Libro de Actas ATACER 2013

Libro de actas del

XI Congreso y Exposicin Internacional de la Industria Cermica, del Vidrio, Refractarios y Suministros

16-19, octubre, 2013. Olavarria Argentina

Organizan

Asociacin Tcnica Argentina de Cermica

Centro Tecnolgico de Recursos Minerales y Cermica

CONICET - CICPBA

Facultad de Ingeniera Universidad Nacional del Centro de la

Provincia de Buenos Aires

Municipalidad de Olavarra

Annimo

Actas del XI Congreso y Exposicin Internacional de la Industria Cermica, del Vidrio,

Refractarios y Suministros : ATACER 2013 / Annimo ; compilado por Edgado F. Irassar y

Esteban Aglietti. - 1a ed. - Tandil : Universidad Nacional del Centro de la Provincia de Buenos

Aires. Facultad de Ingeniera. , 2013.

CD-ROM

ISBN 978-950-658-334-7

1. Cermica. 2. Actas de Congresos. I. Edgado F. Irassar, comp. II. Aglietti, Esteban, comp.

CDD 620.14

Fecha de catalogacin: 23/09/2013

COMIT ORGANIZADOR

Presidente Gregorio Domato (ATAC)

Vicepresidente Horacio Fernndez (ATAC)

Presidentes Cientfico -Tecnolgico Fabin Irassar (UNICEN)

Esteban Aglietti (CETMIC)

Secretario Juan Carlos Omoto (ATAC)

Miembros del Comit Organizador

Rosario Endere (Municipalidad de Olavarra)

Cristina Gasselli (UNICEN)

Marcos Lavandera (UNICEN)

Araceli Lavat (UNICEN)

Nicolas Rendtorff (CETMIC)

Alberto Scian (CETMIC)

Gustavo Surez (CETMIC)

Cristina Volzone (CETMIC-ATAC)

Julia Tasca (UNICEN)

Alejandra Tironi (UNICEN)

Mnica Trezza (UNICEN)

Claudia C. Wagner (UNICEN)

Oscar Vitale (ATAC)

Nelly Prieto (CETMIC)

Comit Artstico

Presidenta Ana Maio

Vicepresidenta Alejandra De Stefano

Coordinador General Dr. Niclas Rendtford

Prensa y Difusin

Luis Alonso Ibez (Revista Cermica y Cristal)

Carla Alonso Marasco (Revista Cermica y Cristal)

COMIT CIENTFICO TECNOLGICO

Pablo Galliano (CINI-Siderca)

Analia Tomba (INTEMA)

Miriam Castro (INTEMA)

Oscar de Santis (UNR)

Liliana Garrido (CETMIC)

Jos Manuel Porto Lpez (INTEMA)

Rosa Trres Snchez (CETMIC)

Araceli Lavat (UNICEN)

Edgardo F. Irassar (UNICEN)

Mnica Trezza (UNICEN)

Viviana Rahhal (UNICEN)

Alejandra Fanovich (INTEMA)

Pablo Botta (INTEMA)

Andrea Camerucci (INTEMA)

Diego Lamas ( UNCO)

Alberto Pasquevich (UNLP)

Mara Emilia Iucci (UNLP-CONICET)

Elena Brandaleze (DYTEMA)

Edgardo Benavidez (DYTEMA)

Aldo Boccaccini (Inst. Biomateriales, Univ. Erlangen, Alemania)

Carlos Gonzalez Oliver (CNEA)

Nora Zagorodny (UNLP)

Patricia Albano (CETMIC)

Roberto Alonso (IFLP)

Jorge Martinez ( IFLP)

Michele Dondi (INSTEC-CNR Italia)

Juan Carlos Iglesias (PG-La Toma)

Jorge Valles (UNCO)

AUSPICIANTES

ndice ATACer 2013 - i

INDICE DE TRABAJOS

2. TCNICAS INSTRUMENTALES Y ENSAYO DE MATERIALES Ttulo contribucin- Autor/es Pginas

EVALUACION DEL COMPORTAMIENTO MECANICO DE

MATERIALES CERAMICOS AVANZADOS Y REFRACTARIOS

MEDIANTE ENSAYOS NO-CONVENCIONALES Sebastin E. Gass, Pablo G. Galliano, M. Andrea Camerucci, Anala G.

Tomba Martinez

031

DEGRADACIN QUMICA Y MECNICA DE MATERIALES

COMERCIALES Al2O3-MgO-C

Vanesa Muoz, Leonardo Musante, Silvia Camelli, Pablo G. Galliano,

Anala G.Tomba Martinez

039

USO DE MTODOS GEOELCTRICIOS (IP) EN LA

EXPLORACIN DE DEPSITOS DE ARCILLAS DEL CERRO

RECONQUISTA, BUENOS AIRES.

Joaqun Nigro; Mara Laura Delgado; Mario Tessone; Ricardo

Etcheverry; Horacio Echeveste; Ignacio Escobar

045

1. MATERIAS PRIMAS Ttulo contribucin- Autor/es Pginas

LA MOLIENDA EN SECO UN PROCESO AMBIENTALMENTE

SUSTENTABLE PARA LA PRODUCCIN DE BALDOSAS

CERMICAS

M. Dondi, E. Domnguez, R. Etcheverry, C. Iglesias, C. Zanelli, R. de

Barrio

001

MICAS NACIONALES Y SUS POSIBLES APLICACIONES NO

TRADICIONALES COMO PIGMENTOS PERLESCENTES

Mario A. De Giusto, Ricardo Etcheverry

005

INFLUENCIA DEL TRATAMIENTO TERMICO DE UNA

BENTONITA PARA SU UTILIZACION COMO DESECANTE

Natalia Castrillo, Adela Mercado, Cristina Volzone

011

CARACTERIZACIN DE MATERIAL BASLTICO DE

MISIONES Y SU APLICACIN EN CERMICA

Susana E. Ciccioli, Liliana B. Garrido, Isidoro B. Schalamuk

017

SELECCIN DE ARCILLAS ARGENTINAS PARA SU

POTENCIAL USO EN LA SNTESIS DE MULLITA DE ALTA

CALIDAD

Angela X. Moreno E., Alberto N. Scian.

025

ndice ATACer 2013 - ii

2. TCNICAS INSTRUMENTALES Y ENSAYO DE MATERIALES

ESTUDIO DE DEFECTOS EN ZIRCONIA ESTABILIZADA CON

YTRIA MEDIANTE ANIQUILACIN DE POSITRONES

Damonte, L.C

051

CARACTERIZACION DE ARENAS DE CIRCON EMPLEADAS

EN LA INDUSTRIA CERAMICA

Patricia C. Rivas, Alberto F. Pasquevich, Laura C. Damonte

057

DESARROLLO DE SUSTRATOS CONDUCTORES SIN

CORROSIN SOBRE MATERIALES CERMICOS PARA

APLICACIONES FOTOVOLTAICAS

M. Alajami, M.D.Reyes-Tolosa, L.C. Damonte, M.A.Hernndez-

Fenollosa

063

CARACTERIZACIN NANOSCPICA DE MATERIALES

CERMICOS MEDIANTE LA DETECCIN DE RADIACIN

GAMA.

