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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN CRISTÓBAL DE HUAMANGA FACULTAD DE INGENIERÍA QUÍMICA Y METALURGIA Departamento Académico de Ingeniería Química ESCUELA DE FORMACIÓN PROFESIONAL DE INGENIERÍA QUÍMICA

Laboratorio de Cerámica ASIGNATURA: CE-441 CERÁMICA I PRÁCTICA Nº 08 “DETERMINACION DEL TAMAÑO DE PARTICULAS DE ARCILLAS Y SIMILARES” PROFESOR DE PRÁCTICA: Ing. INGA ZARATE, Pedro ALUMNO:

 FLORES DE LA CRUZ , María Mercedes  LOPEZ FLORES, Sergio Cesar  TENORIO TENORIO, Alejandro

DÍA DE PRÁCTICAS: viernes .

HORA: 10a.m – 1:00 p.m

AYACUCHO - PERÚ

2016

DETERMINACION DEL TAMAÑO DE PARTICULAS DE ARCILLAS Y SIMILARES I.

OBJETIVOS:

 Familiarizarse con un método para obtener aproximadamente la distribución granulométrica de pasta en los cuales existe una cantidad apreciable de partículas inferiores al tamiz Nº 200.  Determinar la cantidad de partículas retenidas en cada malla. II. FUNDAMENTO TEORICO: Una sustancia sólida natural o procesada, por lo general contiene partículas de diferentes tamaños, a pesar que las sustancias mono dispersos “polvos” son de interés para la producción de cerámicas avanzadas. Estas sustancias o materiales pulverizadas normalmente contienen partículas en un rango de tamaño, y es más apropiado hablar de distribución del tamaño de partícula de la sustancia antes de su tamaño de partícula. El procesamiento de materias primas de cerámicas podría ser bien llamada tecnología de partículas finas. En todas las etapas de pre cocción de manufactura se realiza y se consume considerable esfuerzo para, producción de partículas finas, separación de estas según su tamaño, luego mezclarlas las fracciones para alcanzar proporciones de tamaño apropiado para un buen empaquetamiento durante el conformado u otra propiedad deseada de la mezcla. La determinación de la distribución de las partículas de una sustancia en cuanto a su tamaño, se llama análisis granulométrico; se hace por un proceso de tamizado (análisis por tamices) en sustancias de grano grueso, y por un proceso de sedimentación en agua (análisis granulométrico por vía húmeda) en sustancias de grano fino. Cuando se usan ambos procesos, el ensayo se llama análisis granulométrico combinado. GRANULOMETRIA Es el conjunto de propiedades que caracterizan las dimensiones, proporciones y las formas de partículas, que constituyen un lote de solidos dispersos cuando se logra una separación de las partículas, mediante un tamiz, expresando el resultado según el rango de tamaños; en realidad, se está realizando un análisis de granulométrico de la sustancia. Distribución del tamaño de partícula La distribución es una descripción de las cantidades relativas de las partículas de varios tamaños incluidos en la sustancia pulverizada. Las cantidades relativas son a menudo expresadas en términos de fracción de masa, la fracción del peso de la sustancia pulverizada total que constituye las partículas de un solo tamaño en particular.

Estas cantidades cantidades pueden ser tabuladas contra el tamaño de partícula; en la práctica, es común graficar esta información, toda vez que esto permite una visualización rápida de la distribución del tamaño de partícula que hace la tabulación. Series de cedazos o tamices Son mallas fabricados con alambres de acero u otros metales, tejidos formando una red cuadricular de agujeros de diversas dimensiones. Las más finas que se fabrican tienen agujeros cuadrados cuya longitud de lado es mucho menor que 1mm. Así el tejido conocido como malla 200 que sirve de patrón, o estándar, universalmente (0.0029 pug), y en relación a esta malla se elaboran las demás. EL TAMIZADO Es al método más elemental y corriente para separar una mezcla de partículas de acuerdo al tamaño, para este fin se usan tamices patrón, los cuales se disponen formando una batería, pila o “nido”; colocando la malla de abertura más pequeña en el fondo y el de mayor abertura en la parte superior, y el ciego o colector (bandeja sin abertura) debajo de la malla más fina. El análisis se lleva a cabo colocando la muestra en el tamiz superior y agitando mecánicamente el nido durante un tiempo definido, de acuerdo a la granulometría del material. Luego se retiran las partículas retenidas en cada tamiz y se pesan, (también se puede determinar el peso del material retenido por diferencia de pesos; pesando primero el cedazo vació y luego con el material retenido). Luego se convierten las masas del material retenido en porcentaje en peso de la muestra total. Las partículas que pasan por el tamiz más fino se recogen en el “ciego” o colector colocado debajo de la malla más fina. Con el movimiento del Ro – Tap (tamizador mecánico) las partículas giran alrededor de las aberturas de la malla hasta que su sección transversal mas pequeña se presente al tamiz facilitando su peso, y si la partícula es lo suficientemente pequeña pasara fácilmente. La distribución de partículas por tamaño, se refiere a la manera en que las partículas se distribuyen cuantitativamente entre los diversos tamices de la serie; en otras palabras, es una relación estadística entre cantidad y tamaño. Esta información se presenta en un cuadro de distribución de frecuencias o en forma de gráficos. Los resultados de un análisis granulométrico, por tamizado, se tabulan para indicar la fracción de masa sobre o por debajo de cada tamiz, en función del intervalo del tamaño de malla entre dos tamices. Puesto que las partículas retenidas, en un tamiz cualquiera han pasado a través del tamiz inmediatamente superior, se necesitan dos números para especificar el tamaño de la fracción retenida entre dos tamices consecutivos, una a través del cual pasa la fracción otra para el tamiz por el que esta es retenida.

