Vidrios, Cerámicas
y Cementos
Integrantes:
Evelyng Catalán
Maritza Figueroa
María José Jara
Ayleen Reyes
Objetivos
 Identificar
sus características e
importancias que estos materiales poseen
para nuestro diario vivir.
 Conocer sus propiedades físicas y
químicas
 El proceso de fabricación de estos
materiales
 Conocer distintos tipos de materiales con
los que se trabajan
Introducción
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En esta ocasión aprenderemos la importancia del
vidrio, cerámicas y cementos que son tan
importantes para nuestro diario vivir. Como se
forman y se caracterizan también veremos su
evolución gracias a la tecnología al transcurrir el
tiempo.
Vidrios
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Es un ejemplo de sólido
amorfo, carece de una
distribución regular de átomos.
El vidrio esta formado por una
mezcla fundida de dióxido de
silicio con compuestos como
óxido de sodio, óxido de boro,
y otros óxidos que le confieren
color y otras propiedades.
Es una sustancia amorfa que
no es ni sólido ni liquido, sino
que se encuentra en estado
vítreo.
Se enfría hasta solidificar sin
que se produzca cristalización
(no se forma red cristalina).
Fabricación
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Se cree que la primera
fabricación de vidrio
no fue intencional:
posiblemente se
encendió una fogata
cerca de una lago
seco que podría haber
contenido carbonato
sódico, lo que con la
sílice de la arena
formaron gotitas de
vidrio.
Hoy en día se utiliza la
técnica del sol – gel.
Estado Vítreo
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Estado intermedio entre
sólido y líquido (en el
que se encuentra el
vidrio). Pertenece a los
nuevos estados de la
materia en conjunto
con el estado plasma.
Características
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Su color varía según los
componentes empleados
en la fabricación (debido
a la presencia de iones
metálicos, como óxidos).
En frío puede ser tallado,
pero es quebradizo,
fundido es maleable.
Los vidrios son duros pero
frágiles, es decir, no son
fácilmente rayados por
una punta de acero pero
no resisten al golpe.
Es un material duro, frágil,
trasparente y amorfo. Su
punto de fusión supera los
700º
Reciclaje
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El cristal es un material ideal
para ser reciclado, puede ser
reciclado en un 100% una
infinidad de veces. El uso de
vidrio reciclado ayuda a
ahorrar energía, es menos
costoso, además de reducir
residuos y el consumo de
materias primas.
El vidrio reciclado requiere
26% menos de energía que su
fabricación desde cero y
reduce en un 20% las
emisiones a la atmósfera de la
fabricación
Cerámicas
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Tipo de material inorgánico no metal,
que tiene la propiedad de tener una
temperatura de fusión y resistencia
muy elevada.
Se componen de un enlace
covalente e iónico, más fuerte que el
enlace metálico y son la causa de su
dureza y tenacidad; la forma de
sujeción de los electrones en las
moléculas de estos elementos hacen
que sean conductores pobres.
Estructuras de los Materiáles
Cerámicos
 Estructuras
de los cerámicos cristalinos:
 Existen dos características que componen los
materiales cerámicos cristalinos que
determinan la estructura cristalina: el valor de
la carga eléctrica de los iones componentes y
los tamaños relativos de los cationes y aniones.
 El cristal debe ser eléctricamente neutro, o sea
todas las cargas positivas de los cationes
deben ser equilibradas por un número igual de
cargas negativas de los aniones.
Ejemplos de Estructuras
 Estructura
del Cloruro Sódico:
Esta estructura es del tipo AX posee un número
de coordinación tanto para los cationes y los
aniones de 6.
 Estructura
cristalina del
Cloruro de Cesio:
El número de coordinación
es 8 para ambos tipos de
iones.
Esta no es una estructura
cúbica centrada en el
cuerpo puesto que distintos
tipos de iones ocupan los
puntos de la red.
 Estructura
Cristalina del Sulfuro de Zinc:
Tiene estructura cristalina del tipo AX.
Se denomina estructura de la blenda o de
la escalerita, lo cual corresponde al nombre
dado al mineral de sulfuro de zinc.
Estructura Perovskita:
Se encuentra en varios cerámicos eléctricos
importantes, como el BaTiO3, y el SrTiO3.
En este tipo de celda están presentes tres clases de
iones.
La distorsión de la celda unitaria produce una señal
eléctrica, lo que permite que ciertos titanatos sirvan
como transductores.
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Grafito:
Al grafito, una de las formas cristalinas del
carbono, algunas veces se le considera material
cerámico, aunque el carbono es un elemento y no
una combinación de átomos metálicos y no
metálicos. El grafito tiene una estructura hexagonal
por capas y se utiliza como material refractario,
como lubricante y como fibra.