Cecilia Y. Chain,

Laura C. Damonte, Patricia C. Rivas, Nicols

Rendtorff, Alberto F. Pasquevich

069

3. CERMICOS AVANZADOS Ttulo contribucin- Autor/es Pginas

PREPARACIN Y PROPIEDADES DE MATERIALES

MULTIFERROICOS BASADOS EN BiFeO3

Adrin A. Cristbal, Mara S. Conconi y Pablo M. Botta

075

SNTESIS Y ACTIVIDAD FOTOCATALTICA DE TiO2

NANOCRISTALINO PURO Y DOPADO CON CARBONO

Alejandro Vlchez-Villalba, Jordi Esquena, Pablo M. Botta

081

CGO COMO ELECTROLITO DE IT-SOFC: CRECIMIENTO DE

GRANO

Afra Fernndez Zuvich, Carlos Gonzlez Oliver, Anala Soldati, Adriana

Serquis

087

OBTENCIN DE MATERIALES PIEZOELCTRICOS

PERTENECIENTES AL SISTEMA Bi0.5(Na0.8K0.2)0.5TiO3 Javier Camargo, Leandro Ramajo, Fernando Rubio-Marcos, Miriam

Castro

093

COMPORTAMIENTO DIELCTRICO DE CERMICOS DE

TITANATO DE CALCIO Y BARIO

Beatriz C. Barra, A. E. Souza, Silvio R. Teixeira, Elson Longo, Miriam S.

Castro

099

COMPORTAMIENTO MECNICO DE DISCOS EN VERDE DE

MULLITA OBTENIDOS POR UNA NUEVA RUTA DE

CONSOLIDACIN TRMICA CON ALMIDN

Mariano. H. Talou, Anala. G. Tomba Martinez, Ma. Andrea Camerucci

105

ndice ATACer 2013 - iii

3. CERMICOS AVANZADOS

MATERIALES CERMICOS MACROCELULARES DE

MULLITA OBTENIDOS POR ESPUMADO Y CONSOLIDACIN

TRMICA CON ALBMINA

Mara L. Sandoval, Anala G. Tomba Martinez, Mara A. Camerucci

111

CARACTERIZACIN DE MATERIAS PRIMAS NATURALES

PARA LA ELABORACIN DE BIOMATERIALES

Franco M. Stbile, Cristina Volzone

117

INFLUENCIA DEL CONTENIDO DE ZrO2 EN LA

SINTERIZACIN, MICROESTRUCTURA Y DUREZA DE

COMPOSITOS Al2O3-ZrO2 H. L. Calambs, M. P. Albano

123

BIOCERMICOS DE DIXIDO DE Ti - HIDROXIAPATITA

NATURAL

Cristian Martinez, Guna Krieke, Janis Los, Ulises Gilabert, Liliana Garrido, Andrs Ozols

129

MICROESFERAS BIOCERMICAS POR ROCIADO POR

PLASMA

Cristian Martinez, Gabriel La Gattina,Ulises Gilabert, Liliana Garrido,

Andrs Ozols

135

CUANTIFICACIN DEL CONTENIDO DE T-ZrO2 EN MEZCLAS

DE NANOPOLVOS COMERCIALES DE ZIRCONIA

MONOCLNICA Y PARCIALMENTE ESTABILIZADA POR

ATD, DRX Y DRX-RIETVELD

M. Gauna, M. S Conconi, N. M. Rendtorff, G. Surez, E.F. Aglietti

141

MATERIALES DE MULLITA ZIRCONIA POR REACCION

SINTERIZACION EN SPARK PLASMA SINTERING

N. M. Rendtorff, G. Surez, Y. Sakka, E.F. Aglietti

149

EVOLUCIN DE FASES EN LA SNTESIS MECANO-QUMICA

DE LA SOLUCIN SOLIDA DE ZIRCONIA ESTABILIZADA

NANOCRISTALINA (ZrO2)0.97(Y203)0,03 por PAC

Nicols M. Rendtorff, Gustavo Surez, Esteban F. Aglietti, Patricia C.

Rivas, Jorge A. Martnez

155

SINTERIZACIN Y PROPIEDADES DE NANOPOLVOS DE

ZIRCONIA MONOCLNICA, TETRAGONAL Y CBICA. UN

ESTUDIO PRELIMINAR.

Sofa Gomez, Gustavo Suarez, Nicols Rendtorff, Esteban Aglietti

161

NANOTUBOS DE CARBONO. APLICACIONES EN

COMPOSITOS CERMICOS. MTODOS DE DISPERSIN,

CONFORMADO Y SINTERIZACIN

Gustavo Surez, Nicols M. Rendtorff, Sofa Gomez, Agustina Violini,

Diego Colasurdo, Alberto N. Scian, Yoshio Sakka, Esteban F. Aglietti

167

ndice ATACer 2013 - iv

4. REFRACTARIOS Y CEMENTOS Ttulo contribucin- Autor/es Pginas

ESTUDIO DE DESGASTE PREMATURO DE LADRILLOS DE

MgO-C UTILIZADOS EN LA LNEA DE ESCORIA DE

CUCHARA DE ACERO

Elena Brandaleze, Edgardo Benavidez, Carina Gorosurreta

173

ESTUDIO DE ATAQUE POR ESCORIAS EN LADRILLOS DE

MAGNESIA-CARBONO

Edgardo Benavidez, Yamila Lagorio, Carina Gorosurreta, Elena

Brandaleze, Leonardo Musante, Pablo Galliano

179

SNTESIS Y CARACTERIZACIN DE MATERIALES

REFRACTARIOS BASADOS EN EL SISTEMA ZrO2-Al2O3-MgO-

CaO-SiO2 A PARTIR DE DOLOMITAS BONAERENSES Mara Cristina Grasselli, Araceli Elisabet Lavat, Ruth Florencia Retta

185

ESTABILIDAD COLORIMETRICA DE PASTAS DE CEMENTO

PORTLAND

Alicia M. Gaisch, Mnica Trezza

191

PASTAS DE CEMENTO CON INCORPORACIN DE

ADICIONES DE ORIGEN CAOLINTICO: ESTUDIOS A

TEMPRANA EDAD

Viviana Rahhal- Csar Pedrajas- Edgardo Irassar- Rafael Talero

197

MATERIALES CERAMICOS RESIDUALES COMO ADICIONES

PUZOLNICAS AL CEMENTO PORTLAND

Mnica A. Trezza, Alejandra Tironi, Viviana F. Rahhal y E. Fabin

Irassar

205

DENSIFICACIN Y MICROESTRUCTURA DE CERMICOS

DE MgO CaZrO3 PRODUCIDOS A PARTIR DE DIFERENTES m-ZrO2 Fernando N. Booth, Liliana B. Garrido, Esteban .F. Aglietti

211

PROCESAMIENTO COLOIDAL DE COMPOSITOS POROSOS

DE ZrO2/ CaAl4O7 CON ALMIDN COMO AGENTE

FORMADOR DE POROS.

