalones.

Elementos auxiliares:

- Dinteles - Vierteaguas o alfeizares - Celosías

CERÁMICAS IMPERMEABLES. Productos porosos vidriados: Azulejos:

- Revestimientos

Productos impermeables: Gres: - Revestimientos - Pavimentos o rodapies - Tubos - Sanitarios

Porcelana y loza: Loza sanitaria y porcelana vitrificada: - Aparatos sanitarios

179

Figura 4.9.1.- Obras de elementos cerámicos.

180

4.10.- FÁBRICAS DE LADRILLO. En la figura 4.10.1 puede verse, a modo de resumen, la terminología constructiva. Fábrica: Organización estable de ladrillos, bloques, etc. trabados tras un proceso de construcción, comúnmente manual, aplicando una técnica de ligazón y asiento mediante mortero. Fábrica armada: Fábrica en la que se colocan barras o mallas, generalmente de acero, embebidas en mortero u hormigón, de modo que todos los materiales trabajen en conjunto. Aparejo: Ley de traba que rige la disposición en que deben colocarse los ladrillos, bloques, etc, en una obra de fábrica para garantizar su unidad constructiva. Hilada: Cada una de las hileras o series horizontales de ladrillos, bloques, etc. que se van colocando a medida que se construye el muro. Las fábricas de ladrillos son las ejecutadas con los distintos tipos de ladrillos y se clasifican de acuerdo a su finalidad en la obra y al espesor de la fábrica que viene determinado por las formas de colocación que son las siguientes: A soga: Cuando el canto queda visto en el paramento. A tizón: Cuando queda vista la testa en posición horizontal. A sardinel: Cuando queda vista la testa pero verticalmente. A penderete: Si el ladrillo presenta la tabla en el paramento.

El espesor de la fábrica varía según la colocación. Según se coloquen de una u otra manera se realizan distintos tipos de aparejos de fábrica. Se denomina hilada a los ladrillos que se encuentran en un mismo plano horizontal.

Se llaman llagas a las juntas verticales y tendeles a las horizontales. El ladrillo se coloca en obra mojándolo para eliminar el polvo y mejorar su adherencia, pero sin empapar, pues cedería agua al mortero haciéndolo fluir y este debe ser lo más seco posible aunque manejable. La resistencia ladrillo-mortero debe ser igual para evitar tensiones de tracción entre ellos al entrar en carga y deformar. Los tipos de juntas más comunes pueden verse en la figura 4.10.2.

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Figura 4.10.2.- Tipos de juntas más comunes.

Terminología constructiva (Figura 4.10.1). En este apartado se definen una serie de conceptos a los que se hace referencia en el desarrollo del manual. Fábrica: Organización estable de ladrillos, trabados tras un proceso aditivo de construcción, comúnmente manual, aplicando una técnica de ligazón, mediante mortero. Aparejo: Es la ley de traba que rige la disposición en que deben colocarse los ladrillos de una obra de fábrica para garantizar su unidad constructiva. Ladrillo: Pieza generalmente ortoédrica, utilizada en la construcción, cuya dimensión máxima es menor o igual a 29 cm. Soga: Dimensión correspondiente a la arista mayor o largo. Tizón: Dimensión correspondiente a la arista intermedia o ancho. Grueso: Dimensión correspondiente a la arista menor o altura. Tabla: Cara mayor del ladrillo (soga x tizón). Canto: Cara mediana del ladrillo (soga x grueso). Testa: Cara menor del ladrillo (tizón x grueso). Tendel: Junta continua constituida por el mortero que se acusa entre dos hiladas o roscas sucesivas, en general horizontales. Llaga: Junta constituida por el mortero que se acusa entre dos piezas sucesivas de una misma hilada o rosca. Son generalmente discontinuas de una hilada a otra y verticales. Trasdós: Haz exterior de un muro. Intradós: Haz interior de un muro, o superficie inferior de un dintel o arco. Dintel: Elemento constructivo o conjunto de ellos, que definen el cierre superior de un hueco con intradós recto. Cargadero: Parte estructural o resistente de un dintel. Jamba: Cada uno de los elementos verticales que limitan lateralmente un hueco y sirven de apoyo al dintel. Telar: Plano de la jamba, a escuadra con el paramento del muro. Antepecho: Cierre inferior del hueco de una ventana, constituyendo un pretil protector. Alféizar: Plano inferior del hueco de una ventana que define la coronación del antepecho.

182

Figura 4.10.1.- Terminología constructiva. Componentes auxiliares. Armadura de tendel: Armadura preparada para su colocación en tendeles. Se recomienda el empleo de aros inoxidables para armar, aceros galvanizados o con protecciones equivalentes (por ejemplo, con resinas Epoxi). Llave : Dispositivo que enlaza una hoja de un muro con una estructura, con un muro de trasdós o con otro muro. Barrera antihumedad: lámina impermeable, piezas de fábrica u otros materiales, que se colocan en las fábricas para impedir el paso del agua de escorrentía o de capilaridad. 4.10.1.- Tipos de fábricas. Los tipos de fábricas son los siguientes: Divisiones interiores: Destinadas a separar espacios en el interior de las edificaciones. Deben tener características de aislante acústico que se mejora con enlucidos de yeso y también térmico. Son las siguientes:

- Tabiques (Figura 4.10.1.1.a): Entre espacios del mismo uso. Se utiliza ladrillo h

s de 3, 4 ó 5 cm. de

espesor colocados a panderete.

- Tabicones: Entre espacios de distinto uso. Realizados con ladrillos h

d de 7 ó 9 cm. de espesor colocados a

panderete.

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Cerramientos: Pueden ser respecto a espacios cubiertos (como escaleras) o a espacio abierto (como patios o directamente a la calle). Según el caso, las exigencias varían debiendo tener buen aislamiento térmico y acústico. Al exterior es importante la durabilidad e impermeabilidad. Hay diversos tipos:

- Cítaras (Figura 4.10.1.1.b): Para espacios cubiertos de ladrillo h

d,

h

t o perforado colocados a soga. El

espesor de la fábrica será 12 ó 14 cm. según el formato utilizado denominándose de 1

2 pie.

- Capuchinas (Figura 4.10.1.1.c): Para cerramiento al exterior. Muro compuesto por dos muros de una hoja paralelos, eficazmente enlazados por llaves o armaduras de tendel, con una o ambas hojas soportando cargas verticales. Son fábricas mixtas de las anteriores con cámara de aire intermedia de 4 cm. pudiendo ser tabique-tabique (de 12 ó 14 cm. de espesor sustituye a la cítara con mejor aislamiento), tabicón - tabicón (18 ó 22 cm.) para patios, cítara-tabique (usual en fachadas dando 20 cm.) y mejor cítara - tabicón (23 ó 25 cm.). Pueden realizarse con ladrillo hueco o perforado cara vista. En cada caso se explicará la fábrica más adecuada al nivel de aislamiento exigible.

Estructurales : Muros de carga, pilares y bóvedas se realizan igualmente a base de ladrillos. Las exigencias aquí serán mecánicas de resistencia a la compresión y adherencia a los morteros. - Muros de carga : Muro que desempeña una función sustentante y recibe, comúnmente, cargas verticales procedentes de otros elementos de obra. Realizados con cítaras de ladrillo colocado a soga y tizón, dando espesores de 25, 37 ó 5O cm. según sean de una pieza, pieza y media o dos (1 pie, 1 pie y medio ó 2 pies). - Pilares (Figura 4.10.1.2.a): Se realizan aparejando los ladrillos de forma que dan dimensiones de 25x25, 25x37, 37x37, 37x50 ó 50x50 cm2, pudiendo ser mayores aunque los anteriores son los usuales. El hueco interior se rellena con hormigón y armadura de acero. - Arcos (Figura 4.10.1.2.b): De directriz recta o curva trabajan siempre a compresión, ejecutándose con ladrillos colocados a sardinel. - Bóvedas: Se pueden realizar como arcos de gran profundidad. Las llamadas bóvedas tabicadas, se ejecutan como tabiques horizontales curvados con doble o triple capa de ladrillos trabados entre sí, tomándose la primera con yeso por su expansión y las restantes con mortero de cemento.

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(a) (b) (c)

Figura 4.10.1.1.- Tipos de cerramientos.

(a) (b)

Figura 4.10.1.2.- Tipos de fábricas: Pilar y arco.

Clases de muros. Para su organización constructiva, los muros se clasifican en las cinco clases siguientes: Muro aparejado: Muro trabado en todo su espesor ejecutado con una sola clase de ladrillo (Figura 4.10.1.3) Muro verdugado: Muro aparejado en el que alternan témpanos de una clase de ladrillo con verdugadas de ladrillos mas resistentes (Figura 4.10.1.4), que pueden ser armadas.

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Figura 4.10.1.3.- Muro apararejado Figura 4.10.1.4.- Muro verdugado Muro doblado: Muro de dos hojas adosadas, de la misma o de distinta clase de ladrillo, con elementos que las enlazan: verdugadas, bandas, (laves o anclajes (Figura 4.10.1.5). Muro capuchino: Muro de dos hojas, de la misma o de distinta clase de ladrillo, con camara intermedia y elementos que las enlazan: verdugadas, bandas, llaves o anclajes (Figura 4.10.1.6). Muro apilastrado: Muro aparejado, con resalto de pilastras (Figura 4.10.1.7).

