Arcilla Cocida

Materiales y medio Ambiente

ARCILLA COCIDA Es una técnica producida por la cocción de la arcilla natural que es utiliz utilizada ada para para la produ producció cción n de materi materiale ales s solido solidos s como como ladrill ladrillos, os, baldosas, tejas, etc. Esto Estos s mate materi rial ales es tien tienen en cier cierto to impa impact cto o ambi ambien enta tall por por la ener energí gía a consumida en la cocción, que aunque no es muy alta, supone en conjunto valores signifcativos. on materiales inocuos y reciclables, previa trituración. e utilizan como !ridos en rellenos, pavimentos y "orm "ormig igon ones es pobr pobres es.. #omo #omo elem elemen ento to di$e di$ere renc ncia iado do est! est! la arci arcill lla a e%pa e%pand ndid ida. a. Medi Median ante te un proc proces eso o de $abr $abric icac ació ión n dete determ rmin inad ado o se consiguen unas peque&as bolas de arcilla cocida muy ligeras, que son utilizadas como !rido en rellenos y "ormigones 'puede llegar a una redu reducc cció ión n del del peso peso en un ()*+ ()*+.. us us prop propie ieda dade des s resi resist sten ente tes s y aislantes "acen de este producto un material muy utilizado, tanto en re"abilitaciones como en obra nueva. Es un material químicamente neutro, que no desprende gases ni malos olor. a técnica de la arcilla cocida en la producción de ladrillos y tejas para construcción tiene m!s de -,))) a&os. e basa en el principio que los suelos arcillosos 'que contienen de ) a /)* de arcilla+ e%perimentan reacciones irreversibles, cuando son quemados a 0/)12)))3#, con lo cual las partículas se unen unas a otras como un material cer!mico vidrioso. 4ara este proceso "ay una gran variedad de suelos adecuados, siendo la propiedad esencial la plasticidad para $acilitar el moldeado. Aunque esto depende del contenido de arcilla, las proporciones e%cesivas de arcilla pueden causar $uertes contracciones y agrietamientos, lo que es inad inadec ecua uado do en la $abr $abric icac ació ión n de ladr ladril illo los. s. a cali calida dad d de los los productos de arcilla cocida varía no sólo de acuerdo al tipo y cantidad de los los otro otros s comp compon onen ente tes s del del suel suelo o sino sino tamb tambié ién n con con el tipo tipo del del mineral de la arcilla. 4ara producir tejas y ladrillos de buena calidad se necesitan realizar cuidadosos ensayos del suelo. a prod produc ucci ción ón de ladr ladril illo los s coci cocido dos s "a alca alcanz nzad ado o un alto alto nive nivell de mecanización y automatización en muc"os países, pero los métodos trad tradic icio iona nale les s de prod produc ucci ción ón en pequ peque& e&a a esca escala la a5n a5n est! est!n n bien bien e%tendidos en la mayoría de países en desarrollo. Así, "ay una gran vari varied edad ad de méto método dos s meca mecani niza zado dos s y no meca mecani niza zado dos s para para la e%tracción, preparación, moldeado, secado y cocido de la arcilla, que solo podr! tratarse brevemente en este manual.

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Extracción de Arcilla 8 os depósitos de arcilla se encuentran al pie de colinas o en tierra agrícolas cercanas a ríos 'lo cual naturalmente generan intereses con9ictivos entre el empleo de la tierra para $abricación de ladrillos y para la agricultura+. 8 os criterios para seleccionar una localización adecuada son la calidad de la arcilla, disponibilidad a nivel superfcial y la cercanía de una carretera transitable para el transporte. 8 a e%cavación manual en plantas de producción de peque&a y mediana escala generalmente se realiza a una pro$undidad menor de  m. ':espués de e%cavar grandes !reas, estas pueden volver a emplearse para la agricultura.+. 8 4ara plantas de $abricación de ladrillos en gran escala se necesitan métodos mec!nicos que emplean dragalinas y e%cavadoras de cuc"aras de di$erentes tipos. Estos métodos requieren proporcionalmente menos !rea de e%cavación, pero "acen cortes pro$undos en el paisaje.

