Practica Materiales Ceramicos PDF

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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA METROPOLITANAUNIDAD AZCAPOTZALCOMATERIALES CERÁMICOS: IDENTIFICACIÓN DE ALGUNAS PROPIEDADESGRUPO: CTGMAESTRA: CID REBORIDO ALICIAINTEGRANTES DEL EQUIPO Jesus Fragoso Uroza  Santiago Guijosa Guadarrama  Luis Javier Mendoza Hernández  Balam Andrawi Ríos López  Ricardo Iván Ló...

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UNIVERSIDAD AUTÓNOMA METROPOLITANA UNIDAD AZCAPOTZALCO MATERIALES CERÁMICOS: IDENTIFICACIÓN DE ALGUNAS PROPIEDADES GRUPO: CTG06 MAESTRA: CID REBORIDO ALICIA INTEGRANTES DEL EQUIPO

     

Jesus Fragoso Uroza Santiago Guijosa Guadarrama Luis Javier Mendoza Hernández Balam Andrawi Ríos López Ricardo Iván López Gutiérrez Oscar ivan ortíz Sánchez

Objetivos General:

Comprender las propiedades físicas y químicas de los materiales cerámicos. Específicos:

   

Determinar la presencia de hierro en el cemento blanco, y pórtland. Realizar el fraguado de ambos cementos variando la calidad de agua que se utiliza: agua acidulada, salada, carbonatada, con MgCl 2 y refresco de cola sin diluir. Comparar los tiempos de fraguado de las diferentes muestras con respecto a la calidad de agua. Comparar los tiempos de fraguado de las diferentes muestras con respecto al tipo de cemento.

Materiales y Reactivos:        

10 vasos Vasos de 250ml 1 parrilla 1 vela Pinzas de laboratorio Cronómetro Etiquetas adheribles Multímetro Cemento Pórtland

       

Cemento blanco Agua carbonatada Agua con cloruro de sodio Agua con cloruro de magnesio Agua acidulada Refresco de cola Solución de HCI al 10% Solución de NH4 SCN al 5%

Consideraciones Teóricas Los materiales cerámicos son sólidos inorgánicos no metálicos producidos mediante tratamiento térmico, comparados con los metales y plásticos son duros, no combustibles y no oxidables. Pueden utilizarse en ambientes con temperatura alta, corrosivos y tribológicos. En dichos ambientes muchas cerámicas exhiben buenas propiedades electromagnéticas, ópticas y mecánicas. Aquí las propiedades que los materiales cerámicos obtenidos gracias a alta energía en sus enlaces iónicos y covalentes:      

Muy resistentes y estables químicamente Altos puntos de fusión. Gran dureza. Alta fragilidad. Malos conductores de electricidad Malos conductores de calor

De la corteza terrestre se obtiene la materia prima cerámica, con silicatos, aluminatos y silico-aluminatos a partir de oxígeno, silicio y aluminio que son los más usadas para preparar los materiales cerámicos.

Los cementos son todos aquellos conglomerante formados a partir de una mezcla de caliza y arcilla calcinadas y posteriormente molidas, que tiene la propiedad de endurecerse al contacto con el agua o al exponerse al aire. El producto resultante de la molienda de estas rocas es llamada Clinker y se convierte en cemento cuando se le agrega yeso para que adquiera la propiedad de fraguar al añadirle y endurecerse posteriormente. De esta mezcla resulta el cemento más usado llamado Portland llamado así por su composición que es muy similar a la piedra que hay en Portland Inglaterra.

El cemento Portland fabricado en tres fases: 

preparación de la mezcla de las materias primas



producción del Clinker



preparación del cemento.

Y sus materias primas necesarias son:

   

CaCO3 (calizas) SiO3 (sílice) La sílice ayuda a endurecer. Al2O3 (alúmina) Fe2O2 (óxido de hierro) coloración y resistencia.