Yesica L. Bruni, Liliana B. Garrido, Esteban F. Aglietti

217

OBTENCIN DE COMPOSITOS BASADOS EN ZrO2

ESTABILIZADA CON CaO POR DISTINTAS TCNICAS DE

SINTERIZADO.

Yesica. L. Bruni, Liliana. B. Garrido, Esteban. F. Aglietti

223

SINTERIZACIN Y PROPIEDADES DE TITANATO DE

ALUMINIO CON ZIRCN Y TALCO COMO ADITIVO DE

SINTERIZACIN

Nora E. Hipedinger, Nicols M. Rendtorff, Andrea Domma, Gustavo

Surez, Esteban F. Aglietti

229

INFLUENCIA DE LA ZIRCONIA EN LA RESISTENCIA AL

CHOQUE TERMICO DE HORMIGONES ALUMINOSOS ULCC

Nicols M. Rendtorff, Nora E. Hipedinger, Esteban F. Aglietti

235

ndice ATACer 2013 - v

4. REFRACTARIOS Y CEMENTOS

CARACTERIZACIN DE REVESTIMIENTOS PROYECTABLES

BSICOS DE MAGNESIA (MGO) PARA REPARTIDOR:

SECADO Y RESISTENCIA FRENTE AL CHOQUE TRMICO.

Maximiliano Musmeci, Nicols Rendtorff, Leandro Musante, Leandro

Martorello, Pablo Galiano, Esteban Aglietti

243

CINTICA NO ISOTRMICA DE LA FORMACIN DE

TITANATO DE ALUMINIO (Al2TiO5) POR ATD

Nicols M. Rendtorff, Nora E. Hipedinger, Gustavo Surez, Esteban F.

Aglietti

251

EFECTO DE LA REACCIN PUZOLNICA DE ARCILLAS

CAOLINTICAS CALCINADAS EN LA HIDRATACIN DE

PASTAS DE CEMENTO: ESTUDIO CALORIMTRICO.

Alejandra Tironi, Horacio A. Donza, Mnica A. Trezza, Alberto N.

Scian, E. Fabin Irassar.

257

5. CERMICA TRADICIONAL Ttulo contribucin- Autor/es Pginas

ESMALTES CERMICOS CON PIGMENTOS (M/M)TiO2-

RUTILO

Griselda Xoana Gayo y Araceli Lavat

263

APLICABILIDAD DE POLVOS DE PULIDO DE

PORCELANATOS EN CERMICAS TRIAXIALES

M. F. Serra, E. Moyas1, G. Surez, E. F. Aglietti, N. M. Rendtorff

269

DESARROLLO DE ESMALTES CRUDOS BASADOS EN

ULEXITA PARA BAJA TEMPERATURA

Magali Vitelli, Martiniano Piccico, M. Florencia Acebedo, M. Florencia

Serra, Nicols M. Rendtorff

275

INFLUENCIA DEL TALCO Y EL ESPODUMENO EN EL

PROCESAMIENTO Y PROPIEDADES DE CERMICA

TRIAXIAL

Vernica Cola, Florencia Serra, Nicols Rendtorff.

281

MATERIALIDAD EN LA CERMICA CONTEMPORNEA:

ANLISIS DE LA OBRA DE TRES CERAMISTAS ESPAOLES

CONTEMPORNEOS, UN ESTUDIO DE CASO.

Serra, M. Florencia, Acebedo, M. Florencia; Moyas, Ernesto, Rendtorff,

Nicols.

289

LA UTILIZACIN DEL ESTUDIO DE UN ESMALTE

CERMICO MODIFICADO COMO RECURSO PLSTICO Y

GENERADOR DE SENTIDO EN UNA OBRA CERAMICA.

M. Florencia Acebedo, M. Florencia Serra, Vernica Dillon, Nicols

Rendtorff

295

ndice ATACer 2013 - vi

5. CERMICA TRADICIONAL

PROPIEDADES MECNICAS Y RESISTENCIA AL CHOQUE

TRMICO DE VIDRIO PLANO Mara Florencia Hernndez, Florencia Yarza, Nicols M. Rendtorff,

Esteban F. Aglietti

301

6. CERMICA ARQUEOLGICA

Ttulo contribucin- Autor/es

LOS RESERVORIOS DE AGUA EN LOS CONTEXTOS

DOMSTICOS BELN (SIGLOS XIV-XVI, CATAMARCA,

ARGENTINA)

Nora Zagorodny, Brbara Balesta y Cristina Volzone

307

CONTENEDORES CERMICOS PARA LA ELABORACIN Y

CONSUMO DE CHICHA EN UN PUEBLO PREHISPNICO DE

CATAMARCA

Brbara Balesta, Nora Zagorodny y Celeste Valencia

313

LA TECNOLOGA CERMICA DE LA COSTA

NORPATAGNICA,PROVINCIA DE RO NEGRO, ARGENTINA

(HOLOCENO TARDO FINAL).

Erika Borges Vaz

321

MATERIAS PRIMAS, TCNICAS Y DISEOS EN EL PASADO

PREHISPNICO. LAS TRADICIONES ALFARERAS DEL

VALLE DEL BOLSN CA. 900-1600 D.C. (BELN, CATAMARCA,

ARGENTINA)

Vernica Puente

327

MATERIAS PRIMAS ARCILLOSAS EN EL VALLE DE TAF

(TUCUMN, ARGENTINA). EVALUACIN DE SU

DISPONIBILIDAD Y APTITUD PARA LA MANUFACTURA

CERMICA PREHISPNICA

Mara Cecilia Pez y Brbara Manasse

333

EL TIESTO MOLIDO COMO PRCTICA ALFARERA

RECURRENTE EN LA PRODUCCIN DE VASIJAS EN EL

VALLE DE TAF (TUCUMN, ARGENTINA)

Mara Cecilia Pez

339

TECNOLOGA CERMICA EN EL SITIO INKA CV6/CV2:

PRIMEROS ANLISIS POR PETROGRAFA CERMICA Y

TL/SUS (DPTO. TINOGASTA, PROVINCIA DE CATAMARCA,

NOROESTE, ARGENTINA)

Guillermo A. De La Fuente, Sergio D. Vera y Kaare L. Rasmussen

345

ndice ATACer 2013 - vii

6. CERMICA ARQUEOLGICA

EVIDENCIAS DE SOBRECOCCIN Y VITRIFICACIN EN LAS

ESTRUCTURAS DE COMBUSTIN (HORNOS DE CERMICA)

Y EN CERMICA ARQUEOLGICA PROCEDENTES DEL

SITIO COSTA DE REYES N 5: UNA APROXIMACIN A

TRAVS DE LA PETROLOGA CERMICA, MEB-EDS Y

DIFRACCIN DE RAYOS X (DPTO. TINOGASTA, PROVINCIA

DE CATAMARCA, NOROESTE, ARGENTINA).