Preparación de la Arcilla 8 Esto incluye la selección, trituración, cernido y proporcionamiento, antes que el material sea mezclado, "umedecido y atemperado. 8 a selección se realiza recogiendo las raíces, piedras, pedazos de caliza, etc., o en algunos casos lavando el suelo. 8 a trituración es necesaria pues la arcilla seca usualmente $orma terrones duros En laboratorios es com5n mac"acarla manualmente. 8 El cernido es necesario para retirar todas las partículas m!s grandes de / mm para ladrillos, o de ).; mm para tejas de tec"o. 8 El proporcionamiento es requerido si la distribución granulométrica o el contenido de arcilla es insatis$actorio. En algunos casos se a&ade a la arcilla cascara de arroz que sirve como combustible, para obtener ladrillos m!s livianos y m!s uni$ormemente cocidos. 8 Es necesario un mezclado completo y una correcta cantidad de agua.
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Este proceso, conocido como =atemperamiento>, permite que se realicen cambios químicos y $ísicos, mejorando las características para su moldeado. a arcilla debe mantenerse cubierta para evitar un secado prematuro.

FUSIBILIDAD DE LA ARCILLA Es el punto o grado de cocción de la arcilla. eg5n esta característica podríamos "ablar de dos tipos de arcilla?

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Arcillas re$ractarias? Arcillas y caolines cuyo punto de $usión est! comprendido entre 2.;)) y 2.(/)@#. 4or lo general son blancas, grises y poco coloreadas después de su cocción.

Arcillas $usibles o arcillas de al$arería? Arcilla cuyo punto de $usión se alcanza por encima de los 2.2))@#. on de color casta&o, ocre, amarillo o marfl tras su cocción y se suelen encontrar cerca de la superfcie del suelo. uelen contener ilita acompa&ado de una proporción de caliza, ó%ido de "ierro y otras impurezas.


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ARCILLAS MAGRAS Y GRASAS Estos materiales contienen cierto grado de impurezas, lo que a$ecta sus propiedades pl!sticas, es decir, que a mayor contenido de impurezas se obtiene una pasta menos pl!stica 'arcilla magra+ al amasarla con agua.

ARCILLAS MAGRAS on arcillas muy puras y duras lo que les "ace di$íciles de trabajar y dar $orma. e las conoce como #aolín, material de color blanco y al que se le ve como una sola masa y sirve para trabajos eminentemente de cer!mica. Absorben poca agua y poseen una baja plasticidad. Al secarse no e%perimentan muc"a contracción. Ba acompa&ada de abundante arena.

ARCILLAS GRASAS on arcillas demasiado pl!sticas, incluso para peque&as "umedades. 4resentan en su constitución una gran concentración de minerales arcillosos y una baja concentración en arenas silíceas. Adem!s 6acultad de 7ngeniería #ivil

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contienen gran cantidad de componentes en estado coloidal, pueden absorber muc"a agua, al secarse su$ren de contracciones demasiado considerables. Este tipo de arcillas se moldean con $acilidad, pero su gran ad"erencia impide el desmoldeo correcto del producto elaborado. on arcillas impuras de colores entre ca$é, grises, rojizos o amarillentos, se encuentran $ormando capas y se las conoce como ceraturo o tierra arcillosa

Para la fabricación de cer!ica "e e!plean d#" tip#" de arcilla"$ !a%ra" & %ra"a"' as magras se caracterizan por ser !speras, m!s arenosas, di$íciles de modelar, dan piezas m!s porosas, tiene poca retracción, no se pega al molde, se corrigen mezclando con arcilla m!s pura o $undentes, y se usan pre$erentemente para ladrillos "uecos que "an de ir revestidos. as grasas decir que son suaves, m!s arcillosas, ad"erentes y lentas de secar que las magras. on $!ciles de modelar, dan piezas m!s resistentes, pero también poseen mayor retracción y riesgo de rotura. e corrigen con arena y c"amota, y se utilizan para ladrillos vistos, bovedillas y otras piezas especiales.


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LADRILLOS AR(ESA)ALES adrillo $abricado con procedimientos predominantemente manuales. El amasado o moldeado es "ec"o a mano. El ladrillo producido artesanalmente se caracteriza por variaciones de unidad a unidad.

LADRILLOS SEMI*I)DUS(RIALES Es el ladrillo $abricado con procedimientos manuales, donde el proceso de moldeado se realiza con maquinaria elemental que en ciertos casos e%truye, a baja presión, la pasta de arcilla. El ladrillo semi1industrial se caracteriza por presentar una superfcie lisa.

LADRILLOS I)DUS(RIALES Es el ladrillo $abricado con maquinaria que amasa, moldea y prensa o e%truye la pasta de arcilla. El ladrillo producido industrialmente se caracteriza por su uni$ormidad.

as $ormas de producción artesanal y semi1industrial, tienen los mismos pasos o secuencias, 5nicamente variando en los instrumentos, métodos y "erramientas utilizadas para la producción. a principal variación se da en el proceso de moldeado, como ya se e%plicó en la defnición, para el ladrillo semi1industrial se utiliza maquinaria que e%truye la pasta de arcilla, por lo que se obtienen unidades de superfcie lisa. El proceso industrial se di$erencia de los dos primeros procesos de $abricación no solo en la utilización de maquinaria para el proceso de moldeado sino en el empleo de "ornos m!s sofsticados para la $ase de cocción. En estos "ornos se lleva un control de temperatura, logrando una mayor efciencia en la producción de unidades de arcilla con una mejor calidad fnal.