Ejemplo: 1. MENOS 48 MALLA (- 48 m); es la forma de especificar que un material ha pasado a través de la malla 48, es decir que tiene un tamaño inferior a las aberturas de la malla 48 y que por esa razón pasan a través de ella. 2. MÁS 65 MALLAS (65 m); es la forma de especificar que un material ha quedado retenido sobre la malla 65, debido a que el tamaño de las partículas retenidas es superior a las aberturas de la malla 65, por lo cual no pueden pasar a través de ella. 3. MENOS 100 MALLAS – MAS 150 MALLAS (-100m , 150m); es la forma de especificar que un material ha pasado a través de la malla 100 (porque es de tamaño inferior a esta malla) pero que ha quedado retenido sobre la malla 150 (por tener tamaño superior a las aberturas de esta malla); es decir, el material tiene un tamaño inferior a 149 micrones (abertura de la malla 100) pero superior a 105 micrones (tamaño de la abertura de la malla 150). Es necesario, también, aclarar que el tamaño de las aberturas de una malla varían en forma inversamente proporcional al número de malla; es decir que cuanto mayor sea el número de la malla las aberturas son más pequeñas. Por ejemplo las aberturas de la malla 200 (74 micrones) son más pequeñas que el de la malla 20 (840 micrones). Esto debe tenerse en cuenta para una interpretación adecuada de los resultados del análisis granulométrico. a.- Porcentaje Acumulado Positivo o Retenido, %Ac(+): Resulta de sumar los porcentajes en peso de las fracciones de material retenido en los tamices que se encuentran por encima de una malla cualquiera, en el nido de cedazos, incluso el retenido por la malla en cuestión. b.- Porcentaje Acumulado Negativo o Pasante, %Ac (-): Se obtiene sumando los porcentajes parciales en peso de las fracciones del material retenido en los cedazos que se encuentran en la parte inferior de una malla cualquiera, en el nido de cedazos, incluso el retenido por el ciego pero sin considerar el retenido por la malla en cuestión. c.- En una distribución de frecuencia siempre debe cumplirse que, para una malla cualquiera:

%Ac (+) + %Ac (-) = 100. III. MATERIALES, REACTIVOS E INSUMOS:         

Balanza analítica Juego de tamices portátil Tapa del juego de tamices Agitador del juego de tamices Estufa Mortero Brocha Recipiente de escayola Luna de vidrio

IV. PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL Acciones previas al ensayo Materia prima en bruto  Seque aproximadamente 250g de muestra representativa (arcilla/material) a 105°C durante 24 horas.  Pese 100 ó 50g del material a ensayar. Mezcle el material con el triple de su masa con agua, deje humedecer, por 24 horas. Agite por 30 minutos. Desmenuce manualmente si es el caso.  Guarde el material obtenido en un recipiente cerrado o bolsa de plástico, hasta el momento del ensayo. Barbotina  Vacié 250 mL de barbotina sobre un recipiente o bandeja de escayola, retire la masa húmeda coloque en un recipiente y seque a 105°C en una estufa, hasta que la humedad del material sea tal que permita su fraccionamiento. Desmenuce y tamice a malla N° 18 (Φ=1.0mm)  Guarde el material obtenido en un recipiente cerrado o bolsa de plástico, hasta el momento de ensayo. Montaje de equipo  Lave, seque y pese cada uno de los tamices) serie de tamices). Registre de cada tamiz: el peso, el número y la abertura.  Ubique la serie de tamices en el tamizador: al fondo el ciego (parte inferior), luego en orden ascendente, desde la abertura más fina hasta la más gruesa y finalmente la tapa (parte superior) DESARROLLO DEL MÉTODO  Pese 100 ó 50g de muestra obtenida en el rubro de materia prima en bruto ó barbotina según el caso, coloque en un recipiente que contenga 300 mL de agua. Deje que se humedezca por 5 minutos y agite durante 15 minutos.  Vierta la suspensión sobre el tamiz superior y pase a través del mismo, y cuidadosamente remueve la muestra con una brocha de cerdas duras, ayudándose para ello con agua. (teniendo siempre la precaución que la presión de esta no sea tan elevada sobre el tamiz)  Realice esta operación hasta que el agua de tamizaje, se observe clara. Procede con el mismo mecanismo con los demás tamices.  Seque los tamices y su contenido a 105°C y pese, hasta peso constante  Determine el peso de la muestra seca en cada tamiz, registre los datos y realice los cálculos correspondientes. Nota: El ensayo se realizara por duplicado y se considera valida, si la diferencia de los resultados en valor absoluto no exceda de 1%.

V. DATOS Y RESULTADOS EXPERIMENTALES: Nº

MALLA (mm.)

-1 2 3 4 5 6 7

------0.20 0.10 0.090 0.071 0.063 0.050 0.040

PESO MALLA (gr.) ------343.8 331.5 317.5 321.9 308.3 323.5 320.6

MALLA + MUESTRA (gr.) -------343.9 333.6 317.8 323.2 309.0 324.3 321.9

MASA RETENIDA (gr.) ------0.1 2.1 0.3 1.3 0.7 0.8 1.3

% PESO

% AC(+)

% AC(-)

------0.1 2.1 0.3 1.3 0.7 0.8 1.3

-----0.1 2.2 2.5 3.8 4.5 5.3 6.6

100 99.9 97.8 97.5 96.2 95.5 64.7 93.4

VI. CONCLUSIONES  La práctica se realizó correctamente. En cada tamiz queda la sustancia en estudio en forma ascendente en cantidad.  VII. BIBLIOGRAFIA  BRUGUERA, JORD: “Manual Práctico de Cerámica”. Edit. Omega.S.A. Barcelona 1986