Guillermo A. De La Fuente y Sergio D. Vera

351

7. CERMICA ARTSTICA Y DISEO Ttulo contribucin- Autor/es Pginas

PRODUCCION DE UNA PIEZA COMPLEJA DE CERAMICA A

PARTIR DE MOLDERIA PRODUCIDA UTILIZANDO

TECNOLOGA FDM DE PROTOTIPADO RPIDO. Diego P.C. Velazco, Federico Urbaneja, Estefana Fondevila Sancet,

Martiniano Piccico, Ernesto Moyas, P. Miquelarena, M. Florencia Serra,

M. Florencia Acebedo, Gustavo Surez, Nicols Rendtorff

357

IMPRESIN 3D EN CERMICA

Andrs Ruscitti, Estefana Fondevila Sancet, Diego Velazco, Gabriel

Monach,

363

CENIZAS DEL PUYEHUE. UNA CATSTROFE SECRETA

Angela Tedeschi. Mara Celia Grassi

369

IMPERMEABILIDAD Y CUARTEADO DE ESMALTES

COMERCIALES NEGROS MATES DE 1040C

Lucia Perez, M. Florencia Acebedo, M. Florencia Serra, Martiniano

Piccico, Nicols Rendtorff

375

RESTAURACIN DE MOSAICOS DE PISO DE EXPRESIN

ARTESANAL. TEATRO COLN. Arq. Alberto Andrs Alfaro

381

OBTENCION DE PIGMENTOS CERAMICOS AZULES DEL

TIPO EGYPTIAN BLUE Ana M. Ermili, Irma L. Botto y Carmen I. Cabello

387

INVESTIGACIN DE TCNICAS GRFICAS APLICADAS A

LA SUPERFICIE CERMICA

Graciela Barreto, Graciela Galarza

393

DISEO Y REALIZACION DE SEALES TCTILES EN

MATERIAL CERMICO, PARA PERSONAS CIEGAS O CON

CAPACIDADES VISUALES DISMINUIDAS.

Virginia Alicia Navarro, Carlos Eliseo Daz, Ubaldo Rovello

399

CERMICA CONTEMPORNEA. TECNOLOGA

ESPECIALIZADA EN PASTAS VTREAS APLICADA A LA

PRODUCCIN ARTSTICA Y DE DISEO.

Mara Clara Marquet; Liliana Sammarco Fazio.

405

ndice ATACer 2013 - viii

7. CERMICA ARTSTICA Y DISEO

EL DESARROLLO DEL CONCEPTO DE FUNCIONALIDAD EN

OBRAS DE ARTE CERMICO CONTEMPORNEO

Mariel Tarela

411

RECORRIDOS Y PRODUCCIONES ARTSTICAS CERMICAS

UNIVERSITARIAS Vernica Dillon, Mariel Tarela, Lic. Mara Florencia Melo

415

LA IMAGEN CERMICA, JUEGOS Y METFORAS

Vernica Dillon.

421

RECICLADO DE LADRILLO EN PRODUCTOS ARTSTICOS Y

DE DISEO

Laura G. Gonzlez, Agustn E. Herrera.

427

8. GESTIN AMBIENTAL, RECICLADO Y ENERGA Ttulo contribucin- Autor/es Pginas

APROVECHAMIENTO DE MINERALES ARCILLOSOS PARA

LA ADSORCIN DE COLORANTE RED ALLURA.

EVALUACIN DE LA CAPACIDAD DE RETENCIN

MODIFICANDO SU ESTRUCTURA QUMICA Y TIEMPO DE

CONTACTO

Susana Y. Martinez Stagnaro, Cristina Volzone, Lucas Huck

433

EVALUACIN DE VIDRIOS DE FOSFATO DE HIERRO Y Bi2O3 PARA LA INMOVILIZACIN DE RESIDUOS RADIACTIVOS Paula A. Arboleda Zuluaga, Carlos J.R. Gonzlez Oliver, Diego S.

Rodrguez

439

ESTIMACIN DE LA DISMINUCIN DE ENERGA Y

EMISIONES DE CO2 CUANDO SE UTILIZAN ARCILLAS

CAOLINTICAS CALCINADAS EN LA FORMULACIN DEL

CEMENTO.

Alejandra Tironi, Mnica A. Trezza, E. Fabin Irassar, Alberto N. Scian.

445

ARCILLAS PARA LA RETENCIN DEL COLORANTE NEGRO

CIDO UNO UTILIZADO EN LA INDUSTRIA DE CURTIEMBRE

Nereida V. Quesada Cangahuala, Cristina Volzone

451

PRLOGO

El XI Congreso Internacional de Cermica, Vidrio y Refractarios ha convocado a

especialistas, industriales, investigadores y artistas de diversas instituciones nacionales y

extranjeras para compartir los avances cientficos-tecnolgicos, las mejoras en los procesos

industriales, la historia y el arte de los materiales de origen cermico.

El evento tendr lugar en la ciudad de Olavarra desde el 16 al 19 de octubre de 2013,

simultneamente con la Exposicin de la Industria Cermica y Proveedores y el Saln

Anual Internacional del Centro Argentino de Arte Cermico, que permitir apreciar la

influencia de la cermica en la vida de la sociedad.

El congreso ATACER 2013 es una iniciativa de la Asociacin Tcnica Argentina de

Cermica, y organizada en forma conjunto con la Facultad de Ingeniera de la Universidad

Nacional del Centro de la Provincia de Buenos Aires, el Centro de Tecnologa de Recursos

Minerales y Cermica (CETMIC - CIC-CONICET), y la Municipalidad de Olavarra. El

congreso constituye un hito importante para el desarrollo de actividades vinculadas con la

Ciencia, el Arte y la Tcnica de la industria cermica, resultando un mbito propicio para el

debate acadmico-industrial del pas. En esta oportunidad, adems de los contenidos

tradicionales, la convocatoria del congreso se ha extendido al mbito de la Cermica

Arqueolgica y Artstica.