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PIEDRA POME+ 4iedra de color gris!ceo, muy porosa y !spera, que se $orma a partir de la espuma de ciertas lavasC se emplea para pulir y limpiar. a piedra pómez es un e%celente abrasivo empleado para eliminar durezas o manc"as en la pielC algunas islas del arc"ipiélago canario destacan por la abundancia de piedra pómez. a pumita también llamada piedra pómez es una roca ígnea volc!nica vítrea, con baja densidad y muy porosa, de color blanco o gris. #uando se refere a la piedra pómez en lo que respecta a sus posibles aplicaciones industriales, también puede ser conocida como puzolana. En su $ormación, la lava proyectada al aire su$re una gran descompresión. #omo consecuencia de la misma se produce una desgasifcación quedando espacios vacíos separados por delgadas paredes de vidrio volc!nico. Es una roca e$usiva joven, de terciaria a reciente, que contiene $eldespato pot!sico cuarzo y plagioclasasC pasta de grano fno a vítreo en las que cristales de biotita $orman $enocristales. as lluvias de piedra pómez son comunes en las erupciones de tipo vesubiano, donde llegan a sepultar grandes e%tensiones de terreno e incluso pueden romper tejados al acumularse en gran n5mero sobre ellos

U"#" en la c#n"tr,cción Driturada se puede utilizar para la $abricación de morteros u "ormigones de !ridos ligeros, destinados a mejorar las condiciones térmicas y ac5sticas. :ebido a su alta dureza se utiliza


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$recuentemente como abrasivo en los tratamientos superfciales de las rocasC apomazado.

MA(ERIAL PU+OLA)ICO as puzolanas son materiales silíceos o aluminio1silíceos a partir de los cuales se producía "istóricamente el cemento, desde la antigedad Fomana "asta la invención del cemento 4ortland en el siglo G7G. Hoy en día el cemento puzol!nico se considera un ecomaterial.

El término se aplica popularmente a las !reas de $renado para salidas de pista durante competiciones automovilísticas, principalmente de $órmula 2, pues originalmente eran de puzolana, si bien "oy día se emplean otros materiales como grava calibrada de distinto origen.

Principale" tip#" de p,-#lana" P,-#lana" nat,rale" Focas volc!nicas, en las que el constituyente amor$o es vidrio producido por en$riamiento brusco de la lava. 4or ejemplo las cenizas volc!nicas, las tobas, la escoria y obsidiana. Focas o suelos en las que el constituyente silíceo contiene ópalo, ya sea por la precipitación de la sílice de una solución o de los residuos de organismos de lo cual son ejemplos las tierras de diatomeas, o las arcillas calcinadas por vía natural a partir de calor o de un 9ujo de lava.


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adrillos de bloque sólido combustible siendo incinerados para producir ceniza con características puzol!nicas.

P,-#lana" arti.ciale" #enizas volantes? las cenizas que se producen en la combustión de carbón mineral 'lignito+, $undamentalmente en las plantas térmicas de generación de electricidad. Arcillas activadas o calcinadas artifcialmente? por ejemplo residuos de la quema de ladrillos de arcilla y otros tipos de arcilla que "ayan estado sometidas a temperaturas superiores a los 0)) 3#. Escorias de $undición? principalmente de la $undición de aleaciones $errosas en altos "ornos. Estas escorias deben ser violentamente en$riadas para lograr que adquieran una estructura amor$a. #enizas de residuos agrícolas? la ceniza de cascarilla de arroz, ceniza del bagazo y la paja de la ca&a de az5car. #uando son quemados convenientemente, se obtiene un residuo mineral rico en sílice y al5mina, cuya estructura depende de la temperatura de combustión.