Figura 4.10.1.5.- Muro doblado con llaves Figura 4.10.1.6.- Muro capuchino con llaves

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Condiciones para cada clase de muro . Cada clase de muro cumplirá las condiciones que se prescriben en los apartados siguientes : Muro aparejado. El espesor de los muros que sustentan forjados será no menor de 11.5 cm y el de los muros transversales no menor de 9 cm, siempre que encuentren a otros muros con traba efectuada de hilada a hilada. Podrá adoptarse cualquier tipo de aparejo de Ilagas encontradas, es decir, Ilagas de una sola hilada de altura, y con solapos no menores que 1/4 de la soga menos una junta (Figura 4.10.1.8).

Figura 4.10.1.7.- Muro apilastrado Figura 4.10.1.8.- Solapos en aparejos de Ilagas encontradas. Los aparejos fundamentales son: de sogas (Figura 4.10.1.9) , de tizones (Figura 4.10.1.10) , de sogas y tizones en hiladas alternas, ejemplo: ingles (Figura 4.10.1.11) y belga (Figura 4.10.1.12) , de sogas y tizones en toda la hilada, ejemplos: flamenco (Figura 4.10.1.13) y holandés (Figura 4.10.1.14). Existen variantes con otros juegos decorativos de juntas, que cumplen también las condiciones anteriores. Podrá emplearse todo motivo decorativo en resaltos o rehundidos que cumplan las condiciones anteriores de aparejo. Se podra tomar como espesor de un muro con rehundidos el nominal definido por los paramentos exteriores si cumple todas las condiciones siguientes:

- La profundidad de los rehundidos no es mayor que 1

4 del espesor nominal, ni que

1

4 de soga.

- La anchura de los rehundidos no es superior a una soga mas dos juntas. - La altura de los rehundidos no es superior a tres hilados mas una junta. - distancia entre centros de rehundidos y el borde del muro, en cualquier dirección no es superior a cuatro veces la dimensión el rehundido en dicha dirección.

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Si no se cumple alguna de estas condiciones, el espesor del muro será igual al nominal menos la profundidad máxima de los rehundidos.

Figura 4.10.1.9.- Aparejo de sogas Figura 4.10.1.10.- Aparejo belga

Figura 4.10.1.11.- Aparejo de tizones o a la española Figura 4.10.1.12.- Aparejo flamenco

Figura 4.10.1.13.-Aparejo ingles Figura 4.10.1.14.- Aparejo holandes

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Muro verdugado. Cumplirá las condiciones del muro aparejado. La altura v de cada verdugada (Figura 4.10.1.15) será no menor que 2 hiladas y no menor que 12.5 cm. La altura t de cada témpano será no mayor que 7 veces la altura de la verdugada. Muro doblado . Cada hoja cumplirá las condiciones de aparejo del muro aparejado. Las dos hojas se ejecutaran simultaneamente y se macizara de mortero la junta entre ambas y el espesor de cada hoja será no menor de 9 cm. Los elementos de enlace entre las hojas pueden consistir en: a).- Verdugadas de ladrillo (Figura 4.10.1.16), con las condiciones del apartado 4.3.2. b).- Llaves de ladrillo (Figura 4.10.1.17), constituidas por: un solo ladrillo con entrega en cada hoja no menor de 9 cm; dos ladrillos superpuestos y trabados, con entrega de cada ladrillo en las hojas no menor de 4 cm. c).-Bandas continuas de chapa desplegada galvanizada de anchura no menor de 12 cm, centradas con la junta a separaciones en altura no mayor de 1 m (Figura 4.10.1.18). d).- Anclajes de acero galvanizado (Figura 4.10.1.19), de seccion no menor que 0,2 c m2, con parte recta entre los ejes de cada hoja y longitud desarrollada no inferior al espesor total del muro. Las (laves y los anclajes se dispondrán al tresbolillo (Figura 4.10.1.20), y su separación entre centros no será mayor que 60 cm. Muro capuchino. Cada hoja cumplirá las condiciones de aparejo del muro aparejado. El espesor de cada hoja sera no menor de 9 cm. El ancho de la cámara interior no sera mayor que 11 cm . Se recomiendan anchos de 3.5 cm, 6 cm y 8.5 cm, que dan espesores totales de muro acoplables a las redes modulares de 10 cm, o a las submodulares (Figura 4.10.1.21). Las bandas, (llaves y anclajes cumplirán las condiciones del muro doblado . Se colocara una verdugada, con las condiciones del apartado 4.3.2, bajo toda cadena de forjado, y bajo toda zapata de apoyo. Muro apilastrado . Cumplira las condiciones del apartado del muro aparejado; las pilastras se ejecutaran simultaneamente con el muro, e iran aparejadas con el, de acuerdo con las condiciones señaladas en dicho apartado. Juntas . Las juntas se denominan tendeles cuando son continuas y, en general, horizontales, y Ilagas cuando son discontinuas y, en general, verticales.

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Las juntas de las fabricas vistas se terminan con rejuntado, que puede ser de varias clases. En fábricas resistentes se recomienda la terminación enrasada y la matada superior (Figura 4.10.1.22).

Figura 4.10.1.15.- Muro verdugado Figura 4.10.1.16.- Muro doblado con verdugadas

Figura 4.10.1.17: Muro doblado con (laves Figura 4.10.1.18.- Muro doblado con bandas continuas de chapa plegada galvanizada

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Figura 5.10.1.19.- Muro doblado con anclaje Figura 5.10.1.20.- Muro doblado. Separaciones entre anclajes

Figura 5.10.1.21.- Muros capuchinos, cotas en cm. Figura 5.10.1.22.- Tipos de juntas

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4.11.- BALDOSAS CERAMICAS. 4.11.1.- Introducción.

Según las normas EN-UNE y las recientes normas ISO, las baldosas cerámicas son placas de poco grosor, generalmente utilizadas para revestimiento de arcillas y paredes, fabricadas a partir de composiciones de arcillas y otras materias primas inorgánicas, que se someten a molienda y/o amasado, se moldean y seguidamente son secadas y cocidas a temperatura suficiente para que adquieran establemente las propiedades requeridas. Las arcillas utilizadas en la composición del soporte pueden ser de cocción roja o bien de cocción blanca. Son piezas cerámicas impermeables que están constituidas por un soporte cerámico, de naturaleza arcillosa, con o sin recubrimiento esencialmente vítreo: El esmalte cerámico. Son incombustibles e inalterables a la luz.

Las baldosas cerámicas pueden ser no esmaltadas (UGL) o esmaltadas (GL). Las baldosas no esmaltadas se someten a una cocción única; las baldosas esmaltadas reciben una cubierta vitrificable entre una primera y una segunda cocción (bicocción) o antes de la única cocción (monococción). 4.11.2.- Proceso de fabricación de baldosas cerámicas. Los procesos de fabricación son similares a los vistos en productos porosos, extrusión, prensado y colada, pero altamente mecanizados. La principal diferencia estriba en el vidriado para el que se someten las piezas a doble cocción. El proceso de fabricación de baldosas cerámicas se desarrolla en una serie de etapas sucesivas, que pueden resumirse del modo siguiente:

1.- Preparación de las materias primas. 2.- Conformación y secado en crudo de la pieza 3.- Cocción o cocciones, con o sin esmaltado 4.- Tratamientos adicionales 5.- Clasificación y embalaje

Dependiendo de que el producto a fabricar sea esmaltado o no, de que éste se fabrique por un procedimiento de monococción, bicocción o tercer fuego, en un determinado proceso se realizará o no el esmaltado, o se modificará la secuencia de las etapas de esmaltado y de cocción en la forma adecuada. (Figura 4.11.2.1).

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Figura 4.11.2.1.- Procesos de fabricación de baldosas cerámicas.

(a).- Preparación de materias primas - Molienda en húmedo - Atomización - Prensado - Secado - (Cocción) - Esmaltado - Cocción (Variante sin esmaltado y con/sin pulido)(Variante con cogeneración) (b).- Preparación de materias primas - Molienda en seco - Prensado - (Cocción) - Esmaltado - Cocción. (c).- Preparación de materias primas - Amasado - Extrusión - (Esmaltado) - Cocción. Preparación de las materias primas. El proceso cerámico comienza con la selección de las materias primas que deben formar parte de la composición de la pasta, que son fundamentalmente arcillas, feldespatos, arenas, carbonatos y caolines. En la industria cerámica tradicional las materias primas se suelen utilizar, por lo general, tal y como se extraen de la mina o cantera, o después de someterlas a un mínimo tratamiento. Su procedencia natural exige, en la mayoría de los casos, una homogeneización previa que asegure la continuidad de sus características. En general, la preparación de pastas cerámicas para su uso en el proceso de obtención de baldosas cerámicas, consiste en el mezclado de materias primas en proporciones controladas mediante la dosificación por pesada, la molienda en vía húmeda mediante molinos de bolas y el secado en los atomizadores hasta la obtención del polvo a una humedad conveniente para la operación de prensado.

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Existen dos tipos de pasta, que tienen distinta preparación.

- Pasta blanca: Se utiliza en vidriados transparentes ya que permiten mejor definición de la decoración. Son más permeables al agua y de menor resistencia mecánica. Se componen de cuarzo, feldespato, caliza, caolín y otras arcillas no férricas. Primero se muelen las materias duras y luego se diluyen en agua las blandas (caolín y arcillas), para posteriormente mezclas ambas, tenerlas en suspensión y tamizarlas para eliminar gruesos. Luego se proceden al atomizado o pulverización en gotas por corriente de aire caliente, formándose unas esferas que finalmente se prensan.