Ya que no son compuestos puros también contiene la mezcla sales de potasio, sodio, magnesio etc. La mezcla se calienta desde 100 °C para eliminar la humedad en las materias primas, hasta 1400 °C o 1650 °C para la recombinación química de sus compuestos. La resistencia también depende del tamaño de las partículas que lo constituye, a menor tamaño mayor resistencia y mayor rapidez en el fraguado.

Se conoce como sanidad a la capacidad de resistencia a través del tiempo, ya que en medios húmedos y depende de la temperatura, llega a aumentar el volumen. La calidad del agua con la que se realiza el fraguado es importante ya que puede tener diferentes efectos como reducir la dureza de la pasta a través del tiempo o efectos mínimos como retrasar el tiempo de secado en la pasta. La calidad del cemento portland deberá estar de acuerdo con la norma ASTM C 150. En Europa debe estar de acuerdo con la norma EN 197-1. En España los cementos vienen regulados por la Instrucción para recepción de cementos RC-08, aprobada por el Real Decreto 956/2008 de 6 de junio.

Metodología Identificación del hierro en el cemento portland y blanco

Realizar el fraguado con variando la calidad de agua: 

Agua salada

Determinar el tiempo de fraguado

Determinar las siguientes propiedades

Dureza

Conductividad térmica y eléctrica

Apariencia

Tabla 1 identificación de hierro Tipo de Cemento

Coloración

Presencia de Hierro

Fragilidad

Portland Blanco

(Fe) Si, mucho Si, poco

Rojo óxido Rojo transparente

Tabla 2 fraguado con diferentes calidades de agua Tipo de Agua Salada (NaCl) Carbonatada Acidulada Refresco de Cola Pepto Bismol

Tipo de Cemento Portland Blanco Portland Blanco Portland Blanco Portland Blanco Portland Blanco

Volumen de agua (ml) 80 80 80 80 80 80 80 80 80 80

Tiempo para endurecer (horas) 6 6 8 8 7.5 7.5 14 26 13 14

Tabla 3 propiedades del cemento portland gris Tipo de Agua

Consisten cia al Fraguado Duro

Durez a

Salada (NaCl)

Consisten cia al Mezclado Aguado

Alta

Conductividad Eléctric Térmic a a Pésima Media

Fragilida d

Carbonatada

Aguado

Duro

Media

Pésima

Buena

Acidulada

Aguado

Duro

Alta

Pésima

Mala

Refresco de Cola Pepto Bismol

Aguado

Duro

Baja

Pésima

Media

Resisten te Resisten te Resisten te Frágil

Aguado

Quebradiz media o

Pésima

Buena

Frágil

Tabla 4 propiedades del cemento portland blanco Tipo de Agua

Salada (NaCl)

Consisten cia al Mezclado Aguado

Consisten cia al Fraguado Duro

Durez a Alta

Conductividad Eléctric Térmic a a Pésima Media

Fragilida d resistent

Carbonatada

Aguado

Duro

Media

Pésima

Media

Acidulada Refresco de Cola Pepto Bismol

Aguado Aguado

Duro Duro

Alta Baja

Pésima Pésima

Buena Mala

Aguado

Quebradiz media o

Pésima

buena

e Resisten te Frágil Frágil Muy frágil

Conclusiones Conclusiones de Jesus Fragoso Uroza En base a la identificación del hierro de los dos cementos se pudo concluir que la coloración del cemento es atribuida al grado de óxido de hierro (Fe 2O3), ya que entre más grisáceo sea este tendrá una mayor concentración del mismo. Además se sospecha que el Fe2O3 produce una mayor dureza, es por ello, que el cemento gris tenga mayor que el cemento blanco. Con respecto a las propiedades se pudo concluir que la calidad de agua influye mucho en el tiempo de fraguado y endurecimiento del cemento; en el experimento la muestra de cemento blanco que presentó mayor dureza fue la de peñafiel.

