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• Leidy Xiomara Martinez

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UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍA INDUSTRIAL PRÁCTICA DE LABORATORIO Fecha: Versión: 1 05/Mayo/2011

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PROGRAMA

CÓDIGO MÓDULO

NOMBRE DEL MÓDULO

INGENIERÍA INDUSTRIAL

1191902-A

CERÁMICOS II (CURSO VACACIONAL)

UNIDAD

GENERALIDADES DEL CONFORMADO CERÁMICO

DURACIÓN (HORA)

PRÁCTICA

Amasado y Atomización

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APRENDIZAJES ESPERADOS Comprende los parámetros de funcionamiento de • los equipos de molienda y triturado de un material cerámico. • Identifica las propiedades obtenidas por los materiales en su etapa de preparación y las explica. 1 INTRODUCCIÓN

COMPETENCIAS A DESARROLLAR Desarrolla y efectúa los cálculos para formular y homogenizar los polvos para prensa. Reconocer los diferentes polvos para prensas que se pueden usar en una misma arcilla para el proceso de prensado.

La cerámica constituye una de las principales manifestaciones de identidad cultural desde los orígenes de cada civilización; pues la transformación de la arcilla, es uno de los primeros procesos de síntesis en la historia de la humanidad la cual abarca dentro del contexto formas diversas con relación a su uso, expresión y tratamiento, en un principio se usaba para fabricar objetos de formas decorativas o para la agricultura pero con el paso del tiempo se fue transformando hasta llegar a lo que conocemos hoy en día como cerámica, que básicamente se hace alusión a productos para uso estructural o no. 2 FUNDAMENTO TEÓRICOS 2.1. Arcilla. Las arcillas constituyen la principal materia prima para la fabricación de cerámicos de construcción. Éstas aparecen en todo tipo de formación rocosa, desde la más antigua a la más reciente, y en formaciones ígneas y sedimentarias de todo tipo; como consecuencia de ello, sus características físicas, químicas y mineralógicas varían ampliamente, incluso entre las capas de un mismo depósito arcilloso. Por tanto, en cualquier industria cerámica el control de la calidad de los productos empieza por la caracterización y control de la calidad de sus arcillas. (Santos Amado, Malagón Villafrades, & Córdoba Tuta, 2011) 2.2. Feldespato. Son un grupo de minerales tectosilicatos constituyentes fundamentalmente de las rocas ígneas aunque pueden encontrarse en cualquier otro tipo de roca, los feldespatos corresponden a los silicatos de aluminio y de calcio, sodio o potasio, o mezclas de estas bases. 2.3. Caliza. Es una roca sedimentaria compuesta mayoritariamente por carbonato de calcio (CaCO3), esta puede contener pequeñas cantidades de minerales como arcilla y cuarzo, etc., que modifican el color y el grado de adherencia del material; este material se reconoce fácilmente gracias a dos características físicas y químicas fundamentales de la calcita como es que es menos dura que el cobre (Menor a 3 en la escala de Mohs) y reacciona con efervescencia en presencia de ácidos tales como el ácido clorhídrico. 2.4. Arena. Es un conjunto de partículas de rocas disgregadas, en geología se denomina arena al material compuesto de partículas cuyo tamaño es mayor a 2mm, existen arenas de tamaño menor a 2 mm, pero superior a 2 micras y se denominan limo, y por arriba de la medida del grano de arena y hasta los 64 mm grava.

Elaboró: Ing. LEONARDO CELY ILLERA, MSc. [email protected] – [email protected]

UNIVERSIDAD FRANCISCO DE PAULA SANTANDER FACULTAD DE INGENIERÍA INGENIERÍA INDUSTRIAL PRÁCTICA DE LABORATORIO Fecha: Versión: 1 05/Mayo/2011

2.5. Atomización. Proceso simple y ultra-rápido, donde se consigue secar sólidos solubles, con el fin de producir un producto de humedad constante, granulado y esférico, preservando las características esenciales del polvo y ofreciendo la ventaja de reducir pesos y volúmenes mediante el secado de una suspensión, pulverizándola en finas gotas cuando entra en contacto con aire caliente. 2.6. Polvos para prensa. Son materiales particulados con diferentes estados de aglomeración que alimentan las prensas y con los que se obtienen la geometría del soporte. 2.7. Conformado cerámico por prensado. Es la fase de producción donde se conforman los productos cerámicos mediante la compactación del polvo granulado semiseco. 3 MÉTODO OPERATIVO (DESCRIPCIÓN DE LA PRÁCTICA) EQUIPO NECESARIO MATERIAL DE APOYO Por grupo de laboratorio (5) se utilizarán los siguientes elementos: 1.      2.            

EQUIPOS Extrusora manual. Molino de martillos Molino alsing de laboratorio (Jarra y bolas). Balanza digital. Gavera de metal. HERRAMIENTAS Picnómetro Copa Ford Nº4 Bandeja de aluminio (1 unidad). Cuchara de aluminio Tazas plásticas (2 unidades). Recipiente de aluminio (5 unidades). Mazo (1 unidad). Vasos plásticos (5 unidad). Brocha (1 unidad). Calibrador Vernier (Pie de rey). Atomizador (1 unidad). Tamices malla ASTM 10 (2000 µm), Malla ASTM 18 o colador de cocina (2000 µm)) y malla ASTM 230.