- Pasta arcillosa: Se utiliza en piezas de vidriado opaco dando mayor resistencia mecánica. Se realiza con arcillas margosas muy ricas en Fe y CO3Ca. Se procede al desecado por debajo del 5 % de agua, luego se trituran en molinos junto con chamota (desechos de piezas cocidas) y finalmente se humidifican de nuevo antes del prensado. Molturación por vía seca o por vía húmeda (Figura 4.11.2.2). Una vez realizada la primera mezcla de los distintos componentes de la pasta cerámica, ésta se somete por lo general a un proceso de molturación, que puede ser vía seca (molinos de martillos o pendulares) o vía húmeda (molinos de bolas continuos o discontinuos). El material resultante de la molturación presenta unas características distintas si aquella se efectúa por vía seca o por vía húmeda. En el primer caso se produce una fragmentación, manteniéndose tanto los agregados como los aglomerados de partículas, siendo el tamaño de partículas resultante (existen partículas mayores de 300 micras) superior al obtenido por vía húmeda (todas las partículas son menores de 200 micras). Al elegir el tipo de molturación a emplear, un factor decisivo lo constituye el coste de la inversión a realizar en cada caso.

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Figura 4.11.2.2.- Molino de bolas.

Molturación por vía húmeda y secado de la composición por atomización. El procedimiento que se ha impuesto totalmente en la fabricación de pavimentos y revestimientos cerámicos por monococción, como consecuencia de las importantes mejoras técnicas que supone, es el de vía húmeda y posterior secado de la suspensión resultante por atomización. (Figura 4.11.2.3)

Figura 4.11.2.3.-Proceso de fabricación con molturación por vía húmeda y secado de la composición por

atomización.

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En el procedimiento de vía húmeda, las materias primas pueden introducirse total o parcialmente en el molino de bolas, que es lo habitual, o desleírse directamente. A la suspensión resultante (barbotina) se le elimina una parte del agua que contiene hasta alcanzar el contenido en humedad necesario para cada proceso. El método más utilizado en la fabricación de pavimentos y revestimientos cerámicos es el secado por atomización. El proceso de atomización es un proceso de secado, por el cual una suspensión pulverizada en finas gotas, entra en contacto con aire caliente para producir un producto sólido de bajo contenido en agua. El contenido

en humedad presente en la suspensión (barbotina), suele oscilar entorno a 0.30-0.45 .. ..

.. .. ..sec

Kg de agua

Kg de solido o,

este contenido en agua tras el proceso de atomización se reduce a 0.05-0.07 .. ..

.. .. ..sec

Kg de agua

Kg de solido o.

El proceso de secado por atomización se desarrolla según el esquema de la figura 4.11.2.4, que comprende las siguientes operaciones:

1.- Bombeo y pulverización de la suspensión. 2.- Generación y alimentación de los gases calientes. 3.- Secado por contacto gas caliente-gota suspensión. 4.- Separación del polvo atomizado de los gases.

Los atomizadores operan siguiendo la siguiente secuencia: la barbotina procedente de las balsas de almacenamiento de las plantas de molienda, con un contenido en sólidos entre el 60 y el 70 % y con una viscosidad adecuada (alrededor de 1000 cp.), es bombeada por medio de bombas de pistón al sistema de pulverización de la barbotina. La barbotina finamente nebulizada y dividida, se seca poniéndola en contacto con una corriente de gases calientes. Estos gases provienen de un quemador convencionalaire-gas natural o son los gases de escape de una turbina de cogeneración. El granulado, con una humedad entre el 5.5 y el 7%, es descargado en una cinta transportadora y llevado a los silos para su posterior prensado.La corriente de gases utilizada para secar la barbotina y obtener el polvo atomizado es eliminada por la parte superior del atomizador conteniendo un elevado grado de humedad y partículas de polvo muy finas en suspensión.

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Figura 4.11.2.4.- Esquema del proceso de secado por atomización. 1 El electroventilador de presurización presiona el aire…2 ...a través del quemador que lo calienta …3 ...a lo largo de una tubería de acero aislada térmicamente…4 ...en el distribuidor anular que lo pone en rotación …5 ...dentro de la torre de secado. Aquí encuentra la barbotina que…A ...las bombas han enviado a presión constante, B ...a través de los filtros,... C ...en una serie de boquillas con orificio calibrado. Las boquillas ubicadas en el anillo distribuidor o en lanzas radiales, pulverizan la mezcla de agua y tierra. 6 El producto secado de esta forma cae en el fondo de la torre donde se descarga en una cinta que lo transporta a los silos de almacenado. 7 Los ciclones separadores capturan el aire húmedo y abaten gran parte del polvo fino en suspensión. 8 El ventilador principal … 9 ...introduce el aire húmedo en el abatidor que acaba el tratamiento de de pulverización. 10 El aire limpio se expulsa hacia el exterior a través de la chimenea. Todo el ciclo está controlado mediante un equipo electrónico. En la figura 4.11.2.5 puede verse un atomizador y el sistema de distribución de la barbotina en él. Hay dos soluciones: Corona: Las boquillas pulverizadoras están montadas en un anillo de acero inoxidable. El movimiento automático permite una extracción rápida de la corona para el mantenimiento, cosa muy útil cuando hay cambios frecuentes de producción. Lanzas: Las boquillas están montadas en una serie de lanzas colocadas radialmente. Su diferencia, respecto a otras instalaciones, es que las lanzas no estan vinculadas a la puerta de cierre así pueden girar en su eje y sobresalir más o menos dentro de la torre. De esta forma se puede regular la orientación de las boquillas según el tipo de barbotina a atomizar. Se pueden extraer las lanzas sin interrumpir la actividad del atomizador, cosa muy útil cuando hay producciones continuas muy largas.

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Figura 4.11.2.5.- Atomizador La implantación del proceso de secado por atomización para la obtención de la materia prima del soporte (polvo atomizado), conlleva unas importantes ventajas que favorecen el desarrollo de las posteriores etapas del proceso de fabricación. Una de las ventajas más importantes es la obtención de gránulos más o menos esféricos, huecos en su interior y muy uniformes, lo que confiere al polvo atomizado una elevada fluidez, facilitando las operaciones de llenado de los moldes de las prensas y prensado de piezas de gran formato. Otras ventajas a destacar son la consecución de dos operaciones, secado y granulación, a la vez y con el mismo equipo. Por otra parte el control de las variables del proceso presentan una gran simplicidad aunque, debe tenerse en cuenta, la elevada rigidez en las condiciones límites de operación, que vienen impuestas por las características geométricas y constructivas de la instalación. Además cabe destacar el carácter continuo del proceso, por lo que puede ser automatizado. En cuanto al coste energético de este proceso de secado es muy elevado pero se consigue aumentar la rentabilidad del mismo, por el aprovechamiento del calor de los gases y generación de electricidad mediante la implantación de turbinas de cogeneración. En la figura 4.11.2.6 puede verse un esquema completo de la preparación de la pasta cerámica por molturación por vía húmeda y secado de la composición por atomización.

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Figura 4.11.2.6.- Esquema completo de la preparación de la pasta cerámica por molturación por vía húmeda

y secado de la composición por atomización. LEYENDA: 1 Silos materias primas 2 Cinta materias primas dosificadas 3 Silos materias primas dosificadas 4 Cinta extractora-pesadora 5 Depósito defloculante sólido 6 Cóclea extractora 7 Dosificador defloculante sólido 8 Alimentación molino 9 Molino 10 Colector de descarga barbotina 11 Tanque recogido y agitación barbotina 12 Batería de tamices 13 Agitadores y tanque de depósito barbotina 14 Depósito agua 15 Contador agua 16 Bomba agua 17 Bomba barbotina

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Amasado. El proceso de amasado consiste en el mezclado intimo con agua de las materias primas de la composición de la pasta, con esto se consigue una masa plastica facilmente moldeable por extrusión. Conformación de las piezas. Prensado en seco. El procedimiento predominante de conformación de las piezas pieza es el prensado en seco (5-7% de humedad), mediante el uso de prensas hidráulicas. Este procedimiento de formación de pieza opera por acción de una compresión mecanica de la pasta en el molde y representa uno de los procedimientos mas ec onomicos de la fabricación de productos cerámicos de geometria regular. El sistema de prensado se basa en prensas oleodinámicas que realizan el movimiento del pistón contra la matriz por medio de la compresión de aceite y presentan una serie de características como son: elevada fuerza de compactación, alta productividad, facilidad de regulación y constancia en el tiempo del ciclo de prensado establecido. Las prensas se han desarrollado mucho en los últimos años y son equipos con automatismos muy sofisticados fácilmente regulables y muy versátiles. Extrusión. Básicamente el procedimiento de con formación de pieza por extrusión consiste en hacer pasar una columna de pasta, en estado plástico, a través de una matriz que forma una pieza de sección constante. Los equipos que se utilizan constan de tres partes principales: el sistema propulsor, la matriz y la cortadora. El sistema propulsor mas habitual es el sistema de hélice. Secado de piezas conformadas. La pieza cerámica una vez conformada se somete a una etapa de secado, con el fin de reducir el contenido en humedad de las piezas tras su conformado hasta niveles los suficientemente bajos (0,2-0,5 %), para que las fases de cocción y, en su caso, esmaltado se desarrollen adecuadamente. En los secaderos que normalmente se utilizan en la industria cerámica, el calor se transmite mayoritariamente por convección, desde gases calientes a la superficie de la pieza, participando ligeramente el mecanismo de radiación desde dichos gases y desde las paredes del secadero a dicha superficie. Por lo tanto, durante el secado de piezas cerámicas, tiene lugar simultánea y consecutivamente un desplazamiento de agua a través del sólido húmedo y a través del gas. El aire que se utiliza debe ser lo suficientemente seco y caliente, pues se utiliza, no sólo para eliminar el agua procedente del sólido sino también para suministrar la energía en forma de calor, que necesita esa agua para evaporarse. Actualmente el secado de las piezas se realiza en secaderos verticales u horizontales. Tras el conformado de las piezas éstas se introducen en el interior del secadero, en donde se ponen en contacto en contracorriente con gases calientes. Estos gases calientes son aportados por un quemador aire-gas natural o por gases calientes procedentes de la chimenea de enfriamiento del horno. El principal mecanismo de transmisión de calor entre el aire y las piezas es el de convección.