El primer objetivo del congreso es ser un mbito para la difusin de los conocimientos en el

campo de la cermica. Se han presentados ms de 90 trabajos de autores de distintos lugares

del pas, los cuales han sido revisados por el Comit Cientfico-Tecnolgico. En esta

publicacin del congreso se incorporan 74 trabajos que han sido aceptados para su

presentacin en las distintas sesiones. La publicacin est organizada en los tpicos

principales: Materias Prima, Tcnicas Instrumentales, Cermica Avanzada, Refractarios y

Cementos, Cermica Tradicional, Cermica Arqueolgica, Cermica Artstica y Diseo,

Gestin Ambiental, Energa y Reciclado. Agradecemos a los autores por sus contribuciones y

tambin hacemos extensivo el agradeciendo a los miembros del Comit Cientfico-

Tecnolgico, quienes con sus conocimientos y dedicado esfuerzo han permitido sugerir

mejoras y correcciones de los trabajos presentados.

Como parte integral del congreso, esperamos que durante su desarrollo se acreciente el

contacto entre la comunidad acadmica-tcnica-artstica del sector de la cermica, vidrio y

refractarios para contribuir a su actualizacin cientfica-tecnolgica y especialmente para la

discusin de nuevas ideas de aplicacin en la industria, el arte y la investigacin de los

materiales cermicos.

Septiembre de 2013

Ing. Edgardo F. Irassar

Dr. Esteban Aglietti

MATERIAS PRIMAS

Materias Primas ATACer 2013 - 1

LA MOLIENDA EN SECO UN PROCESO AMBIENTALMENTE

SUSTENTABLE PARA LA PRODUCCIN DE BALDOSAS

CERMICAS

M. Dondi1, E. Domnguez

2, R. Etcheverry

3, C. Iglesias

4, C. Zanelli

1, R. de Barrio

3

1- CNR-ISTEC (Italia), michele.dondi@istec.cnr.it, chiara.zanelli@istec.cnr.it

2- CONICET UNSur, Departamento Geologa, edomin@criba.edu.ar 3- UNLP - CICBA, INREMI: retche@inremi.unlp.edu.ar, debarrio@inremi.unlp.edu.ar

4- Piedra Grande SAMICAyF, ciglesias@piedra-grande.com

RESUMEN

La incorporacin de la molienda a seco en los procesos cermicos ha promovido cambios en

la formulacin de las pastas. Aunque esta innovacin es atractiva tiene limitaciones an no

completamente entendidas. Este trabajo describe diferencias en el comportamiento de una

arcilla plstica roja, atribuda a cambios sutiles en la mineraloga y la granulometra que

afectaran la aglomeracin y compactacin de los polvos producidos por distintos tipos de

molienda. Se determina que es fundamental para el desarrollo de esta tecnologa generar una

caracterizacin de los agregados, relacionando su comportamiento con la mineraloga y la

granulometra de la materia prima.

Palabras Clave: arcillas, molienda en seco, morfologa, mineraloga, granulometra.

1. INTRODUCCIN La incorporacin de la molienda en seco en los procesos cermicos, tendiente a la sustitucin

de la tradicional en hmedo, ha promovido cambios en la formulacin de las pastas. La

molienda en seco, adems de no requerir de agua, emplea menor energa, alrededor del 20%

de la utilizada tradicionalmente [1]. Este tipo de molienda, elimina el secado de la pasta en

atomizadores, lo cual aporta las ventajas adicionales de evitar su posible contaminacin y

reduce el trabajo y el tiempo necesario para llegar al producto final [2].

Aunque la innovacin es atractiva tiene limitaciones an no completamente entendidas ya que

se trabaja con una granulometra ms gruesa, lo que implica valores menores de plasticidades,

resistencias en verde y reactividades durante la coccin. Varias plantas del pas han

incorporado moliendas en seco que trabajan con pastas rojas aunque la tendencia en los

prximos aos es llegar a producir pastas blancas de tipo porcellanato [3].

Este trabajo describe los resultados iniciales en el estudio del comportamiento de una arcilla

roja esmecttica que experimenta cambios en su flujo (reologa), sin modificaciones aparentes

en la materia prima ni en el proceso de produccin. En una contribucin preliminar [4] se

estableci que caolines sin variaciones de sus propiedades intrnsecas, presentan

comportamientos reolgicos notablemente diferentes debido a variaciones en el tiempo de

residencia durante la molienda.

Materias Primas ATACer 2013- 2

Por otra parte, es de importancia conocer si el proceso en seco requiere de dos moliendas, una

primaria y otra secundaria, antes de llegar a la granulacin (humidificacin) previa al

conformado de las piezas. Los procesos de molienda y humidificacin pueden producir

cambios reolgicos de importancia en una molienda en seco [5].

El objetivo del trabajo es estimar la importancia de la mineraloga y la granulometra de la

pasta en el proceso de una molienda en seco. Una de las limitaciones del estudio es que para

partculas menores a tamiz # 140 (105mm) se deben desarrollar mtodos para determinar la

forma y distribucin del tamao de partculas que no impliquen su dispersin en o la

presencia de agua.

2. MTODO DE ESTUDIO Se estudiaron tres muestras, representativas de los distintos silos, denominadas M.S 1, 6 y 11,

que presentan diferencias en el flujo y en la resistencia en seco de las piezas durante la

produccin industrial de baldosas cermicas con un ciclo en seco. Las muestras estudiadas

corresponden a pastas molidas en un molino a martillos y luego en uno pendular con una

temperatura del quemador de 85C.

La composicin mineralgica fue establecida por el mtodo de rayos X de polvo, utilizndose

un equipo de difraccin de rayos X marca Rigaku-Denki, antictodo de Cu, monocromador de

grafito y velocidad de barrido de 4 2 por minuto. El pH fue determinado sobre la muestra natural (30 g en 200 ml de agua destilada) dispersada con esptula y en un equipo

HannaChequer R1 028595.

La distribucin granulomtrica fue establecida sobre la muestra natural con un equipo

Sedigraph (14 g en 186 ml de agua destilada y con agitacin). Forma y tamao de la

partculas fueron observadas con microscopio petrogrfico. El ndice de hinchamiento fue

analizado a travs de la medicin del volumen (en ml), alcanzado por 2 g de muestra vertidos

en una probeta de 100 ml durante 24 horas. Las temperaturas de secado fueron controladas en

estufas de laboratorio.

3. RESULTADOS

Para asegurar la homogeneidad de las muestras, previo al estudio granulomtrico, se

estableci la composicin mineralgica y el pH natural.

Mineraloga

La Tabla 1 resume los valores de la composicin mineralgica y su pH (Tabla 1).

Tabla 1: composicin mineralgica y pH.