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Usos
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Su uso inicial fue,
fundamentalmente, como
recipiente para alimentos; más
adelante se utilizó para hacer
figuras supuestamente de
carácter mágico, religioso o
funerario.
También se empleó como
material de construcción en
forma de ladrillo, teja, baldosa o
azulejo, tanto para paramentos
como para pavimentos.
La técnica del vidriado le
proporcionó gran atractivo, se
utilizó también para la escultura.
Actualmente también se emplea
como aislante eléctrico.
Tipos de Cerámicas
 Cerámicas
Ordinarias:
Se utiliza a temperatura
ambiente.
 Cerámica refractaria:
Se utiliza a temperatura
elevada. Sus
componentes
fundamentales son:
sílice, alúmina y algunos
óxidos metálicos.
 Cerámicos
Porosos:
Poseen arcilla de grano
grueso, áspera, permeable y
absorben la humedad
 Cerámicos Semicompactos:
Poseen arcilla de grano fino,
poco permeable y no
absorben la humedad.
 Cerámicos Compactos:
Poseen estructura micro
cristalina, impermeables,
suaves y no absorben
humedad.
 Cerámicos Tenaces:
Soportan altos esfuerzos y
temperaturas elevadas.
El
Cemento.
¿Qué es el Cemento?
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Es un conglomerante
hidráulico es decir, un
material inorgánico
finamente molido que
amasado con agua,
forma una pasta que
fragua y endurece por
medio de reacciones y
procesos de
hidratación y que, una
vez endurecido
conserva su resistencia
y estabilidad incluso
bajo el agua.
Composición del Cemento
 La
Obtención del
cemento se lleva
acabo combinando
cantidades
determinadas de
caliza (CaCO3) y
arcilla, cuyos
principales
constituyentes son la
sílice (SiO2) y los
óxidos de Hierro III
(Fe2O3) y de
aluminio (Al2O3).
Tipos de Cementos:
 Se
pueden establecer dos tipos básicos de
cementos:
 de origen arcilloso: obtenidos a partir
de arcilla y piedra caliza en proporción 1 a 4
aproximadamente;
 de origen puzolánico: la puzolana del cemento
puede ser de origen orgánico o volcánico
 ¨La Puzolana¨ es el nombre que recibe la ceniza
y las piedras volcánicas. Actualmente por
puzolana se conoce a una diversidad de rocas,
arenas y piedras volcánicas.
¿Qué es el Clinker?
Caliza
Arcilla
Yeso
*Molienda
*Polvo Crudo
*Calcinación
Clinker
Oxido
de Fe
 Es
un producto
granulado obtenido
de mezclas
adecuadas de calizas
y arcillas y
eventualmente, de
arenas y minerales de
Hierro.
* Se obtiene
generalmente entre
1250 y 1450° C de
temperatura.
Tipo de Fabricación Cemento:
 Al
comparar los métodos seco y húmedo, el
primero debe ser utilizado para aplicaciones
de volúmenes pequeños (por ejemplo,
reparaciones) y en condiciones muy
especiales (distancias largas, interrupciones
repetidas, etc.), mientras que el método por
vía húmeda debe utilizarse en todo trabajo de
soporte de rocas.
Obtención del cemento portland:
Extracción de las
materias primas
Caliza + arcilla
Molienda de las
materias Primas
Las rocas son
pulverizadas para que los
minerales se mezclen
entre si.
Clinkerización
Las rocas pulverizadas se
calcinan en un horno
giratorio (entre 1400º y
1500ºC), se produce un
polvo llamado clinker, que
es secado.
Molienda del cemento
El polvo fino se muele en
molinos de bolas y
mezclado con yeso y
cenizas en un tambor
giratorio.
Envasado y
distribución
El cemento es
almacenado y luego
envasado en sacos
para su distribución.
Propiedades Generales Cemento:
 Buena
resistencia al
ataque químico.
 Resistencia a
temperaturas
elevadas.
Refractario.
 Uso apropiado
para bajas
temperaturas por
ser muy
exotérmico.
Aplicaciones:
 Reparaciones
rápidas de urgencia.
 Alcantarillados.
 Zonas de vertidos industriales.
 Construcciones cerca de ambientes marinos.
 Como mortero de unión en construcciones
 Carreteras
 Edificaciones.
CONCLUSIÓN:
 Estos
materiales han sido y serán siempre
importantes para el ser humano, debido a que
cumplen papeles estructurales, decorativos, etc.
Su fabricación ha sido cada vez más factible,
gracias al progreso de la tecnología y el
conocimiento de las propiedades físicas y
químicas de éstos.
 Sin duda, a través del tiempo, la producción de
estos materiales será cada vez más económica
y eficiente, se diversificarán sus aplicaciones y se
masificarán sus usos.
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Vidrios ceramicas y cementos (1)