Me/#ra en la" pr#piedade" del ce!ent# p,-#lnic# El cemento puzol!nico se produce a partir de mezclar íntimamente y moler en un molino de bolas "asta fno polvo una mezcla de "idrato de cal y puzolana, con una proporción promedio de ()* de puzolana y )* de cal. El material producido requiere tener una fnura similar a la del cemento 4ortland ordinario '/)1)) IgJmK ensayo Llaine+

La" 0enta/a" 1,e #frece el ce!ent# p,-#lnic# "#bre el re"t# "e detallan a c#ntin,ación$ • • • • •

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Mayor durabilidad del cemento. Mejora en la resistencia $rente al agua de mar. Mejor de$ensa ante los sul$atos y cloruros. Aumento en la resistencia a la tracción. 7ncremento de la impermeabilidad por la reducción de grietas en el $raguado. :isminución del calor de "idratación. Mejora en la resistencia a la abrasión. Aumento la resistencia del acero a la corrosión. Menor necesidad de agua.

Pr#piedade" de la p,-#lana as propiedades de las puzolanas dependen de la composición química y la estructura interna. e prefere puzolanas con composición química tal que la presencia de los tres principales


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ó%idos 'iN, AlN, 6eN+ sea mayor del ()*. e trata que la puzolana tenga una estructura amor$a.

En el caso de las puzolanas obtenidas como desec"os de la agricultura 'cenizas de la ca&a de az5car y el arroz+, la $orma m!s viable de mejorar sus propiedades es realizar una quema controlada en incineradores r5sticos, donde se controla la temperatura de combustión, y el tiempo de residencia del material.

i la temperatura de combustión est! en el rango entre -))1(;) 3#, "ay garantía de que la sílice se $orma en $ases amor$as, de muc"a reactividad. 4ara temperaturas superiores comienzan a $ormarse $ases cristalinas de sílice, poco reactivas a temperatura ambiente.


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CAL GRASA Es la m!s blanca, $abricadas con piedra #aliza de gran pureza y que contenga menos de /* de Arcilla, que en presencia de Agua reaccionan con $uerte desprendimiento de calor. on las m!s blancas, $abricadas con piedras calizas de gran pureza, que en presencia de agua reaccionan con $uerte desprendimiento de calor.

CALES MAGRAS on las que proceden de la #aliza que aunque contengan menos del /* de Arcilla, contienen m!s del 2)* de Magnesia. Estas cales al a&adirles Agua para "acer la cal apagada se deslíen y disuelven, por lo que no se usan en la #onstrucción. on m!s amarillentas, m!s impuras porque poseen sustancias como arcilla, ó%ido de magnesio, etc., que en presencia de agua reaccionan con poco desprendimiento de calor.

CALES 2IDRAULICAS 4roceden de la calcinación de la #aliza que contienen m!s del 2)* de Arcilla y tiene la propiedad de poder $raguar en sitios "5medos y a5n debajo del Agua.


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EL USO DE LA CAL E) LA CO)S(RUCCI3) =#al> es un término que normalmente podríamos escuc"ar en temas de construcción pues se usa como material para algunas obras y aplicaciones. in embargo el uso de esta es la =caliza pulverizada>, una piedra $ormada de carbonato de calcio o carbonato de calcio y magnesio que posee propiedades completamente distintas a la #al, es un o%ido o "idró%ido de calcio o magnesio manu$acturado en "ornos a temperaturas apro%imadas a los 2,)))3#, el producto resultante? la =cal viva>, es usada para el Mortero, trans$orm!ndolo en una especie de masilla mezcl!ndolo con agua convirtiéndola en =cal "idratada>. as pr!cticas de mampostería actuales e%igen que la #al usada '=caliza pulverizada>+ debe cumplir con una buena retención de agua 'seg5n la norma ADM # )(+ esto es vital para evitar $uturas infltraciones en las paredes o estructuras de la mampostería, así como "acer que la mezcla cuente con la debida viscosidad, permitiendo el $!cil manejo y trabajabilidad para que los alba&iles puedan "acer uso efcaz con la cuc"ara, ad"iriéndolo sobre las superfcies y teniendo m!s efcacia en su trabajo. Es por esto que la =#al "idratada> es una de las mejores opciones para las construcciones ya que mejora la plasticidad del mortero, la retención del agua, la capacidad de contenido de arena, la ad"erencia y la 9e%ibilidad, ayudando adem!s a evitar la e9orescencia curando autom!ticamente las fsuras peque&as. =Orupo #alidra> produce estabilización de suelos.

#al

para

mezclas

as$!lticas

y

la

4ara las mezclas as$!lticas reduce la sensibilidad a la "umedad, incrementa el endurecimiento inicial y evita la o%idación prematura, el resultado son pavimentos m!s durables. 6acultad de 7ngeniería #ivil

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En la estabilización de suelos, modifca las propiedades del suelo de manera permanente reduciendo el índice de plasticidad, incrementando BF y la resistencia a la compresión. Dodo esto a bajos costos sin dejar atr!s la calidad.


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