La proporcin de esmectitas en las muestras es mayor que la apropiada para arcillas utilizadas

por va seca, tpicamente debajo del 10-12% [2, 6].

Distribucin Granulomtrica e Hinchamiento

En la Tabla 2 se presentan los resultados de la distribucin de tamaos de las

diferentes muestras.

% peso Esmectita Illita Clorita Cuarzo Felds K Plag. Calcita Hematita pH M.S 1 19 38 3 20 2 3 6 10 8,8

M.S 6 19 35 2 19 2 3 6 13 8,8

M.S 11 18 32 3 20 3 4 7 13 8,7


Tabla 2: distribucin granulomtrica.

Muestra >20 m 20-2 m


polvos. Se busca la manera de estudiar la morfologa de los agregados, porque an para la

observacin en SEM la muestra debe estar seca.

An resta mucho trabajo para entender, en detalle, como las propiedades intrnsecas de las

materias primas afectan la morfologa, la granulacin, la fluidez y la compactacin de los

agregados, as como para definir las composiciones ms adecuadas para el proceso en seco.

Se deben estudiar con atencin los procesos de la molienda en seco para obtener productos

cermicos de mayor calidad y valor agregado, reduciendo los gastos energticos.

6. REFERENCIAS

1. Nassetti G., Resca R., Bruno Marino L.F., Comparison of energy consumption and performance of different systems for the preparation of raw materials in the ceramic floor

and wall tile industry. Ceramica Acta, 11 (5-6), 1999, 13-19.

2. Motta J.F.M., Christofoletti S.R., Garceza L.L., de Souza Florncio R.V., Boschi A.O., Torres Moreno M.M., Cuchierato G., Zanardo A., Caractersticas do Plo de

Revestimentos Cermicos de Santa Gertrudes - SP, com nfase na Produo de Argilas.

Cermica Industrial, 9 (1), 2004, 1-6.

3. Melchiades F.G., Daros M.T., Boschi A.O., Porcelain tiles by the dry route. Bol. Soc. Esp. Ceram., 49 (4), 2010, 221-226.

4. Domnguez E., Iglesias C., Factorovich J.C., La variacin en la viscosidad de un caoln para esmalte: cambio en las propiedades intrnsecas o en el proceso industrial?. XI

Jornadas Argentinas de Tratamiento de Minerales, Neuqun, Argentina (2012).

5. Melchiades F.G., dos Santos L.R., Nastri S., Boschi A.O., Comparison between spray-dried and dry granulated powders in the fabrication of porcelain tiles. Interceram, 5, 2012,

254-257.

6. Dondi M., Clay materials for ceramic tiles from the Sassuolo District (northern Apennines, Italy). Geology, composition and technological properties. Applied Clay Science, 15, 1999,

337-366.

7. Hevia R., Bentonitas. Propiedades y usos industriales. SEGEMAR INTI, Cuadernos Tecnolgicos 3 (2007).


MICAS NACIONALES Y SUS POSIBLES APLICACIONES NO

TRADICIONALES COMO PIGMENTOS PERLESCENTES

Mario A. De Giusto 1, Ricardo Etcheverry

2

1-CONICET-CIC, CIDEPINT: Avda. 52 e 121 y 122. La Plata. mangeldg@gmail.com

2-UNLP, INREMI: calle 64 n 3. La Plata. retche@inremi.unlp.edu.ar

RESUMEN

Micas procedentes de pegmatitas emplazadas en las Sierras Pampeanas de San Luis y

Crdoba fueron sometidas a distintos tratamientos a nivel de laboratorio, obtenindose

productos con aplicaciones como pigmentos decorativos para pinturas de alta temperatura,

como as tambin para industrias de vitrofusin y cermica.

Palabras clave: micas, pigmentos, pegmatitas, Sierras Pampeanas.

1. INTRODUCCIN Los pigmentos son definidos como sustancias que sirven para dar color a los objetos. Se

diferencian de los colorantes en que estos ltimos se disuelven en el medio dispersante

mientras que los primeros se difunden sin disolverse. Se clasifican en orgnicos e inorgnicos,

mostrando entre s diferencias en cuanto a sus aplicaciones, ya sea en pinturas artsticas,

arquitectnicas, industriales, automotor y en recubrimientos, revoques, estucos, cementos y

cermicos. Los efectos que otorgan al aspecto de ciertos objetos son variados, tanto desde el

punto de vista de color propiamente dicho como en sus texturas. Los primeros pigmentos

perlescentes de los que hay registro histrico, fueron utilizados en prcticas artsticas del

Lejano Oriente, y provenan del procesado de escamas de peces y otras fuentes, como el ncar

molido obtenido de valvas de las ostras marinas [1]. En la actualidad se obtienen mediante el

procesamiento, fundamentalmente, de micas y de sntesis qumica con xidos metlicos (de

titanio, hierro, estao, cromo y niquel), logrndose cubrir la mayora de los tonos y colores

requeridos, como as tambin los efectos iridiscentes, semejantes a los observados en las

manchas de aceite en superficies acuosas.

De acuerdo a la bibliografa mundial, existen ms de 40 variedades de micas [2], todas ellas

responden a variaciones en la composicin qumica y estructura mineralgica. Su formacin

est vinculada a diferentes procesos, relacionados con rocas gneas y metamrficas. Los

principales depsitos industriales se encuentran vinculados a pegmatitas asociadas a plutones

gneos, comnmente con cuarzo y feldespato como componentes mayoritarios.

En Argentina el promedio anual de produccin de mica es de aproximadamente 2.000 ton. La

misma se desarrolla en las provincias de San Luis (49%), Crdoba (42%), San Juan (8%) y

Tucumn (1%). Se comercializa como hoja, placa armada, mica molida y micronizada; sin

embargo la produccin est dominada por la variedad scrap, material recuperado como un

subproducto de la explotacin de feldespato u otros minerales accesorios. Estas micas varan

sus composiciones entre muscovita y biotita, como especies dominantes y genricas.


En esta contribucin se emplearon muestras de micas recolectadas de distintas canteras

argentinas. Las mismas fueron analizadas y tratadas, logrndose obtener productos con

posibles aplicaciones como pigmentos decorativos.

2. PARTE EXPERIMENTAL Las muestras de mica utilizadas fueron desarrolladas en pegmatitas emplazadas en las Sierras

Pampeanas de San Luis y Crdoba (Fig.1). Estos cuerpos han sido clasificados como

pegmatitas de tipo Complejo, subtipo Berilo y clase Muscovita [3]. Los mismos han sido

explotados principalmente por el cuarzo y feldespato, componentes comunes y mayoritarios

de estos cuerpos de roca; sin embargo aunque la mica es un accesorio llega a conformar

concentraciones de inters econmico. En los depsitos considerados s obtuvieron diferentes

muestras, denominadas: Barac, DFS, ChS y TCP. Primeramente se realiz un relevamiento

geolgico preliminar de los distintos depsitos. Luego se seleccionaron muestras de mica en

forma manual, atendiendo a colores y tonalidades.

