MOLDES DE YESO-LABORATORIO.docx

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO LABORATORIO DE MATERIALES CERAMICOS

FACULTAD DE INGENIERÍA Departamento de Ingeniería de Materiales

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO FACULTAD DE INGENIERIA ESCUELA ACADEMICO PROFESIONAL DE INGENIERIA DE MATERIALES

MOLDES DE YESO CERÁMICO

CUROS:

PROCESAMIENTO DE MATERIALES CERÁMICOS

DOCENTE:

ING. VÁSQUEZ ALFARO, Iván

INTEGRANTES: Díaz Hipólito, Saidy López ñique, Lourdes Saucedo Narro, Eduardo Wong frontado, Víctor

Trujillo- Perú Junio- 2014



Índice I. II.

RESUME N…………………………………………………………………….2 OBJETIVOS ............................................................................................................................ 3

III. FUNDAMENTO TEORICO........................................................................................... 4 IV.

EQUIPOS, MATERIALES E INSTRUMENTOS……….…..……………..….10

V.

DATOS Y RESULTADOS……………………………………………………..11

VI.

PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL……………………………12

VII.CONCLUSIONES YRECOMENDACIONES…………………………….…….13 VIII.

ANEXOS…………………………………………………………….14

IX.

BIBLIOGRAFIA……………………………………………………..17

[2]



MOLDES DE YESO CERÁMICO I.

RESUMEN El proceso más común de vaciado es el de barbotina, también llamado vaciado o drenado. En este proceso, la barbotina se vierte en un molde poroso de yeso. Debe tener la fluidez suficiente y la viscosidad baja para fluir con facilidad hacia el molde en forma muy parecida a la fluidez de los metales fundidos. El arrastre de aire puede ser un problema importante durante el moldeo por barbotina. Las piezas grandes y complicadas, como por ejemplo los muebles para baño, objetos artísticos y vajillas de loza se pueden fabricar colando barbotina. El control de dimensión es malo, y la rapidez de producción es baja, pero también son bajos los costos de moldes y equipos En el conformado del yeso nos basamos en una norma española donde la relación agua /yeso es 0.8. En este caso usamos 3Kg de material de yeso en 2.4Kg de agua. Esta relación es para no excedernos en el agua ya que demoraría más e incluso ni siquiera enduraría nuestro yeso es por eso que se aplica la relación agua/yeso. Para la preparación de nuestro de molde de yeso armamos con una caja y bien cerrada los lados laterales y teniendo una superficie plana todas ellas previamente con cera desmoldante incluso aceite para el modelo; donde se verterá el yeso obteniéndose una gran capa de yeso en ese instante el modelo es sumergido hasta la mitad para la obtención de la primera cara, así mismo se aplica para la parte trasera y el canal bebedero de nuestro molde de yeso. Todos estos pasos desde la preparación de la barbotina hasta la obtención de nuestro molde y el utilizar el proceso de colaje por barbotina nos da un campo amplio para entender y mejorar a pequeñas microempresas dedicadas a la artesanía donde podríamos encontrar algunas fallas ya sea desde la mala mezcla agua – yeso, hasta la temperatura adecuada de cocción de piezas lo que posibilita piezas de calidad y bajos costos.

[3]


II.


OBJETIVOS 2.1. Realizar la preparación del yeso para el molde. 2.2. Realizar la preparación del molde de yeso. 2.3. Realizar la preparación de la barbotina. 2.4. Conocer el proceso de colada en barbotina para la obtención de un salero y un pimentero.

III.

FUNDAMENTO TEORICO:

3.1.El YESO El yeso es un conglomerante no estable en presencia de humedad, constituido por sulfato de calcio con dos moléculas de agua.