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En los secaderos verticales las piezas se colocan en planos metálicos, formando entre varios planos diferentes unidades denominadas habitualmente “cestones”. El conjunto de cestones se mueve por el interior del secadero verticalmente, entrando el conjunto cestón-pieza en contacto con los gases calientes. Normalmente la temperatura en este tipo de secaderos es inferior a 200ºC y los ciclos de secado suelen estar entre los 35 y 50 minutos. La concepción de los secaderos horizontales es del tipo horno monoestrato de rodillos. Las piezas se introducen en diversos planos en el interior del secadero y se mueven horizontalmente en su interior por encima de los rodillos. El aire caliente, que entra en contacto en contracorriente con las piezas, es aportado por quemadores situados en los laterales del horno. La temperatura máxima en este tipo de instalaciones suele ser mayor que en el caso de los secaderos verticales (alrededor de los 350ºC) y los ciclos de secado son menores, entre 15 y 25 minutos. En general los secaderos horizontales tienen un consumo menor que los verticales, debido a la mejor disposición de las piezas dentro del secadero y a la menor masa térmica. La emisión resultante de la operación de secado es una corriente de gases a temperatura del orden de los 110ºC y con muy baja concentración de partículas en suspensión arrastradas de la superficie de las piezas por esta corriente. Cocción o cocciones, con o sin esmaltado. En los productos no esmaltados, tras la etapa de secado se realiza la cocción. Asimismo, en el caso de productos esmaltados fabricados por bicocción, tras el secado de las piezas en crudo se realiza la primera cocción. Esmaltado. El esmaltado consiste en la aplicación por distintos métodos de una o varias capas de vidriado con un espesor comprendido entre 75-500 micras en total, que cubre la superficie de la pieza. Este tratamiento se realiza para conferir al producto cocido una serie de propiedades técnicas y estéticas, tales como: impermeabilidad, facilidad de limpieza, brillo, color, textura superficial y resistencia química y mecánica. La naturaleza de la capa resultante es esencialmente vítrea, aunque incluye en muchas ocasiones elementos cristalinos en su estructura. Esmaltes y fritas. El vidriado, al igual que la pasta cerámica, está compuesto por una serie de materias primas inorgánicas. Contiene sílice como componente fundamental (formador de vidrio), así como otros elementos que actúan como fundentes (alcalinos, alcalinoterreos, boro, cinc, etc.), como opacificantes (circonio, titanio, etc.), como colorantes (hierro, cromo, cobalto, manganeso, etc.). Dependiendo del tipo de producto, de su temperatura de cocción, y de los efectos y propiedades a conseguir en el producto acabado, se formula una amplia variedad de esmaltes. En otros procesos cerámicos (porcelana artística, sanitarios) se utilizan en la formulación de vidriados única y exclusivamente materias primas cristalinas, naturales o de síntesis, que aportan los óxidos necesarios. En cambio, en el proceso de pavimentos y revestimientos cerámicos se vienen usando materias primas de naturaleza vítrea (fritas), preparadas a partir de los mismos materiales cristalinos sometidos previamente a un tratamiento térmico de alta temperatura.

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Fritas: Naturaleza, ventajas, composición y fabricación. Las fritas son compuestos vítreos, insolubles en agua, que se obtienen por fusión a temperatura elevada (1500ºC) y posterior enfriamiento rápido de mezclas predeterminadas de materias primas. La gran mayoría de los esmaltes que se utilizanen la fabricación industrial de pavimentos y revestimientos cerámicos tienen una parte fritada en mayor o menor proporción en su composición, pudiéndose tratar en algunos casos de una sola frita o de mezclas de diferentes tipos de fritas. La utilización de fritas presenta los siguientes ciertas ventajas frente al empleo de materias primas sin fritar, para una composición química dada: - Insolubilización de algunos elementos químicos, - Disminución de la toxicidad, el material vítreo obtenido, por su tamaño y estructura, tiene menor tendencia a la formación de polvo ambiental que las materias primas de las que proviene, disminuyendo de esta forma el peligro asociado a su toxicidad. - Ampliación del intervalo de temperaturas de trabajo del esmalte, debido a que no poseen puntos definidos de fusión. El proceso de fabricación de fritas, comúnmente llamado fritado, tiene como objetivo la obtención de un material vítreo insoluble en agua, mediante fusión y posterior enfriamiento de mezclas diferentes materiales. El proceso comienza con una dosificación de las materias primas, previamente seleccionadas y controladas, en la proporción establecida. Mediante transporte neumático se trasladan las diferentes materias primas a una mezcladora (Figura 4.11.2.4). Existen gran variedad de fritas cerámicas, que difieren en su composición química y en las características físicas relacionadas con ésta. Como se ha explicado previamente, los componentes que por sí son solubles o tóxicos se aportan siempre en forma fritada para reducir considerablemente su solubilidad; así sucede con el plomo, el boro, los alcalinos y algunos otros elementos minoritarios. El resto de componentes pueden ser utilizados en forma fritada o como materia prima cristalina, dependiendo del efecto que se busca.

Figura 4.11.2.4.- Proceso de fritado.

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Las fritas pueden clasificarse atendiendo a muy diversos criterios: en función de su composición química (plúmbicas, borácicas, etc.), de sus características físicas (opacas, transparentes, etc.), de su intervalo de fusión (fundentes, duras), etc. En la actualidad se han desarrollado una serie de fritas, destinadas a determinados procesos de producción, que engloban varias de las características buscadas, y que hacen todavía más difícil la clasificación de las fritas cerámicas. La mezcla de materias primas pasa a una tolva de alimentación, desde la que entra al horno, donde tiene lugar el fritado propiamente dicho. La alimentación del horno se lleva a cabo mediante un tornillo sin fin, cuya velocidad controla el flujo másico de material alimentado al horno. El tiempo de permanencia del material en el interior del horno viene definido por la velocidad de fusión de las materias primas y por la fluidez del material fundido. El horno está dotado de quemadores alimentados con gas natural, utilizándose como comburente aire u oxígeno. Estos sistemas permiten alcanzar temperaturas comprendidas entre 1400-1600 C, necesarias para llevar a cabo este tipo de procesos. Los gases de combustión antes de ser expulsados al exterior a través de la chimenea se les hace pasar por un intercambiador de calor, con el fin de recuperar energía para precalentar el aire de combustión. El proceso de fritado puede desarrollarse en continuo, empleándose hornos continuos on enfriamiento del fundido con agua o con aire y en discontinuo, con hornos otatorios y enfriamiento por agua. Los hornos continuos tienen su base está inclinada con el fin de facilitar el descenso de la masa fundida. En la salida se sitúa un rebosadero y un quemador que actúa directamente sobre el liquido viscoso en que se ha convertido la frita a la salida, evitando su brusco enfriamiento al contacto con el aire y facilitando el vaciado en continuo del horno. El enfriamiento puede realizarse: Con agua: El material fundido cae directamente sobre agua, lo cual provoca su inmediato enfriamiento. Al mismo tiempo, y debido al choque térmico, se produce la rotura del vidrio en pequeños fragmentos de forma irregular. Estos se suelen extraer del agua mediante un tornillo sin fin, posteriormente transportándolos a un secadero para eliminarles la humedad del tratamiento anterior. Con aire: En este caso la masa fundida se hace pasar a través de dos cilindros, enfriados en su interior por aire, obteniendo un sólido laminado muy frágil, que se rompe con facilidad en pequeñas escamas. El proceso intermitente se lleva a cabo en el caso que se desee fabricar fritas de menor demanda. En este caso el proceso de fusión se realiza en un horno rotatorio y normalmente el enfriamiento de la frita se realiza por agua, siendo éstas las únicas diferencias con respecto al proceso continuo. El horno rotatorio consiste en un cilindro de acero revestido interiormente con refractario y dotado de un sistema de movimentación que permite la homogeneización de la masa fundida. En un extremo del horno se sitúa un quemador que dirige la llama hacia el interior del horno. Tanto en el proceso continuo como en el intermitente, los humos procedentes de la fusión, contienen compuestos gaseosos procedentes de la combustión, gases procedentes de las volatilizaciones de las materias primas alimentadas y partículas arrastradas por los gases de combustión en su salida del horno. Es importante destacar que la composición de éstas partículas es parecida a la de la frita que se está produciendo en cada momento.