Fig. 1. Ubicacin de los depsitos.

Las muestras fueron caracterizadas mediante microscopa ptica, anlisis qumicos

(elementos mayoritarios y trazas), difraccin de rayos X y microscopa electrnica SEM-

EDAX.

Como procesos de beneficio, a escala de laboratorio, se incluyeron: separacin manual

macroscpica de las variedades, segn coloraciones y aspectos texturales. Seguidamente se

las someti a molienda y tamizado en hmedo. Los procesos de trituracin, molienda y

micronizado posibilitaron obtener diferentes granulometras. Finalmente se procedi a evaluar

el efecto trmico con una calcinacin a 900-1050 C, alcanzndose diferentes productos para

distintas aplicaciones.

3. RESULTADOS En la siguiente figura se muestra el aspecto megascpico de los materiales investigados (Fig.

2).


Fig. 2. Aspecto megascpico de muestras: parte superior TCP - a la izquierda;

DFS - a la derecha; sector inferior Barac - a la izquierda; ChS - a la derecha.

Los difractogramas de rayos X permitieron determinar, como componentes mayoritarios, las

siguientes especies mineralgicas para las cuatro muestras: DFS - muscovita (2M1); TCP -

clorita (chamosita); ChS - muscovita (M1) rica en Mg y Barac - muscovita. Excepto la

muestra DFS, variedad de coloracin negra, las dems poseen una untuosidad muy acentuada

al tacto, esto es debido al fcil deslizamiento de las capas entre s, ejerciendo un efecto de

lubricacin seca. Por el contrario la muestra DFS se escinde en escamas que, pasado cierto

tamao, cuesta reducir por molienda ms all de la fraccin micromtrica.

Fig. 3. Composicin qumica de las muestras expresada como xidos mayoritarios

En la figura 3 se presentan los diagramas donde se indica la composicin qumica en xidos

de elementos mayoritarios (%) de las muestras estudiadas. Esta signatura qumica se

corresponde con la mineraloga determinada. La variacin de los colores encontrados se

asigna a la presencia de diferentes xidos metlicos ubicados en la capa octadrica del grupo

de las micas, que en las muestras estudiadas se corresponden con la presencia de Ti, Fe y Mn

encontrados en los anlisis qumicos efectuados. En cuanto a los minoritarios, las micas

coloreadas ms oscuras presentan mayores tenores de los elementos V, Ni, Ta y Co; mientras

que la mica clara (Barac), contiene los mayores tenores de Sn y W.

0

10

20

30

40

50

60

SiO2 Al2O3 Fe2O3 K2O

Co

nte

nid

o, e

n %

DFS

ChS

TCP

Barac

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

CaO Na2O MnO MgO Ti2O

Co

nte

nid

o, e

n %

DFS

ChS

TCP

Barac


Fig. 4. Distribucin de los elementos minoritarios y trazas.

4. DISCUSIN y CONCLUSIONES El tratamiento trmico permiti facilitar la delaminacin y obtener una relacin de aspecto

espesor: dimetro de partculas muy acentuado (Figs. 5a y b), caracterstica que favorece el

poder cubriente y uniforme del pigmento en las aplicaciones a las que se destina.

Fig. 5a- Mica clara (Barac, San Luis) Fig. 5b- Mica negra (DFS, Crdoba) Imgenes de microscopa electrnica de barrido (SEM).

La cristaloqumica, a lo que contrariamente se supone que hace a la composicin qumica

elemental, define las propiedades fsicas y qumicas de los minerales. Dichas propiedades son

funcionales a los productos que se elaboran, otorgndoles los determinados efectos buscados.

En nuestro caso, las propiedades de perlescencia colorimtrica estn basadas en la disposicin

que adoptan los elementos en la red cristalina de la mica debido al tratamiento trmico,

estando, en uno de los casos, como hidrxido ferroso en la red octadrica, para luego del

calentamiento pasar a xido frrico como ptina sobre la capa de tetraedros de slice, lo cual genera el cambio de colores verdosos oscuros en la mica original a tonos cobrizos en la mica

tratada por calcinacin (Fig. 6). Las caractersticas de los materiales procesados permitieron

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

Sn W Sr Y Ta Ni V Pb Be Ce Co

Co

nte

nid

o, e

n p

pm

DFS

ChS

TCP

Barac


observar que presentaban propiedades de alta estabilidad fsico-qumica y cualidades

decorativas para aplicaciones ornamentales y arquitectnicas.

Fig. 6.

Muestras

procesadas

de

izquierda

a derecha:

Barac,

DFS, ChS

y TCP.

Debido a la resistencia a la alta temperatura y conservacin del color, le otorga su aplicacin

en pinturas de alta temperatura y como pigmentos para vitrofusin [4] y cermica (Fig.7). La

estabilidad del color se ha mantenido hasta los 1050 C aproximadamente.

Fig. 7. A la izquierda, pieza realizada en vitrofusin

(tcnica entrevidrios) y a la derecha, pinturas de alta

temperatura, realizadas sobre caos media caa de

fundicin (sometidas en mufla hasta 600 C).

5. REFERENCIAS 1. Doerner, Max, Los materiales de pintura y su empleo en el arte, Editorial REVERTE S.A., Sexta Edicin, 1998.-

2. Fleet, M.E., 2003. Rock-Forming Minerals, Sheet silicates: Micas; Deer, Howie and

Zussman. The Geological Society, Vol.3, second edit.

3. Gallisky, M.A., 2002. Las pegmatitas mineralizadas de las Sierras Pampeanas, IANIGLIA,

Petrologa y Geoqumica.

4. Waisman, M., 2009. Vitrofusin, Introduccin y Tcnicas Avanzadas. Ed. Dunken, 5 edicin, Bs. As.


INFLUENCIA DEL TRATAMIENTO TERMICO DE UNA BENTONITA

PARA SU UTILIZACION COMO DESECANTE

Natalia Castrillo

1,2*, Adela Mercado

2,3, Cristina Volzone

4

1 INIQUI-CONICET (Universidad Nacional de Salta, Argentina)

2 CIUNSa (Universidad Nacional de Salta, Argentina)

3 Fac. de Cs. Exactas ( Universidad Nacional de Salta, Argentina).

4 Centro de Tecnologa de Recursos Minerales y Cermica CETMIC (CICPBA, CCT

CONICET La Plata) C.C. 49, Cno Centenario y 506, (1897) M. B. Gonnet, Buenos Aires,

Argentina.

