Ceramicos (1)

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ARCILLA
	Salvador Antua Rodriguez Cruz
CARRERA IMT 	1986987
¿QUE ES LA ARCILLA?
Es una roca sedimentaria descompuesta que se compone de agregados de silicatos aluminio procedente de rocas de contenido de feldespato, como el granito.
Está presenta diversas coloraciones dependiendo de las impurezas que se le presenten. Las coloraciones van desde la roja hasta la blanca.
físicamente es un coloide de partículas lisas y pequeñas.El diámetro de dichas partículas es de 0,0039 mm.
ARCILLA
Adquiere plasticidad al ser mezclada con agua, además de sonoridad y dureza al calentarse por encima de los 800° C.
La arcilla es uno de los materiales más económicos y más utilizados en la industria.
En la fracción textual puede haber partículas no minerales, llamados fitolitos.
DATOS HISTÓRICOS 
La arcilla fue utilizada en la antigüedad también como soporte de escritura. Miles de años antes de Cristo, por cuenta de los sumerios en la región mesopotámica, la escritura cuneiforme fue inscrita en tablillas de arcilla.
La humanidad descubrió las útiles propiedades de la arcilla en tiempos prehistóricos, y los recipientes más antiguos descubiertos son las vasijas elaboradas con arcilla. 
En Latinoamérica se descubre la alfarería y el modelado de arcilla, a través de los indígenas. Sobre todo al ver cómo los niños indígenas jugaban con el barro y con el sol se solidifican y quedan piezas duraderas. Luego se comienza a trabajar con la arcilla que encontraban en la naturaleza y se utilizaban como material para construir y crear platos, vasijas y otras piezas que les era de gran utilidad. 
 
PROPIEDADES DE LA ARCILLA
Las importantes aplicaciones industriales de este grupo de minerales radican en sus propiedades físico-químicas. Dichas propiedades derivan, principalmente, de:
Su extremadamente pequeño tamaño de partícula (inferior a 2 µm)
Su morfología laminar (filosilicatos)
Las sustituciones isomórficas, que dan lugar a la aparición de carga en las láminas y a la presencia de cationes débilmente ligados en el espacio interlaminar.
SUPERFICIE ESPECÍFICA
La superficie específica o área superficial de una arcilla se define como el área de la superficie externa más el área de la superficie interna (en el caso de que esta exista) de las partículas constituyentes, por unidad de masa, expresada en m2/g.
ACCIÓN DE CALOR SOBRE LA ARCILLAS
Primera eliminación parcial del agua a una temperatura de 100°C
Con una temperatura entre 300 y 400°C el agua llamada combinación es liberada
Entre 600 y 700°C el agua en la arcilla es totalmente eliminada
Por la acción del calor entre 700 y 800°C adquiere propiedades
Esta combinación se completa al parecer entre 1100 y 1200°C
Hacia los 1500°C aparecen los primeros síntomas de vitrificación 
COLORACIÓN
Color natural
El hierro es el agente colorante mas común en las arcillas en bruto y rocas relacionadas. La diferencia de color refleja solamente el estado de oxidación del hierro 
Color quemado
En las arcillas cocidas , el hierro es también el principal agente que da color, pardo , rojo o negro ; pero en este caso ,hay cuatro factores que lo determinan:
Cantidad de hierro presente
La presencia de otra sustancia como Titanio y CaO
Carácter de la atmosfera que rodea a la arcilla durante el cocimiento y enfriamiento
La temperatura que alcance el conocimiento 
Esta se debe a la presencia de óxidos metálicos, principalmente el de hierro (Por su actividad y abundancia )
TAMAÑO DE PARTÍCULA
Es una característica muy importante , ya que influye en varias propiedades, tales como la plasticidad , poder de secado , capacidad de intercambio de base
Los minerales arcillosos tienen la propiedad de absorber ciertos iones y retenerlos en un estado intercambiable; Por el tratamiento en una solución acuosa estos iones son intercambiables por aniones o cationes. Los iones intercambiables son retenidos en el exterior de la unidad estructural sílica-alúmina del mineral arcilloso y la reacción de intercambios generalmente no afecta dicha estructura.
Las arcillas con el ion intercambiable de sodio se secan mas lentamente que las arcillas con el ion de calcio.
INTERCAMBIO DE BASES
 CAPACIDAD DE ABSORCIÓN
La capacidad de absorción está directamente relacionada con las características texturales (superficie específica y porosidad) y se puede hablar de dos tipos de procesos que difícilmente se dan de forma aislada: absorción (cuando se trata fundamentalmente de procesos físicos como la retención por capilaridad) y adsorción (cuando existe una interacción de tipo químico entre el adsorbente, en este caso la arcilla, y el líquido o gas adsorbido, denominado adsorbato).
HIDRATACIÓN E HINCHAMIENTO
La absorción de agua en el espacio interlaminar tiene como consecuencia la separación de las láminas dando lugar al hinchamiento. Este proceso depende del balance entre la atracción electrostática catión-lámina y la energía de hidratación del catión. A medida que se intercalan capas de agua y la separación entre las láminas aumenta, las fuerzas que predominan son de repulsión electrostática entre láminas, lo que contribuye a que el proceso de hinchamiento pueda llegar a disociar completamente unas láminas de otras.
Las arcillas son eminentemente plásticas. Esta propiedad se debe a que el agua forma una envuelta sobre las partículas laminares produciendo un efecto lubricante que facilita el deslizamiento de unas partículas sobre otras cuando se ejerce un esfuerzo sobre ellas.
Generalmente, esta plasticidad puede ser cuantificada mediante la determinación de los índices de Atterberg (Límite Líquido, Límite Plástico y Límite de Retracción). Estos límites marcan una Página 11 de 25 separación arbitraria entre los cuatro estados o modos de comportamiento de un suelo sólido, semisólido, plástico y semilíquido o viscoso (Jiménez Salas, et al. , 1975).
 PLASTICIDAD
Las arcillas tixotrópicas cuando son amasadas se convierten en un verdadero líquido. Si, a continuación, se las deja en reposo recuperan la cohesión, así como el comportamiento sólido.
 TIXOTROPÍA
La tixotropía se define como el fenómeno consistente en la pérdida de resistencia de un coloide, al amasarlo, y su posterior recuperación con el tiempo. 
ESTRUCTURA DE LA ARCILLA 
Estos minerales están constituidos de láminas de tetraedros con una composición química general de SI2O5 en donde cada tetraedro (SIO4) está unido por sus esquinas a otros tres formando una red hexagonal.Átomos de aluminio y hierro pueden reemplazar parcialmente al silicio en la estructura.
Los átomos de oxígeno ubicados en las apices
de los tetraedros de estas láminas pueden al 
mismo tiempo ,formar parte de otra lámina
paralela compuesta por octaedros .Estos octaedros
suelen estar considerados por cationes de Al
,Mg ,Fe+3 y Fe+2 es decir ,los átomos de estos 
elementos ocupan la posición central de octaedro 
Los átomos de oxígeno ubicados en las apices de los tetraedros de estas láminas pueden al mismo tiempo ,formar parte de otra lámina paralela compuesta por octaedros .Estos octaedros suelen estar considerados por cationes de Al, Mg, Fe+3 y Fe+2 es decir, los átomos de estos elementos ocupan la posición central de octaedro. 
TIPOS DE ARCILLA
Estas se clasifican en:
Arcilla primaria: Es la que aún se encuentra en el mismo yacimiento en el cual se originó.
Arcilla secundaria: Es la que se ha desplazado a lo largo del tiempo de las rocas de origen, este fenómeno es el más común. 
 Arcilla primaria
El caolín es la única arcilla primaria que se conoce en la actualidad.
este es un mineral industrial de tipo silicato que está unida a una alúmina mediante átomos de oxígeno.
Este se utiliza de forma calcinada (500°-900° c) para producir metacaolín debido a este proceso puede cambiar a desde una tonalidad rojiza a una blanca.
TIPOS
Dentro de la arcilla secundaria se encuentran:
Arcilla refractaria que puede soportar temperaturas extremadamente altas, retiene fluidos y es de sencilla preparación.
Arcillade bola es muy plástica y de poco calcio. ( 20-80% caolinita, 10-25% mica, 6-65% cuarzo). Además es de grano fino y plástica en la naturaleza.
Barro compuesto de agua, tierra, partículas de polvo y arcilla, este se endurece con el paso del tiempo y sirve para hacer jarrones, esculturas, entre otros.
Gres es una pasta cerámica compuesta principalmente por arcilla y sílice, tiene poca absorción de agua y es un material muy duro.
 Arcilla secundaria
Algunas de sus características principales es que tiene colores muy diversos, dependiendo se su composición.
puede ser muy plástica por lo que es fácil de manejar.
Los factores que hacen que provocan que este tipo de arcilla se desprenda de su lugar de origen son el agua, el viento.
 Caolín Arcilla Refractaria 
 