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Esmaltes: Preparación y aplicación. Decoración. El proceso de preparación de los esmaltes consiste normalmente en someter a la frita y aditivos a una fase de molienda, en molino de bolas de alúmina, hasta obtener un rechazo prefijado. A continuación se ajustan las condiciones de la suspensión acuosa cuyas características dependen del método de aplicación que se vaya a utilizar. El esmaltado de las piezas cerámicas se realiza en continuo y los métodos de aplicación más usuales en la fabricación de estos productos cerámicos son: En cortina, por pulverización, en seco o las decoraciones. La serigrafía es la técnica mayoritariamente utilizada para la decoración de baldosas cerámicas, debido a su facilidad de aplicación en las líneas de esmaltado. Esta técnica se utiliza tanto en monococción como en bicocción y tercer fuego, y consiste en la consecución de un determinado diseño que se reproduce por aplicación de una o varias pantallas superpuestas (telas tensadas de una luz de malla determinada). Estas pantallas presentan la totalidad de su superficie cerrada por un producto endurecedor, dejando libre de paso únicamente el dibujo que se va a reproducir. Al pasar sobre la pantalla un elemento que ejerce presión (rasqueta), se obliga a la pasta serigráfica a atravesarla, quedando la impresión sobre la pieza. Cocción de las piezas. La cocción de los productos cerámicos es una de las etapas más importantes del proceso de fabricación, ya que de ella dependen gran parte de las características del producto cerámico: resistencia mecánica, estabilidad dimensional, resistencia a los agentes químicos, facilidad de limpieza, resistencia al fuego, etc. Las variables fundamentales a considerar en la etapa de cocción son, el ciclo térmico (temperatura-tiempo, Figura 4.11.2.5), y la atmósfera del horno, que deben adaptarse a cada composición y tecnología de fabricación, dependiendo del producto cerámico que se desee obtener. La operación de cocción consiste en someter a las piezas a un ciclo térmico, durante el cual tienen lugar una serie de reacciones en la pieza que provocan cambios en su microestructura y les confieren las propiedades finales deseadas.

Figura 4.11.2.5.- Ciclo térmico de cocción.

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Cocción única, monococción y bicocción. Los materiales cerámicos pueden someterse a una, dos o más cocciones. Las baldosas no esmaltadas reciben una única cocción; en el caso de baldosas esmaltadas, pueden someterse a una cocción tras la aplicación del esmalte sobre las piezas crudas (proceso de monococción), o someterse a una primera cocción para obtener el soporte, al que se aplica el esmalte para someterlo luego a una segunda cocción(proceso de bicocción). En algunos materiales decorados se aplica una tercera cocción a menor temperatura. En ocasiones puede haber un secado adicional tras la etapa de esmaltado. Esta se lleva a cabo inmediatamente antes de introducir el material en el horno, con el fin de reducir el contenido en humedad de las piezas hasta niveles suficientemente bajos para que la etapa de cocción se desarrolle adecuadamente. Cocción rápida. La cocción rápida de las baldosas cerámicas, actualmente predominante, se realiza actualmente en hornos monoestrato de rodillos, que han permitido reducir extraordinariamente la duración de los ciclos de cocción hasta tiempos inferiores a los 40 minutos, debido a la mejora de los coeficientes de transmisión de calor de las piezas, y a la uniformidad y flexibilidad de los mismos. En los hornos monoestrato, las piezas se mueven por encima de los rodillos y el calor necesario para su cocción es aportado por quemadores gas natural-aire, situados en las paredes del horno. Los mecanismos principales de transmisión de calor presentes durante este proceso son la convección y la radiación. (Figura 4.11.2.6).

Figura 4.11.2.6.- Esquema de horno monoestrato. Al tratarse de hornos no muflados el contacto de los gases con el producto es directo, lo cual mejora los coeficientes de transporte de calor, disminuyendo la duración del ciclo de cocción, reduciendo el consumo energético y aumentando la flexibilidad de éstos hornos respecto a los anteriormente empleados para este proceso. Los gases calientes resultantes de la operación de cocción se emiten a la atmósfera por dos focos emisores. Por una parte los humos procedentes de la zona de precalentamiento y cocción, se emiten al exterior por una chimenea que se encuentra a la entrada del horno y los humos de la zona de enfriamiento se emiten por una chimenea que se encuentra a la salida del horno.

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Los humos procedentes del proceso de precalentamiento y cocción se componen principalmente de sustancias procedentes de la combustión y compuestos gaseosos de carácter contaminante procedentes de la descomposición de las materias primas y partículas de polvo en suspensión. En cuanto a los humos de la etapa de enfriamiento se trata de aire caliente, pudiendo contener partículas de polvo. Tratamientos adicionales. En algunos casos, en particular en baldosas de gres porcelánico, se realiza una operación de pulido superficial de las piezas cocidas con lo que se obtienen baldosas homogéneas brillantes no esmaltadas. Clasificación y embalado. Por ultimo con la etapa de clasificación y embalado finaliza el proceso de fabricación del producto cerámico. La clasificación se realiza mediante sistemas automáticas con equipos mecánicos y visión superficial de las piezas. El resultado es un producto controlado en cuanto a su regularidad dimensional, aspecto superficial y características mecánicas y químicas. Se deben eliminar los defectuosos (deformación, irregularidad de esmalte), clasificándose por calidades según normas (1ª, 2ª y 3ª). Se embalan en cajas de cartón donde debe figurar el tipo, las dimensiones y la calidad. 4.11.3.- Tipos de baldosas cerámicas. 4.11.3.1.- Clasificación según normativa. Según las normas, la clasificación básica de las baldosas cerámicas resulta del método utilizado para su moldeo y de la absorción de agua. El acabado superficial da ulteriores criterios de clasificación. Grupos de baldosas por el método de moldeo Según el tipo de moldeo empleado para conformar las piezas, se clasifican en tres tipos:

1. Cerámica extrusionada: Baldosas cuya masa se moldea en estado plástico (barro mojado) mediante una galletera, y la cinta obtenida se corta en piezas de longitud predeterminada.

2. Cerámica prensada: Baldosas formadas a partir de una masa reducida a polvo y moldeadas en matrices a alta presión.

3. Cerámica colada: Baldosas formadas de una masa en estado de barbotina que se vierte en un molde. (De muy escasa fabricación)

Sin embargo, la mayoría de las baldosas son moldeadas por extrusión o por prensado en seco. Las baldosas extrudidas forman el grupo A de las normas y las prensadas en seco el grupo B.

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El tipo de moldeo puede generalmente identificarse por observación de la baldosa y particularmente del relieve de su cara posterior. Estos relieves, llamados comúnmente "costillas", aumentan la superficie de contacto con el adhesivo y por tanto la adhesión de las baldosas una vez colocadas. - El relieve de las baldosas extrudidas tiene la forma de estrías longitudinales paralelas, más o menos pronunciadas, conservando la baldosa la misma sección transversal a lo largo de la dirección de las estrías. No incluye generalmente la marca de fábrica, aunque en algún caso se graba en los cantos. - El relieve de las baldosas prensadas en seco se distribuye sin dirección preferente y consiste en puntos o líneas ordenados en forma de cuadrícula, panal u otro diseño, incluso decorativo. En ocasiones imita el estriado de las baldosas extrudidas. Es frecuente que incluya la marca de fábrica y algún signo de control de producción. Grupos de baldosas clasificados según la absorción de agua. La porosidad de las baldosas cerámicas se expresa por el porcentaje de absorción de agua sobre el peso total de la baldosa, medido según un ensayo normalizado. La porosidad guarda una relación próxima con algunas de las restantes características de las baldosas cerámicas. (i).- Tipos: La absorción de agua hasta el 3 % se considera baja (grupo I) y dentro de ella hasta el 0.5 % muy baja (grupo Ia). Entre 3 y 6 %, se considera media-baja (grupo IIa) y entre 6 y 10 % media-alta (grupo IIb). Por encima del 10 % la absorción se considera alta (grupo III). (ii).- Reconocimiento: Un sistema rápido para conocer de forma aproximada la absorción de agua e identificar así el grupo y el tipo de producto, es observar la velocidad de succión de la baldosas. Para ello, depositar una gota de agua sobre una cara no esmaltada y limpia, a temperatura ambiente (entre 15º y 25º C), esperar 20 segundos y observar el resultado: - Si el soporte succiona el agua en menos de 20 segundos, es baldosa porosa, del grupo III - Si el soporte no succiona totalmente el agua en 20 segundos y queda mancha de humedad después de secar la gota con un trapo, es una baldosa ligeramente porosa, del grupo IIb. - Si el soporte no succiona el agua en 20 segundos y no queda mancha de humedad después de secar la gota con un trapo, es una baldosa no porosa, de los grupos IIa o I. En la tabla 4.11.3.1.1 se dan los grupos normalizados de baldosas cerámicas.

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Tabla 4.11.3.1.1.- Grupos normalizados de baldosas cerámicas.