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Arcilla roja. Feldespato. Caliza. Arena. Alcohol industrial. Pote pequeño de jabón Esponja de lavar

DESARROLLO DE LA PRÁCTICA 1.

PREPARACIÓN DE LA MATERIA PRIMA

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Se toma la arcilla y se le realiza una pretrituración con el mazo para reducir el tamaño de partícula, seguidamente se llevará al molino de martillo y se realiza la molienda vía seca. Del material resultante de la molienda por molino de martillos se tomarán 1300 gramos de arcilla y se tamizara por malla ASTM 10.

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Elaboró: Ing. LEONARDO CELY ILLERA, MSc. [email protected] – [email protected]

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Tamizado el material se hará un cuarteo en el cual se tomarán las siguientes masas.... ✓ 500 gramos para realizar molienda vía en húmeda. ✓ 500 gramos para realizar moldeo por extrusión (Se dejan en stock). ✓ 130 gramos para formular una pasta cerámica (Se dejan en stock). ✓ 100 gramos para realizar un índice de plasticidad (Se dejan en stock). ✓ 50 gramos para realizar retenido sobre tamiz ASTM 230.

2. MOLIENDA HÚMEDA (POLVOS ATOMIZADOS)  

Se realizará según la explicación del profesor complementando lo visto en clase. Después de la molienda en húmedo se tomarán las condiciones de la barbotina (Densidad, residuo y viscosidad) - Explicación del profesor

3. CARACTERIZACIÓN FÍSICA DEL MATERIAL 

Se tomará los 150 gramos preparados en el ítem anterior (PREPARACIÓN DE LA MATERIA PRIMA) y se realizará el índice de plasticidad y el retenido sobre tamiz malla ASTM 230 (Explicación del profesor).

4. CONFORMADO POR EXTRUSIÓN (POLVO MOLIENDA VÍA SECA) 

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Se tomarán los 500 gramos preparados en el ítem anterior (PREPARACIÓN DE LA MATERIA PRIMA) y se humectará con el índice de plasticidad que arrojo en la caracterización física; la masa plástica resultante se dejará en humectación dentro de una bolsa plástica negra. Después de la humectación se mezclará con la masa plástica de los demás grupos y se realizará el conformado por extrusión en la extrusora manual.

5. CONFORMADO POR EXTRUSIÓN (POLVO MOLIENDA VÍA HUMEDA) 

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Se tomará del polvo resultante de la molienda en vía húmeda 400 gramos de arcilla, de los cuales se tomarán 100 gramos y se realizará un índice de plasticidad, con el dato arrojado se humectará; la masa plástica resultante se dejará en humectación dentro de una bolsa plástica negra. Después de la humectación se mezclará con la masa plástica de los demás grupos y se realizará el conformado por extrusión en la extrusora manual.

6. CONFORMADO MANUAL 

Se tomarán los 130 gramos preparados en el ítem anterior (PREPARACIÓN DE LA MATERIA PRIMA) y se realizará una pasta cerámica de 200 gramos teniendo los en cuenta los siguientes porcentajes... ✓ 60% de arcilla. ✓ 30% de feldespato (Se prepara como el ítem PREPARACIÓN DE LA MATERIA PRIMA). ✓ 10% de caliza (Se prepara como el ítem PREPARACIÓN DE LA MATERIA PRIMA). ✓ 10% de arena (Se prepara como el ítem PREPARACIÓN DE LA MATERIA PRIMA).

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Seguidamente se tomarán 100 gramos y se realiza un índice de plasticidad, luego se humectará los otros 100 gramos y las dos masas plásticas se mezclarán; finalmente se realizará el conformado en la gavera de metal (Se debe tomar las medidas de la gavera antes del conformado).

Elaboró: Ing. LEONARDO CELY ILLERA, MSc. [email protected] – [email protected]

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7. CARACTERIZACIÓN TECNOLÓGICA   

Se conformará al menos una probeta de cada procedimiento (Extrusión vía seca, extrusión vía húmeda y manual) y a estas probetas se le tomará largo (2), ancho (2), espesor (4 x la mitad del lado) y masa. Se colocarán a un secado al aire libre por 24 h, pasadas las 24 h, de nuevo se tomarán condiciones y se ingresan a la estufa por 24 h, pasadas estas se tomarán de nuevo condiciones. Finalmente se hallan los aspectos tecnológicos en seco (Contracción, perdidas de masa y densificación).

GRÁFICA DE APOYO (FOTO DE EVIDENCIA Y/O PRODUCTO)

CÁLCULOS Y REPORTE 1. Registrar todos los datos obtenidos. 4 PRESENTACIÓN DE RESULTADOS Y CONCLUSIONES ➢ ➢

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Registrar todos los datos obtenidos en la hoja de examen. Realizar un informe del laboratorio y ordenar la información del laboratorio. Conclusiones y bibliografía.

Elaboró: Ing. LEONARDO CELY ILLERA, MSc. [email protected] – [email protected]