Evaluación de materias primas utilizadas en la fabricación de baldosas de gres en el sector cerámico de Norte de Santander (Colombia)

Abstract

Antecedentes: Los municipios de Cúcuta, Los Patios, Villa del Rosario, El Zulia y San Cayetano, representan el 10% de la extensión del departamento de Norte de Santander, y el 6,85% de su territorio lo ocupa la industria cerámica, la cual produce todo tipo de productos derivados de la arcilla; mineral cuyas características físicas, químicas y mineralógicas varían ampliamente, por lo que el control de la calidad de los productos empieza por la caracterización y control de calidad de sus materias primas. Objetivo: Caracterizar mediante análisis químicos, mineralógicos y físico-cerámicos tres materias primas utilizadas en la fabricación de productos de gres: arcilla, chamota y caliza provenientes del departamento Norte de Santander. Métodos: Se caracterizaron las materias primas mediante las técnicas de DRX, FTIR, y ensayos físico-cerámicos que incluyen contracción en secado, contracción en cocido, absorción de agua, pérdidas por calcinación y porcentaje de arena. Posteriormente por extrusión y prensado se obtuvieron probetas de tres tipos de mezclas referenciadas como M1, M2 y M3, con diferente composición de material arcilloso, chamota y caliza, luego se sinterizaron a 1050°C-1250°C y se analizó la absorción de agua y el porcentaje de contracción en la curva de gresificación. Resultados: El patrón de DRX muestra la presencia de cuarzo y caolinita en la arcilla, y de calcita y cuarzo en la caliza, lo cual se evidencia en el espectro FTIR. El comportamiento físico-cerámico de las mezclas realizadas evidenció valores significativamente bajos de absorción de agua (inferior al 6%) con temperaturas de cocción de entre 1150°C y 1250°C. Conclusión: Se identificó que las materias primas evaluadas son aptas para la fabricación de baldosas de gres, siendo M3-E la formulación más óptima, compuesta por 80% material arcilloso, 15% chamota y 5% caliza (pasante malla 100), y moldeada por extrusión. Palabras clave: arcilla, absorción de agua, caliza, difracción de rayos x, espectroscopia infrarroja.AbstractBackground: The municipalities of Cucuta, Los Patios, Villa del Rosario, Zulia and San Cayetano, representing 10% of the department’s extension of Norte de Santander, and 6.85% of its territory is occupied by the ceramic industry, which produces all kinds of products derived from clay; mineral whose physical, chemical and mineralogical characteristics vary widely, so the quality control of products, beginning with the characterization and quality control of raw materials. Objective: To characterize by chemical, mineralogical, and physico-ceramic analysis three raw materials used in the manufacture of ceramic: clay, fire clay and limestone from the Norte de Santander department. Methods: raw materials were characterized by techniques of DRX, FTIR, and physical-ceramic tests including shrinkage in drying shrinkage cooked, water absorption, loss on ignition and percentage of sand. Subsequently they extruded and pressed samples of three types of mixtures referenced as M1, M2 and M3, with different composition of clay, fire clay, limestone, then were sintered at 1050°C-1250°C and the behavior of water absorption and the percentage shrinkage was analyzed in vitrification curve. Results: The pattern of DRX shows the presence of quartz and kaolinite in the clay and calcite and quartz in the limestone, which is evident in the FTIR spectrum. The physical-ceramic behavior of mixtures made significantly low showed water absorption values (less than 6%) with firing temperatures between 1150°C and 1250°C. Conclusion: Was identified that assessed raw materials are suitable for manufacturing of stoneware tiles, being M3-E the most optimal formulation composed of 80% clay material, 15% grog, and 5% limestone (through 100 mesh), and molded by extrusion.Keywords: clay, calcite, x-ray diffraction, infrared spectroscopy, water absorption

Diseño de teja modular ventilada en resina y arcilla sin cocer

“…Las inclinaciones que permiten el paso del aire le brindan el aligeramiento necesario para restarle robustez. [13] [14]. La teja modular es instalada sobre una base en machimbre, como se aprecia en la figura 7, y su disposición en instalación hace que se generen cámaras de aire que permiten la circulación de este a través de los vanos resultantes al apilar el módulo; esto resulta en una cubierta ventilada.…”

Physical-Mechanical properties of H-10 blocks manufactured in Norte of Santander, Colombia: a case study

“…In Norte de Santander, Colombia, some investigations have been carried out in companies mainly in Cucuta, where the construction blocks are manufactured on a large scale. Mainly, laboratory tests are developed to determine the physicalmechanical properties and thus define if the blocks are suitable for commercial use as non-structural masonry products for indoor use and outdoor, according to the NTC 4017 and NTC 4205 Colombian standard procedures [13][14][15][16][17]. However, in Ocaña, some studies on the subject are in less scale, with the principal aim of the finding of optimal mixtures in terms of ceramic paste to develop different masonry construction products that could be produced in the region (Block H-10) according to the technological capacity of the companies [18][19][20]; García-León et al 2016 developed laboratory tests in blocks manufactured in Ocaña to determine some mechanical properties such as mechanical resistance and water absorption according to the guidelines NTC 4017 standard procedure.…”

Analysis of the relationship between the water retention curve, particle size and pore size distribution in the characterization of a collapsible porous clay

“…The first, also known as porosimetry, is widely used to conglomerate the characteristics related to the porosity of a material and to understand the physical variations that directly affect its behavior and mechanical response. In ceramic materials, porosity and impermeability are due to the combination of free silica, aluminum alkalis and aluminum silicates [1]. According to [2], water retention curves express the relationship between the suction of unsaturated soils and the water content to determine the properties of shear strength, permeability and volumetric changes [3].…”