Tipos de acabado superficial. (a).- Esmalte.- Es una cubierta vitrificada por cocción y fuertemente adherida a la cara vista del cuerpo o soporte de las baldosas esmaltadas (GL). Tiene composición diferente de la del cuerpo, y se aplica entre una primera y una segunda cocción (proceso de bicocción) o antes de una única cocción (proceso de monococción). La cara vista adquiere así la apariencia y las propiedades del esmalte, que pueden ser muy diferentes de las del soporte. En general el esmalte se distingue fácilmente a simple vista o, al menos, observando una sección de la baldosa. Las baldosas que no tienen capa de esmalte o baldosas no esmaltadas (UGL) se producen sometiendo el cuerpo, tras su moldeo, a una única cocción. Las caras son de la misma naturaleza y apariencia que el cuerpo. (b).- Engobe.- Es un revoque de arcilla o pasta claras con el que se cubre la cara vista de la baldosa para tapar su color más oscuro. Aunque generalmente se aplica un esmalte sobre el engobe, puede dejarse como acabado superficial, que tras la cocción, es mate y menos impermeable y duro que el esmalte. (c).- Pulido.- Es un tratamiento que alisa y da brillo reflectante a la cara vista. Es usual en las baldosas de gres porcelánico y ha empezado a usarse en una pequeña cantidad de azulejos y pavimentos de gres. Los tipos corrientes de baldosas cerámicas en España se describen en la tabla 4.11.3.1.2, utilizando las denominaciones más extendidas y teniendo en cuenta criterios objetivos de carácter técnico, arancelario u otros. Pero debe tenerse presente que estas denominaciones no están normalizadas ni son aceptadas o entendidas por igual, por lo que puede ser necesario hacer precisiones o aclaraciones para evitar malos entendidos.

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Tabla 4.11.3.1.1.- Tipos de baldosas cerámicas usuales en España.

4.11.4.- Azulejos.

Denominación y uso. Azulejo es la denominación tradicional de las baldosas cerámicas con absorción de agua alta, prensadas en seco, esmaltadas y fabricadas por bicocción o monococción. Sus características los hacen particularmente adecuados para revestimiento de paredes interiores en locales residenciales o comerciales. Cuerpo. El cuerpo o soporte, llamado bizcocho, es de mayólica (loza fina) de color blanco o claro (ligeramente grisáceo, crema o marfil) o de color, que va del ocre al pardo amarillento o rojizo, sin que el color afecte por si a las cualidades del producto. Es de textura fina y homogénea, siendo poco apreciables a simple vista granos, inclusiones o poros. Las superficies y aristas son regulares y bien acabadas. Cara vista. La cara vista esta cubierta por un esmalte vitrificado, que puede ser blanco, monocolor, marmoleado, moteado o multicolor, y puede estar decorado con motivos diversos. Formas y medidas. Las formas predominantes son la cuadrada y la rectangular. Se fabrican de muchas medidas, siendo usuales desde 10 x 10 cm a 45 x 60 cm. Las piezas complementarias usuales son listeles o tiras, molduras y cenefas. Clasificación normativa. Los azulejos están comprendidos dentro del grupo BIII, GL, de las normas ISO y EN-UNE (baldosas cerámicas prensadas en seco con absorción de agua E > 10 %, esmaltadas). Los azulejos, junto con los pavimentos de gres, representan el grueso de la producción española de baldosas cerámicas. Su oferta es muy amplia y variada. En la tabla 4.11.4.1 se dan las características técnicas de los azulejos.

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Tabla 4.11.4.1.- Características técnicas de los azulejos.

De acuerdo con el tipo de pasta de la base, se dividen en azulejos de pasta blanca y azulejos de pasta arcillosa (Mayólica).

Se colocan sobre fábricas con mortero de cemento 1: 3 o sobre capa de mortero con adhesivos o cemento cola. En esquinas y ángulos, deben colocarse piezas vidriadas en los cantos o realizar un inglete para evitar dejar la base vista (no impermeable).

Se aplican en zonas húmedas y con necesidad de higiene revistiendo los paramentos, (cocinas, barios, laboratorios, quirófanos...), decoración y a veces en fachadas (peligro de heladas).

4.11.5.- Pavimento de gres. Denominación y uso. Pavimento de gres es la denominación más frecuente de las baldosas cerámicas de absorción de agua baja o media-baja, prensadas en seco, esmaltadas y fabricadas generalmente por monococción, conocidas también como pavimento gresificado, pavimento cerámico esmaltado o simplemente pavimento cerámico. Son adecuadas para arcillas interiores en locales residenciales o comerciales. Las que reúnen las características pertinentes, y en especial la resistencia a la helada o alta resistencia a la abrasión, pueden utilizarse también para revestimiento de fachadas y de arcillas exteriores. Es un material cerámico obtenido por la mezcla de arcillas fácilmente vitrificables que le confieren las propiedades de compacidad, impermeabilidad, dureza, resistencia a la abrasión y durabilidad Cuerpo. El cuerpo o soporte es de gres (absorción de agua baja) o gresificado (absorción de agua media-baja), de color blanco o claro o de color ocre al pardo oscuro, sin que ello afecte a otras características del producto. Es de textura fina y homogénea y son poco apreciables a simple vista elementos heterogéneos. Las superficies y aristas son regulares y bien acabadas. Cara vista. El esmalte de la cara vista, de mate a muy brillante, puede ser blanco monocolor, marmoleado, moteado, granulado y puede estar decorado con motivos diversos. Formas y medidas La forma predominante es la cuadrada desde 10 cm x 10 cm a 60 cm x 60 cm. , con variantes de una o mas esquinas achaflanadas, aunque también hay piezas rectangulares. Las piezas complementarias usuales son los tacos y los listeles y las especiales más comunes el rodapié, el peldaño y el zanquín.

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Clasificación normativa El pavimento de gres está comprendido dentro de los grupos BIb, GL (baldosas cerámicas prensadas en seco con absorción de agua baja E< 3 %, esmaltadas) y BII, GL ( baldosas cerámicas prensadas en seco con absorción de agua media-baja 3 % £ E < 6 %, esmaltadas) de las normas ISO y EN-UNE. En la tabla 4.11.5.1 se dan las características técnicas del pavimento de gres.

Tabla 4.11.5.1.- Características técnicas del pavimento de gres.

Los pavimentos de gres, junto con los azulejos, representan la mayor parte de la producción española de baldosas cerámicas. La oferta es amplia y variada. Necesitan procedimientos caros y complicados para conseguir la calidad adecuada que depende del grado de masa vítrea, utilizándose materias primas de gran pureza y necesitando un tamaño de partícula muy pequeño y homogéneo, aunque hay productos de grano fino y grano grueso o rústico.

Las materias primas de las pastas son arcillas aglutinadas, caolín, cuarzo, feldespato y chamota, dando la composición química siguiente:

en % Gres fino

- Hidrolisicato de alúmina 30 - 70 45 % - Cuarzo 30 - 60 43 % - Feldespato 5 - 25 12 %

Las variaciones de composición pueden ser muy amplias. Estos componentes le aportan gran dureza (por el cuarzo y feldespato). El llamado ferrogrés tiene alto contenido de Fe que le da gran resistencia mecánica.

La cocción es a alta temperatura 1250°C hasta fusión parcial de la pasta. Envalado y clasificación: Una vez eliminadas las piezas defectuosas, se envalan en cajas de cartón atendiendo a su clasificación por diversos conceptos:

- Tipo: Indicar tipo y denominación del producto. - Color: Ya que pueden fabricarse varios para el mismo tipo. - Dimensiones: Ancho, largo y espesor de las piezas. - Calibre: Indica las posibles variaciones de tamaño para las mismas dimensiones (se indica el calibre 0, 1, ...). - Tono: Indica las variaciones de tono en un mismo color.

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Propiedades. Se originan sobre todo en la cocción, ya que dependen del porcentaje de masa vítrea que se produzca por fusión y que se distribuye entre el resto de la masa aglomerándola y cerrando los poros, dándola impermeabilidad. El gres porcelánico, llega a tener una porosidad prácticamente nula.

Físicas: Densidad real ( 2.4 a 2.6), aparente ( 2.2 a 2.4 Kg/dm3). Absorción de agua (3 % al 0.05 % ) y dureza ( 6 a 9 Mohs), rayando al vidrio. Resiste perfectamente a la helada y debe tener un bajo coeficiente de dilatación lineal. Mecánicas: Resistencia a flexión (200 a 500 Kgf/cm2), a abrasión ensayo PEI más de 1500 vueltas (pierde menos de 100 mg). Debe garantizarse la adherencia a morteros. Químicas: Absoluta estabilidad a agentes atmosféricos. Debe ser resistente a la acción de ácidos y bases. Sólo le ataca el ácido fluorhídrico. El esmalte debe ser estable a la luz. Aplicaciones. - Principalmente en pavimentos interiores (de menos dureza) en exteriores (deben ser rugosos y resistir abrasión). - En revestimientos de paredes de cocinas, baños, laboratorios... - El gresite para revestimientos de piscinas y paredes son piezas mortero, quitando luego el papel. Es altamente impermeable.

-En fregaderos y duchas para viviendas. 4.11.6.- Gres porcelánico. Denominación y uso Gres porcelánico es el nombre generalizado de las baldosas cerámicas con muy baja absorción de agua, prensadas en seco (Se ha iniciado recientemente la fabricación de piezas moldeadas por extrusión con muy baja absorción de agua y demás características análogas a las del gres porcelánico prensado, por lo que cabe hablar de gres porcelánico prensado. Por su novedad y relativamente baja producción no se ha segregado todavía un grupo AIa y, por tanto, sigue incluido en el grupo AI aunque cumpliendo muy holgadamente las correspondientes especificaciones.), no esmaltadas (Existen en el mercado baldosas denominadas de gres porcelánico esmaltado, al que se da ese acabado con la finalidad de ampliar las posibilidades estéticas del producto. En Italia se utiliza también esa denominación a baldosas de pasta blanca, coloreadas en la masa, y esmaltadas, cuyas características son más próximas al tipo de pavimentos de gres.), y por tanto sometidas a una única cocción. Se utilizan para arcillas interiores en edificación residencial, comercial e incluso industrial, para arcillas exteriores y fachadas y, para revestimientos de paredes interiores, en esta caso preferentemente con acabado pulido.