 Arcilla de bola 
APLICACIONES
Las arcillas tienen diferentes aplicaciones en construcción:
Como "adobe", formando una mezcla con paja o heno que se moldea como un ladrillo y se seca al aire. La fabricación de ladrillos, baldosas, tejas, etc. se lleva a cabo utilizando una amplia gama de arcillas rojas con y sin carbonatos. Las arcillas rojas fundentes de bajo contenido en carbonato se utilizan en pavimentos de monococción; mientras que las de contenido medio y alto se emplean en pavimentos porosos de monococción.
Las arcillas rojas refractarias se utilizan en la fabricación de pavimentos de extrusión esmaltados y de gres natural.
Las arcillas de cocción blancas se emplean en cerámica industrial. La arcilla figulina se emplea en alfarería.
EL USO DE LA ARCILLA EN APLICACIONES INDUSTRIALES
Es un material natural formado por granos de minerales. Este material suele ser sumamente moldeable al combinarlo con agua. Su combinación con agua produce una sustancia de consistencia similar al plástico, más bien viscosa. Esta capacidad de cambiar su estructura permite que se utilice a la arcilla como material de moldeo para diferentes aplicaciones.
Arcillas comunes
Caolín
Bentonitas
Arcillas comunes:
Este tipo de arcillas suele utilizarse, sobre todo, en la industria de la construcción como materia prima para la producción de ladrillos, lozas, tejas o baldosas.
Caolín:
El caolín es un tipo de arcilla de alta pureza, caracterizada por su color blanco. Las principales aplicaciones del caolín en la industria incluyen la fabricación de papel dándole a éste su acabado, en la producción de cerámicas, en la producción de pinturas se le utiliza como carga. También es utilizado como carga en la producción de productos agrícolas como pesticidas y abonos. En las industrias farmacéutica y cosmética el caolín es utilizado como activo en absorbentes estomacales y como elemento inerte en la fabricación de cosméticos, respectivamente.
Bentonitas:
Las bentonitas pertenecen a un tipo de arcilla de grano sumamente fino. Podría decirse que es el tipo de arcilla con mayor número de aplicaciones industriales, mismas que incluyen:
 
- Producción de aromatizantes.
- Material sellador en la industria de la construcción.
- Fabricación de grasas para lubricación.
- Producción de lodos de perforación para la industria petrolera.
- En la producción vinícola se utiliza como clarificador.
- Producción de arena para gatos.
- Sostenimiento de tierras en ingeniería civil.
- Aditivo de pinturas, entre otras aplicaciones.