SO4Ca . 2 H2O Su composición química es:

32.6 % CaO 46.5 % SO3 20.9 % H2O

Las propiedades principales de los yesos son: • Material conglomerante aéreo (material noble) • Buena estabilidad volumétrica • Excelente adherencia • Fraguado rápido y modificable • Propiedades aislantes: térmicas y acústicas • Baja transferencia de calor • Bajo peso • Bajo costo de producción • Öptima textura de la superficie endurecida • Fidelidad de copiado superficial • Poca solubilidad en agua • Elemento poroso de baja conductividad

[4]



3.2.TIEMPO DE UTILIZACION • Hemidrato puro 3 a 5 minutos • Yeso blanco de uso común 5 a 7 minutos • Yeso con retardador 7 a 12 minutos • Yeso con retardador y plastificante hasta 60 minutos

3.3.LA CANTIDAD DE AGUA DE AMASADO En la tabla Nº 1 se presentan datos prácticos sobre la cantidad de agua requerida por un yeso según su tipo y aplicación, expresada en porcentaje en peso de la cantidad de yeso. Tabla Nº 1: Cantidad de agua de amasado según los resultados a obtener TIPO DE APLICACIÓN



% EN PESO DE YESO SECO

Para asegurar la hidratación del yeso



18.6

Para obtener una masa plástica  

en yesos de moldeo en yesos de construcción

 

50.0 - 60.0 40.0 - 60.0

Para obtener una pasta de fraguado lento  

en yesos de moldeo en yesos de construcción

 

80 - 100 60 - 80

TABLA Nº 2: La cantidad de agua en la mezcla de yeso y la densidad aparente 3

% DE AGUA DE AMASADO

DENSIDAD APARENTE(g/cm )

70

1.11

80

1.02

90

0.94

100

0.87

[5]



3.4.RESISTENCIA MECANICA Y SECADO El valor normalizado de las resistencias se refiere a la flexotracción obtenida a partir de las probetas secadas previamente a una temperatura no mayor de 45°C y preparadas con una relación agua/yeso = 0.8. Las resistencias a la flexotracción, según la norma, se muestran en la tabla Nº 3.

TABLA Nº 3: NORMA ESPAÑOLA PARA LA RESISTENCIA DE LOS YESOS SEGÚN SU TIPO Y LA APLICACIÓN TIPO DE YESO

RESISTENCIA(Kg/cm2)

EMPLEO

Y-12

12

Revestimientos

Y-20

20

Enrasillados

Y-25G

25

Estucos

Y-25F

25

Prefabricados

E-30

30

Prefabricados

E-35

35

Moldeo

Para darse al servicio, el yeso debe secarse totalmente pues de lo contrario, no se alcanza la resistencia máxima. Cualquier humedad remanente afecta la calidad. También, debe evitarse el choque térmico después del secado.

3.5.MEZCLADO, AGUA DE AMASADO Y TIEMPO DE FRAGUADO Para efectuar la operación de mezclado, se recomienda adicionar uniformemente el yeso al agua de mezclado. Inicialmente hay que dejar reposar la mezcla durante 15 segundos y luego agitar vigorosamente hasta conseguir una mezcla homogénea libre de grumos. La limpieza de los recipientes es recomendable para no afectar los tiempos de fraguado, pues los cristales formados de antemano, actúan como centros de cristalización y disminuyen los tiempos de trabajo. La forma, el tiempo de mezclado y la cantidad de agua de amasado son importantes y actúan sobre el tiempo de fraguado de la siguiente manera: [6]



La cantidad de agua de amasado, tiene una influencia decisiva en el secado y sobre las resistencias mecánicas del yeso endurecido. Un exceso de agua, puede llegar a impedir la aglomeración de los cristales formados y evitar el endurecimiento del yeso.

3.6.USOS DEL YESO Son múltiples y variadas las aplicaciones del yeso, siendo las principales las siguientes: • En la Albañilería:       

Como aglomerante de morteros simples o compuestos Para fabricar hormigones de yeso En la construcción de muros y paredes En la construcción de tabiques y paneles. Para revoques, enlucidos y estucos diversos Para aislamiento térmico y acústico de paredes y cielos rasos. Como defensa contra incendios

• En la Prefabricación:      

Elaboración de ladrillos y bloques Fabricación de baldosines Construcción de placas decorativas En moldeo y vaciado En elementos decorativos En esculturas

• Industrialmente:       

Como carga en la fabricación de papel Como mastico adhesivo en la fabricación de bombillas Como pigmento y relleno inerte de pinturas y tintas Como vehículo de sustancias químicas Como floculante en la industria cervecera Como fijador de sustancias volátiles Como retardador en la fabricación de cemento [7]