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Cuerpo.

El cuerpo es del color resultante de la adición de colorantes a la masa, con distribución uniforme o granular.

Es de textura muy fina y homogénea no siendo apreciables a simple vista elementos heterogéneos. Las

superficies y aristas son muyregulares y bien acabadas.

Cara vista. La cara vista es de la misma materia que el cuerpo y puede ser de color liso, moteada, marmoleada o decorada. El gres porcelánico puede utilizarse tal como resulta tras la cocción (gres porcelánico mate o natural) o someterse la cara vista un proceso de pulido, que le da brillo y lisura (gres porcelánico pulido). La cara vista puede tener relieves similares a los de las piedras naturales, con fines decorativos, o en forma de puntas de diamante, estrías, ángulos, con fines antideslizantes, para uso en arcillas exteriores o de locales industriales. Formas y medidas. Actualmente predomina la forma cuadrada, pero también se encuentran piezas rectangulares. Las medidas usuales en el mercado van de 15 x 15 cm a 60 x 60 cm ó 40 x 60 cm. Como piezas especiales se encuentran peldaños y rodapiés. Clasificación normativa . El gres porcelánico está comprendido dentro de grupo Bia (baldosas cerámicas prensadas en seco con absorción de agua E < 0,5% ) de la norma ISO 13006 y UNE 67-087. En la tabla 4.11.6.1 se dan las características técnicas del gres porcelánico.

Tabla 4.11.6.1.- Características técnicas del gres porcelánico.

El gres porcelánico es el tipo de baldosas cerámica de más reciente aparición en el mercado. La producción española, que se inició en 1988, es completa en variedad y aumenta al ritmo de la demanda. 4.11.7.- Baldosín catalán. Denominación y uso. Baldosín catalán es el nombre tradicional de baldosas con absorción de agua desde media-alta a alta o incluso muy alta, extrudidas, generalmente no esmaltadas y por tanto sometidas a una única cocción. La producción y el consumo son estables o con suave tendencia a la baja, y como su nombre indica están concentradas en Cataluña, así como en Valencia. El baldosín no esmaltado se utiliza para solado de terrazas, balcones y porches, con frecuencia en combinación con olambrillas (pequeñas piezas cuadradas de gres blanco con decoración azul, o de loza esmaltada con decoración en relieve o multicolor).

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Cuerpo. El cuerpo es de color rojo o pardo rojizo, propio de la arcilla cocida, de textura poco homogénea, y es frecuente poder ver pequeños granos, poros o incrustaciones. Cara vista. La cara vista del baldosín no esmaltado es lisa y del color del cuerpo. Una pequeña parte de la producción recibe una cubierta vidriada, de color rojo o verde (baldosín vidriado), y tiene un uso tradicional y muy limitado, en bancos de cocina de viviendas de ambiente rural. Tratamiento superficial. Hay que prever la posibilidad de que el baldosín catalán no esmaltado necesite un tratamiento superficial impermeabilizante de la cara vista con ceras o productos "ad hoc", para mejorar su resistencia a las manchas y a los productos de limpieza. Formas y medidas. Las formas y medidas predominantes son la cuadrada o rectangular, desde 13 x 13 cm a 24 x 40 cm. Pero hay otras muchas formas (hexágonos, octógonos regulares u oblongos, con lados curvilíneos) y gran variedad de piezas complementarias (molduras, escocias, cubrecantos, tiras, tacos) y especiales (peldaños, rodapiés, vierteaguas). Clasificación normativa. Estas baldosas están mayoritariamente comprendidas en los grupos AIIb, UGL (baldosas cerámicas extrudidas, con absorción de agua 6 % < E £ 10 %, no esmaltadas) y AIII, UGL (baldosas cerámicas extrudidas, con absorción de agua E > 10 %) de las normas ISO y EN-UNE. En la tabla 4.11.7.1 se dan las características técnicas del baldosín catalán.

Tabla 4.11.7.1.- Características técnicas del baldosín catalán.

La producción y el consumo son estables o de tendencia moderadamente decreciente. 4.11.8.- Gres rústico. Denominación y uso. Gres rústico es el nombre dado a las baldosas cerámicas con absorción de agua baja o media baja y extrudidas, generalmente no esmaltadas. No deben confundirse con los pavimentos de gres de acabado intencionalmente rústico. Dentro de una producción española relativamente pequeña hay una gran variedad de tipos cuyas características particulares los hacen especialmente adecuados para revestimiento de fachadas, solados exteriores incluso de espacios públicos, arcillas de locales públicos, arcillas industriales, etc. Las irregularidades de color, superficie y aristas les dan posibilidades decorativas particulares.

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Cuerpo. El cuerpo es de color ocre a pardo muy oscuro, de textura heterogénea que permite apreciar a simple vista granos, inclusiones, poros y otras irregularidades. Lascaras y las aristas pueden tener irregularidades propias de este material, que son aceptadas o incluso intencionales. Formas y medidas. Predominan las formas cuadradas y rectangulares, entre 11 x 11 cm y 37 x 37 cm, con grosores muy variables según tipos y medidas. Hay algunas piezas complementarias y diversas piezas especiales. Clasificación normativa. El gres rústico está mayoritariamente comprendido en los grupos AI, UGL (baldosas cerámicas extrudidas con absorción de agua E < 3 %, no esmaltadas), o AIIa (baldosas cerámicas extrudidas con absorción de agua 3 % ≤ E < 6 %, no esmaltadas) de las normas ISO y EN-UNE. En la tabla 4.11.8.1 se dan las características técnicas del gres rústico.

Tabla 4.11.8.1.- Características técnicas del gres rústico.

Dentro de una producción relativamente pequeña, hay una gran variedad de tipos, entre los que se encuentran: - Las baldosas llamadas "quarry tiles" por su similitud con las inglesas de esta denominación. Después de la extrusión y corte son moldeadas a baja presión y pueden recibir en ese momento una marca en los cantos. - Las baldosas separables, conocidas con el nombre alemán "Spaltplatten". Se moldean extrudiendo simultáneamente dos piezas, unidas por las estrías del dorso, que se separan una vez cocidas con un golpe seco que deja en las estrías un perfil irregular de rotura. Los lados largos suelen tener un pequeño rebaje en escalón para proteger las aristas durante la cocción. - Las baldosas de gres salado, sobre cuya cara vista se proyecta sal común durante la cocción, resultando una película con brillo broncíneo disparejo, de efecto muy decorativo. Se usan en paramentos, incluso exteriores, pues debe tenerse en cuenta que en arcillas, incluso de tránsito poco intenso, pierden esa película. 4.11.9.- Barro cocido. Denominación y uso. Barro cocido es la denominación más comúnmente aplicada a gran variedad de baldosas con características muy diferentes, coincidentes solo en la apariencia rústica y en la alta absorción de agua. Sus características las hacen especial y casi exclusivamente adecuadas para edificación o locales de buscada rusticidad.

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Cuerpo. El cuerpo es de color térreo y no uniforme, de textura muy irregular y con granos poros e incrustaciones fácilmente visibles. Las caras y las aristas tienen marcadas irregularidades que se dan por supuestas como propias de estos productos. Formas y medidas. Hay gran dispersión de formas y medidas. Tratamiento superficial. Hay que prever la posibilidad de que necesiten un tratamiento superficial de la cara vista con ceras o productos "ad hoc", antes o después de la colocación, por razones de aspecto (brillo) o funcionales (rechazo de manchas, resistencia a productos de limpieza, impermeabilidad). Clasificación normativa. Las baldosas de barro cocido están, en su mayor parte, comprendidas en los grupos AIIb parte 2ª, UGL (baldosas cerámicas extrudidas con absorción de agua 6% < E £ 10 %, parte 2ª, no esmaltadas) y AIII , UGL (baldosas cerámicasextrudidas con absorción de agua E < 10 %, no esmaltadas) de las normas ISO y EN-UNE. En la tabla 4.11.9.1 se dan las características técnicas del barro cocido.

Tabla 4.11.9.1.- Características técnicas del barro cocido.

La producción es limitada, discontinua y muy dispersa y generalmente se fabrican en pequeñas unidades productivas y con medios artesanales. 4.11.10.- Clasificación de las baldosas cerámicas según su uso. La diversidad de situaciones en que puede utilizarse la baldosa cerámica, hace necesaria que se tengan en cuenta, además del tipo de baldosa, según fue descrito anteriormente diversas características que son relevantes a los efectos de su uso. Para facilitarlo se propone un código de baldosa según el uso para el que es adecuada. Se consideran tres grupos de características de las baldosas cerámicas y a cada grupo se le asigna un identificador, ya sea un número o una o varias letras. Se obtiene así un código de baldosa según su uso, compuesto por un primer identificador numérico, un segundo identificador también numérico y un tercero compuesto por letras. El proceso de clasificación, en consecuencia, verifica las características de cada grupo y le asigna el identificador correspondiente, obteniéndose el código de baldosa según el diagrama de la figura 4.11.10.1.