Conclusiones Ricardo Ivan López Gutiérrez: Conocimos la composición del material más importante para la construcción actualmente, y pudimos ver que contiene Fe en diferentes niveles depende del tipo de cemento, ya que el gris reveló mayor cantidad de hierro que el blanco, lo vimos por la coloración roja al agregarle HCl y NHSCN. Observamos el fraguado del cemento con diferentes combinaciones de agua y mediante pruebas físicas pudimos comparar el grado de resistencia, fragilidad, conductividad eléctrica y conductividad térmica. Y como en el marco teórico lo indicaba la combinación con sal únicamente retrasó el tiempo de fraguado y los otros compuestos redujeron su dureza. Conclusiones Balam Andrawi Ríos López: Se logró identificar presencia de hierro en ambos cementos, el cemento Portland contiene más hierro que el cemento blanco; así mismo se estimó la dureza, fragilidad, consistencia y conductividad de ambos cementos por medio de distintas pruebas las cuales el cemento Portland resultó ser más duro y resistente, en cambio el cemento blanco solo resultó ser mejor conductor térmico. Con las pruebas realizadas en casa que fueron las de consistencia al mezclado y fraguado

y el tiempo para endurecer ambos estuvieron igualados en las 2 primeras, pero en el tiempo para endurecer el blanco le llevó más tiempo que al Portland. Conclusiones de Oscar ivan ortíz Sánchez El cemento Portland es un conglomerante o cemento hidráulico que cuando se mezcla con áridos, agua y fibras de acero discontinuas y discretas tiene la propiedad de conformar una masa pétrea El cemento blanco debe su color a la ausencia de óxidos férricos (Fe2O3), que son los que le dan el característico color gris al cemento. Se llevaron acabo diferentes tipos de experimentós con ambos Cementos agrgandoles, peptobismol, peñafiel ,cloralex, cocacola y sal. Asi mismo se midio se hicieron algunas pruecas las cuales fueron si el material fraguo bien, conductividad electica termica, dureza, fragilidad , etc, de estos materiales agregandoles los 2 tipos de cementon por lo cual los objetivos de la practica se alcansaron

Cuestionario Mencione dos propiedades físicas y dos químicas de los materiales cerámicos. Físicas: Pésimos conductores de electricidad y de calor. Suelen ser quebradizos y duros. Químicas: Presentan enlaces iónicos, tienen una estructura “no compacta” lo que genera cristales iónicos. En su mayoría suelen estar formados por materiales semimetálicos y no metálicos. Componentes básicos del cemento Portland Componente Oxido de calcio 44%

CaO

Oxido de silicio 14.5%

SiO2

Óxido de hierro 3.6%

Fe2O3

Oxido de magnesio 1.6%

2MgO

3. ¿La calidad del agua afecta de manera considerable las muestras de cemento? Si afecta, dependiendo de la calidad del agua la mezcla presentara cambios en su dureza, porosidad y resistencia al calor. 4. Escribe la reacción de fraguado de silicato tricalcico con agua. 3CaO SiO2 + H2O  Ca(OH)2 + CaO · SiO2 · H2O 5. Mencione dos usos que ejemplifiquen la importancia del cemento en la vida diaria. Es utilizado como base para la construcción de puentes, casas, y carreteras. Es también utilizado para rellenar huecos, para hacer aplanados y como pegamento de piedras y zapatas. Es un material utilizado para mejorar la estética de una construcción.

6. Mencione el uso del cemento en la vida cotidiana. Desde hace unas décadas el cemento ha sido la base para el método de construcción de casas, edificios, carreteras y puentes; la ingeniería civil, es la principal encargada de estudiar su uso y mejoramiento. La mayor aplicación del cemento es su utilización para el hormigón armado, donde su uso va desde la construcción de una casa, hasta la construcción de los rascacielos que alcanzan los ochocientos metros de altura. El cemento es utilizado como aislante térmico en altos hornos y también se utiliza en lugares donde se requiere el aislamiento de corriente eléctrica.

Bibliografia 1.- J. Shackelford. (2005). Introducción a la ciencia de materiales para ingenieros. Madrid: Pearson. 2- Aguilar M. & colaboradores. (2004). Manual de estructura de laboratorio de estructura de los materiales. México: UAM Azcapotzalco....