• Medicinalmente:   

Como férula para fracturas En el moldeo de piezas dentales En los moldes ortopédicos

• En la Agricultura: 

Para la corrección del pH y fijación del calcio



Para el tratamiento de aguas

3.7.LOS ADITIVOS Los aditivos modifican las cualidades de los yesos aglomerantes principalmente retardando o acelerando el tiempo de fraguado. Los aditivos se pueden clasificar en tres grupos:

GRUPO A Sustancias que modifican la solubilidad de algunas fases que intervienen en la hidrólisis: el hemihidrato o el dihidrato. Como la rapidez del tiempo de fraguado en los yesos se justifica por la mayor solubilidad del hemihidrato con respecto a la del dihidrato, en consecuencia se obtendrá una acción retardante aplicando productos que consigan igualar estas solubilidades. Las substancias con grupos carboxilos o hidroxilos, como glicerina, glicoles, ++ alcoholes y ácidos acéticos ó bórico, forman complejos con los iones Ca , reducen su concentración en la solución y desplazan el equilibrio de disolución aumentando la solubilidad del dihidrato (SO4Ca.2H2O) y en consecuencia, retardan su precipitación. GRUPO B Substancias que forman grupos insolubles con el ión Ca++, con la consiguiente reducción de éste en la solución. Además, la precipitación envuelve a los gérmenes cristalinos retrasando su engrosamiento y dificultando a su vez la disolución del propio dihidrato con objeto de mantener la saturación. Pertenecen a este grupo los boratos, fosfatos, carbonatos silicatos, etc. GRUPO C Los compuestos orgánicos de elevado peso molecular y algunos coloides actúan sobre los gérmenes de cristalización y sobre la velocidad de crecimiento de los cristales tanto por su precipitación sobre ellos como por el aumento de la viscosidad del medio, que frena las reacciones iónicas aún posibles por difusión. Estos compuestos no solo modifican el tiempo de fraguado sino que cambian muchas otras propiedades como la plasticidad, la reología, el tiempo de empleo, la contracción diferencial, la elasticidad, etc. Pertenecen a este grupo las caseínas, la goma arábiga, las proteínas hidrolizadas, los taninos, las keratinas, las metilcelulosas, etc. Las sustancias de este grupo son de gran interés porque no suponen el peligro de eflorescencia como ocurre con las del grupo B.

[8]



Las acciones combinadas de algunas de estas sustancias da lugar a una mejora de las propiedades del yeso, especialmente la aplicación de una metilcelulosa al 1 a 2 ‰; la aportación de un retardador de base proteínica al 4 ‰, por ejemplo, permite aumentar el

tiempo de empleo de un yeso de 5 a 20 minutos.

3.8.BARBOTINA Las barbotina tienen muchos usos, el más común es para colar moldes de yeso para reproducir piezas cerámicas Hacer una arcilla líquida, no consiste solamente en agregar agua y batir; es necesario provocar a la arcilla a levigar. La levigación consiste en inducir la dispersión de partículas de la pasta de arcilla y formar una emulsión y que ésta se mantenga por mucho tiempo; es decir lo que se busca es hacer que las partículas cerámicas se combinen mejor con en agua y permitir que esta combinación entre el agua y las partículas cerámicas se mantenga así por más tiempo. Cuando esto se logra, en cerámica, se le llama barbotina defloculada. Para lograr que una pasta cerámica levigue o deflocule hay que agregar a la composición de la barbotina un electrolito (un defloculante); por ejemplo: el silicato soluble de sodio, el carbonato de sodio (Darvon) o el ácido tánico. El más empleado es el silicato soluble de sodio.