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Figura 4.11.10.1.- Diagrama de obtención del código de baldosa. Características dimensionales. El primer identificador es un número que hace referencia a las características dimensionales. Según las desviaciones de éstas características sean mayores o menores, se prevén tres tipos de uso de las baldosas: - El tipo 1 designa baldosas que se han de colocar con junta de colocación, habitualmente en superficies horizontales, y es el menos exigente en cuanto a características dimensionales. - El tipo 2 designa baldosas que pueden ser colocadas sin junta de colocación y en superficies horizontales (pavimentos). - El tipo 3 designa baldosas que pueden ser colocadas sin junta de colocación en superficies verticales (paramentos), siendo este último tipo el más exigente en cuanto a características dimensionales. A los efectos de esta guía se considera colocación con junta cuando la separación entre baldosas es igual o mayor a 3 mm, y sin junta cuando es menor. No obstante, se recomienda no hacer la colocación con separación inferior a 1,5 mm. En este aspecto, y dado que la exigencias son crecientes, una baldosa con un número identificador mayor tiene mejores características dimensionales y satisface y puede ser utilizada en los usos con identificador menor. Así, en lo que se refiere a exigencias dimensionales, las baldosas que cumplan con el tipo 3, paramento sin junta, pueden utilizarse perfectamente en pavimento sin junta (tipo 2) o colocarse con junta

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(tipo 1) ya que superan las características de estos tipos. A la inversa, una baldosa que cumple estrictamente con el tipo 1 (colocación con junta), no podría utilizarse sin junta pues las características necesarias para los otros usos son más exigentes. Ver el cuadro 4.11.10.1.

Cuadro 4.11.10.1.- Primer identificador: Características dimensionales.

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Características mecánicas. El segundo identificador es un número que hace referencia a cómo afectan a distintos tipos de uso algunas características mecánicas como la carga de rotura, clase de abrasión y otras. Teniendo en cuenta diversos valores de los parámetros y los usos previsibles en correlación con estos valores, se obtiene la siguiente clasificación: Tipo 1. Uso en paramento Tipo 2. Uso en pavimento tránsito peatonal leve. Tipo 3. Uso en pavimento tránsito peatonal moderado. Tipo 4. Uso en pavimento tránsito peatonal medio. Tipo 5. Uso en pavimento tránsito intenso. Tipo 6. Uso en pavimento tránsito peatonal muy intenso. Tipo 7. Uso en pavimento con tráfico rodado. Un número mayor de tipo significa características más exigentes. Así, en lo que se refiere a características mecánicas, las baldosas que cumplan las exigencias del tipo 7, pavimento con tráfico rodado, pueden utilizarse para cualquiera de los usos de tipo 1 a 6, pues superan sus características. A la inversa, una baldosa que cumpla estrictamente con el tipo 1, no serviría para ninguno de los usos de número superior (de 2 a 7). Ver el cuadro 4.11.10.2. Características adicionales. El tercer identificador es una letra o letras que hacen referencia a características adicionales de la baldosa cerámica, como la resistencia química, la resistencia al deslizamiento y la resistencia a la helada. Teniendo en cuenta cómo estas características afectan al uso, se obtienen siete tipos para este tercer dígito que se denominan: Tipo H. Uso higiénico. Tipo E. Uso exterior. Tipo EH. Uso exterior higiénico. Tipo A. Uso antideslizante. Tipo AH. Uso antideslizante higiénico. Tipo AE. Uso antideslizante exterior. Tipo AEH. Uso antideslizante exterior higiénico. Así como las características de los anteriores identificadores son más exigentes a medida que crece el número, de modo que un tipo contiene a los anteriores, en esta característica se combinan diferentes criterios. Así una baldosa con identificador EH, uso exterior higiénico, podría utilizarse en los usos que contienen sus letras, es decir en usos que sólo exijan E, o sólo H, o sin requisito adicional. No podría utilizarse en usos en que se exige alguna letra distinta de E y H, es decir, ni para A, ni para AH, ni para AE, ni para AEH. En consecuencia, solamente baldosas tipo AEH serían de “uso universal” a los efectos de estas características adicionales.

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Cuadro 4.11.10.2.- Segundo identificador: Características mecánicas.

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Un código de baldosa que no tenga el tercer identificador (sin letras), indica que esta no tiene ninguna de las características adicionales y, por tanto no es adecuada para ninguno de los siete usos enunciados. El término antideslizante no se utiliza de forma absoluta y solamente hace referencia al comportamiento de las baldosas en superficies con presencia de agua. En presencia de otros vehículos intermedios (agua jabonosa, grasa, barro, etc.), dicho comportamiento puede ser significativamente diferente. Como uso exterior se entiende el uso en exteriores o locales abiertos al exterior en zonas geográficas donde haya riesgo de helada, al que se equipara el uso en recintos sometidos a bajas temperaturas (cámaras frigoríficas y similares). Ver el cuadro 4.11.10.3.

Cuadro 4.11.10.3.- Tercer identificador: Características adicionales.

Características técnicas comunes a todos los usos. Además de las características expuestas y variables según el uso, hay características técnicas que deben cumplir las baldosas para todos los tipos de uso. Estas características, sus valores críticos y las normas para su medición son las dadas en el cuadro 4.11.10.4.

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Cuadro 4.11.10.4.- Características comunes a todos los usos.

Ejemplo de clasificación. El siguiente ejemplo de clasificación está orientado para el caso que se quiera clasificar una muestra de baldosa cerámica cuyo código se ignora, pero cuyas características técnicas se conocen o se obtienen mediante los correspondientes ensayos.

EJEMPLO: CLASIFICAR UNA MUESTRA DE BALDOSA

Este material obtiene el código 2 - 3- H que corresponde a: PAVIMENTO SIN JUNTA; TRÁNSITO PEATONAL MODERADO; HIGIÉNICO Una baldosa con este código puede utilizarse en el uso referido y, además, en aquellos otros que sean menos exigentes. Así, usted puede utilizarla también, por cumplir las características requeridas, en los usos cuyo código tenga:

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- En el primer identificador 1, 2 - En el segundo identificador 1, 2, 3 - En el tercer identificador H o carece de identificador

Pero no podrá emplearse, por no cumplir las características requeridas, en ningún uso cuyo código tenga:

- En el primer identificador 3 - En el segundo identificador 4, 5, 6, 7 - En el tercer identificador E, EH, A, AH, AE, AEH

Por tanto la baldosa es adecuada para los usos con los siguientes códigos:

→ 1 1 -, 2 1 -, 1 2 -, 2 2 -, → 1 1 H, 2 1 H, 1 2 H, 2 2 H, → 1 3 -, 2 3 -, 1 3 H, 2 3 H,

Cuadro resumen. Como resumen de todo lo tratado se incluye el cuadro 4.11.10.5. Cuadro 4.11.10.5.- Clasificación según su uso.

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4.12.- PORCELANAS. Son productos de alta impermeabilidad realizados con materias primas seleccionadas de grano muy fino para permitir fabricar piezas de pequeño espesor de pared.

Proceso de fabricación. Los materiales utilizados para su fabricación se recogen en el cuadro siguiente: Pastas compuestas por:

normal aparatos sanitarios (%) (%)

caolín 50 26 cuarzo 20 70 feldespato 30 26 arcilla -- 18

Moldeado: Por el sistema de colada en moldes de yeso con pasta líquida o barbotina. Secado: Operación muy delicada por el exceso de agua que debe evaporar. Esmaltado: Con productos del mismo coeficiente de dilatación que la pasta para su correcta cocción. Cocción: Se realiza por monococción conjunta del bizcocho y el esmalte a unos 1400°C. Propiedades. Físicas: Debe tener poco peso, sonido claro y limpio. Según la impermeabilidad se clasifican en:

- Loza sanitaria: Impermeable. Absorción agua 0,5%.

- Gres sanitario: Impermeable y resistente al chorro de agua con temperatura de 18 a 90° C. - Porcelana vitrificada: Totalmente impermeable y con máxima perfección en su acabado.

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4.13.- PLIEGO Y NORMATIVA. A continuación se relacionan algunas Normas empleadas en la obtención de las distintas propiedades que han sido comentadas en el transcurso del tema.

- RL-88. Pliego General de Condiciones para la Recepción de los Ladrillos. Cerámicos en las Obras de Construcción.

- UNE 67-019-86. Ladrillos cerámicos de arcilla cocida. Definiciones, clasificación y especificaciones. - UNE 67-022-78. Cerámica. Toma de muestra para el control estadístico en recepción de la calidad de productos cerámicos utilizados en la construcción. - UNE 67-026-84. Ladrillos de arcilla cocida. Determinación de la resistencia a la compresión. - UNE 67-027-84. Ladrillos de arcilla cocida. Determinación de la absorción de agua. - UNE 67-028-84. Ladrillos de arcilla cocida. Ensayo de heladicidad. Y UNE 67-028-93. - UNE 67-029-85. Ladrillos de arcilla cocida. Ensayo de eflorescencia. - UNE 67-030-85. Ladrillos de arcilla cocida. Medición de las dimensiones y comprobación de la forma. - UNE 67-031-85. Ladrillos de arcilla cocida. Ensayo de succión. - UNE 67-039-93. Productos cerámicos de arcilla cocida. Determinación de inclusiones calcáreas. - UNE 67-040-86. Fábrica de ladrillo. Determinación de la resistencia a compresión.