3.9.COLAJE EN BARBOTINA Método industrial de conformado de cerámicas más común que se utiliza en la industria manufacturera.El colágeno de barbotina es un proceso económico que es ampliamanete usado para producir formas complejas de un rango de materiales basados en cerámicas. La barbotina es una suspenson de polvos coloidales en un líquido inmscibles(normalmente agua),que se vacia dentro de un molde permeable(yeso).La naturaleza de la suspensión es extremadamente importante,debe tener los valores específicos alto y al mismo tiempo debe ser muy fluida colable.Estas características dependen de la relación solido agua y otros agentes que son añadidos. La técnica de colaje de barbotina consiste primero en preparar la astilla como una suspensión acuosa ala que se le agrega un dispersante(defloculante),que permite que la arcilla necesite menos agua para que sea fluida, dicha suspensión llamada barbotina se vacía en un molde de yeso permeable y se deja reposaren un periodo de tiempo. Los poros en los yesos son mas pequeños que las partículas de arcilla que presenta la barbotina,permitiendo que el yesoabsorva el el agua por succion de capilaridad y se comienze a formar una capa de partículas densamente empaquetadas contra las paredes del molde,una vez que esta capa esta en el interior del molde se deja que drene,luego el objeto formado se contraerá y podrá ser cuidadosamente removido como se observa en la figura1. El colaje de barbotina se da en dos técnicas ,las mas comunes utilidades son: A)COLAJE POR DRENAJE: Involucra colaje por un periodo de tiempo limitado para depositar una capa de partículas cerámicas de espesor determinado,en la figura 1 se muestras las cuatro estapas principales del colaje por drenaje. B)COLAJE EN SOLIDOSN °3:Es idéntico al colaje por drenaje,excepto que la barbotina se añade continuamente hasta que se forme el solido completo.

[9]



TABLAN°4: Clasificación del yeso, a diferentes condiciones de tratamiento P.M(g/mol) CaSO4 (%) H2O (%) Yeso

CaSO4.2H2O

172.18

79.1

20.9

Semihidratado

CaSO4 1/2H2O

154.16

93.8

6.2

anhidrita

CaSO4

136.15

100

FiguraN°1: Paso del proceso de fabricación de piezas cerámicas. IV.

EQUIPOS, MATERIALES E INSTRUMENTOS:

4.1. EQUIPOS: 

Moldes de Yeso

4.2.INSTRUMENTOS: 

Balanza digital

4.3.MATERIALES: 

Modelos(salero y pimenteros)



Yeso cerámico



arcilla



agua



Talco



Cuarzo(arena fina)



Silicato de Sodio [10]

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tinas



botellas



cuchara



caja para moldeo

DATOS Y RESULTADOS 

Preparación de la Barbotina (para 6 Litros):

TablaN5: Receta de la preparación de la barbotina Material

%

Cantidad(gr)

Arcilla

70

2800

Arena

18

720

Talco

12

480

*Silicato de Sodio 60 gotas. *Agua 4800mL 

Preparación del Yeso (3Kg):  

  ……….(1)

        

Para la preparación de la barbotina se buscó una receta que nos pueda proporcionar una buena viscosidad y garantizarnos así que nuestra pieza a obtener tenga menos fallas ya sea por contracción ya que para esto se agregó arena fina para disminuirlo y un defloculante como silicato de sodio para mantenerlo en suspensión. Para la preparación del molde de yeso es necesario tener una buena mezcla agua-yeso para esto se hizo uso de la formula (1) que nos ayudara a no tener mucha agua ya que esto no dejara que el yeso frague y el molde se arruine, es así que usamos 3000gr de yeso con una cantidad de agua de 2400gr donde nuestro molde durante el proceso de colada por barbotina no presentó ninguna rajadura además tiene buena absorción.

[11]


V.


PROCEDIMIENTO EXPERIMENTAL: A) Preparación de la bar botina :

Para la obtención de nuestras piezas de saleros y pimenteros se preparó la barbotina con la receta de la tablaN°5: 1) La arcilla en trozos de roca se procedió a disminuir su tamaño hasta tenerlo en polvo. 2) La arcilla obtenida se pesa 2800gr y se coloca en un recipiente. 3) Luego pesamos 720gr de arena y 480gr de talco vaciando en el mismo recipiente. 4) Agregamos 4800mL de agua al recipiente y agitamos toda la mezcla. 5) Por último agregamos el defloculante Silicato de Sodio hasta obtener una pasta viscosa consistente y sin grumos. B) Preparaci ón del Yeso :

Para la preparación del yeso utilizamos la relación agua /yeso iguala 0.8. 1) El yeso cerámico se pesa (3Kg) y se vierte a un recipiente. 2) Luego vertimos sobre el yeso 2400gr de agua y mezclamos homogéneamente. C) Pr eparaci ón del molde de yeso :

1) Preparamos una caja cuadrada y unas ligas para sujetar estas. 2) Se prefiere una superficie plana y que tanto la superficie como las paredes de esta caja deben tener cera desmoldante o aceite en nuestro caso se usó cera desmoldante para la caja y para el modelo se colocó aceite. 3) Para nuestro modelo se traza una línea en el medio para ubicar la mitad del molde. 4) Con el yeso preparado se vierte cobre la caja y el modelo se coloca hasta la mitad. 5) De la misma manera se hace con la otra mitad del modelo y yeso, luego hacemos pequeños semicírculo que diferenciaran el molde hembra y macho esto se hace con una cuchara sacando de forma semiesférica. 6) Por último se hace otro molde de yeso donde se encontrara el hueco por donde se vaciara la barbotina.

[12]



D) Proceso de colada:

1) Una vez seco el molde de yeso se fija este es decir todo cerrado y asegurar con unas ligas. 2) Verter la barbotina en el molde de yeso en tres secuencias ya que en la primera el poder de absorción del molde de yeso absorberá el agua de la barbotina y necesitara verterse más. 3) Con una navaja se corta un pedazo de barbotina que esta por el canal bebedero, observando así una capa de 3mm aproximadamente si esto se da se voltea el molde para regresar la barbotina sobrante. 4) Dejar secar y se abre el molde de yeso y sacar la pieza para lisarlo ya que quedara rebabas en los costados

VI.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES: Conclusiones :  Se logró realizar la preparación del yeso para molde de forma exitosa gracias a la relación agua-yeso por la norma española. 

Se logró obtener los moldes de yeso gracias a la buena preparación de del yeso y agua por la norma española y la buena utilización de los materiales para un buen acabado además de sus respectivos canales bebederos y el reconocimiento del molde macho y hembra.



Se obtuvo una receta para la preparación de la barbotina con una relación del 70%arcilla, 18%Arena (silicio) ,12%talco y un agregado de 4.8L de agua y el defloculante silicato de sodio (60 gotas).



Se conoció como es el proceso de colada en barbotina a través de un molde de salero y pimentero, donde se vierte la barbotina y en el molde cerrado y observando un mínimo de 3mm de capa de barbotina para recién poder sacar la pieza.

Recomendaciones: 

Se recomienda que después de cada producion de un máximo de 8 piezas se deje secar al molde para poder recuperar la capacidad de absorción de agua. [13]

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Se recomienda utilizar la relación agua/yeso ya que un exceso de agua o muy poca agua provocaría un no fraguado del yeso o en caso contrario sería muy rápido o no cumple la cantidad necesaria para moldear.

VII.

ANEXOS:

Figura2: caja de molde Fuente propia

figura3: Relación agua-yeso Fuente propia

[14]



figura4: molde terminado Fuente propia

figura5: preparación de las piezas Fuente propia

[15]



figura6: preparación del molde de yeso (mitad del modelo) Fuente propia

figura7: pieza terminada salero. Fuente propia

[16]


VIII.


BIBLIOGRAFIA: [1]

http://www.ecoingenieria.org/docs/LOS_YESOS_2005.pdf

[2] http://books.google.com.pe/books?id=gilYI9_KKAoC&pg=PA462&lpg=PA 462&dq=barbotina&source=bl&ots=mo3NzYuvOE&sig=nCucFYr19QHl2Hnp0Uu 0RXHhFkQ&hl=es&sa=X&ei=JfarU6X2FrbKsQTyxoDYCA&ved=0CFQQ6AEw BzgK#v=onepage&q=barbotina&f=false

[3]

http://elbarroyyo.blogspot.com.ar/2009/05/barbotina.html

[4]

http://www.uantof.cl/salares/Fichas/Yeso.pdf

[5]

http://es.wikipedia.org/wiki/Barbotina

[6]

http://www.buenastareas.com/ensayos/Taller-De-Ceramica-Practica-De

Barbotina/2533449.html#

[17]

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