* ncastrillo@unsa.edu.ar

RESUMEN

Las propiedades higroscpicas de arcillas bentonticas parecen ser un acercamiento potencial

para explotar la capacidad de adsorcin de las mismas. De esta manera, su evaluacin como

desecantes merece ser estudiada en profundidad.

El objetivo del presente trabajo fue analizar las propiedades higroscpicas de una arcilla

bentontica natural de Argentina y su posterior tratamiento trmico hasta 500C. La

caracterizacin de la arcilla natural por difraccin de Rayos X (DRX), realizada con

anterioridad, indic un elevado porcentaje de mineral arcilloso del tipo esmecttico. La

capacidad de la bentonita como desecante fue analizada a partir de los resultados de adsorcin

a diferentes Humedades Relativas (HR) (11%, 56% y 98%).

Para el material natural y con tratamiento trmico, el incremento en la capacidad de adsorcin

fue siempre mayor en los ensayos al 98 % HR. Con respecto al tratamiento trmico se observa

en condiciones de mayor HR un incremento hasta 300C, luego la capacidad de adsorcin

disminuye levemente.

Palabras Clave: Bentonitas, tratamiento trmico, estructura, adsorcin.

1. INTRODUCCIN

Las bentonitas son materiales esmectticos, con impurezas tales como yeso, cuarzo y

feldespato. Son capaces de hincharse y aumentar varias veces su volumen en contacto con el

agua. Estos materiales son de gran inters por su amplia disponibilidad. Se utilizan en la

industria como adsorbente, catalizadores, intercambiadores, etc. Estas importantes

aplicaciones estn vinculadas a sus propiedades fisicoqumicas, al tamao de partcula (< 2

m) y a su capacidad de intercambio. Las esmectitas son filosilicatos con estructura tipo 2:1 [1]. Una alta capacidad de intercambio catinico surge de sustituciones isomrficas en

posiciones tetradricas y octadricas generndose cargas negativas en la lmina. Esta

descompensacin de cargas se neutraliza por la presencia de cationes hidratados dbilmente

ligados en el espacio interlaminar. Con el fin de aumentar la capacidad de adsorcin de estos

minerales se aplican distintos tratamientos tales como trmicos, pilareado, homoionizacin,

etc. Estos suelen modificar las propiedades estructurales, texturales, mecnicas, etc. [2-6].


Modificaciones por tratamiento trmico en arcillas han sido ampliamente estudiadas [7- 9]. En

el presente trabajo se evaluaron los cambios estructurales del mineral esmectita por

tratamiento trmico y su efecto sobre la adsorcin de humedad a 25 C en ambientes cerrados

a distintas HR.

2. MATERIALES Y METODOS

Se utiliz una bentonita perteneciente a la provincia de Neuqun como material adsorbente, el

cual fue identificado como BQ y caracterizado en estudios previos [10]. El tratamiento

trmico se realiz durante 3 horas a 100, 300 y 500 C. Las muestras obtenidas fueron

denominadas BQ 100, BQ 300 y BQ 500. Previo a la caracterizacin, los slidos se

mantuvieron a 56 % HR. Los estudios de anlisis trmicos (ATD-TG) de la bentonita natural

se realizaron en un equipo Nestch, STA 409. Las experiencias se realizaron partiendo de 20

mg de muestra, a una velocidad de calentamiento de 10 C.min-1

en atmsfera de aire

dinmico. Los difractogramas fueron realizados en un equipo Philips PW3710, con radiacin

Cu-K (=1.5405 ), 45 kV, 20 mA, y rango de barrido 2 comprendido entre 3 a 15. Los ensayos de adsorcin de agua se llevaron a cabo a 25 C en ambientes cerrados a 11, 56 y

98% de HR, utilizando para ello soluciones salinas saturadas de LiCl, Mg(NO3)2 y K2SO4,

respectivamente. El ensayo consisti en colocar una cantidad conocida de muestra seca en el

desecador a la HR apropiada y la cantidad de agua adsorbida se determin mediante pesadas

peridicas hasta obtencin de masa constante [11].

3. RESULTADOS Y DISCUSION

En la Figura 1 se presentan los resultados de los estudios de ATD-TG de la arcilla natural BQ.

En la misma se identifican las temperaturas correspondientes a la prdida de agua absorbida,

alrededor de 130C, asociada a un proceso endotrmico y la prdida de grupos hidroxilos

estructurales, alrededor de 670 C, asociada tambin a un proceso endotrmico. El ltimo

efecto alrededor de 850 C corresponde a la destruccin de la estructura del mineral arcilloso

y posteriormente formacin de fases de alta temperatura.

Figura 1. Curvas ATD-TG de BQ.

El anlisis mineralgico de la bentonita natural determinado en un estudio previo indic que

la misma est constituida mayoritariamente por esmectita, acompaada por impurezas,

principalmente cuarzo y yeso [10]. En la Figura 2 se presentan los difractogramas que

representan a las reflexiones de los espaciados interlaminares del material natural y con

tratamiento trmico. El d001 en el material natural es de 12,54 , este espaciado interlaminar

corresponde a la distancia entre una lmina y la siguiente, medida desde la parte superior de

una lmina (capa tetradrica de Si), hasta la parte superior de la siguiente lmina (capa


tetradrica de Si), que constituyen la estructura del mineral de arcilla. A partir del valor de 2 asociado al pico de la reflexin 001 y aplicando la ley de Bragg, se obtiene el valor de la

distancia entre las lminas del mineral de arcilla [12,13]. El tratamiento trmico dio lugar a

una disminucin gradual en el espaciado interlaminar, obtenindose distancias de 9,94; 9,81 y

9,59 para las muestras BQ 100, BQ 300 y BQ 500 respectivamente. Esto se observa como

consecuencia de la desorcin de agua de hidratacin causando el acercamiento de las lminas

de arcilla. El ensanchamiento de los picos respecto al de la bentonita natural claramente se

observa en las muestras tratadas a 100 y 300 C indicando un desordenado empaquetamiento

de las partculas. A 500 C la banda se hace agudiza nuevamente, lo cual indicara un

reordenamiento, probablemente diferente al de la muestra natural [8,13].

Figura 2. DRX de muestra natural y tratada trmicamente.

En la Figura 3 se presentan los resultados de la adsorcin de agua sobre bentonita natural y

modificada trmicamente. La capacidad de retencin de agua crece notablemente con el

aumento de la humedad relativa del ambiente, con valores de aproximadamente de 0,05; 0,10

y 0,29 g de agua/g muestra en ambientes de 11, 56 y 98% HR, respectivamente.

Figura 3. Adsorcin de agua en muestra natural y tratada trmicamente.


Los valores de retencin se repiten similares para las muestras naturales hasta secas a 300C,

en tanto que, en el caso de la muestra calcinada a 500C, BQ 500, la capacidad desecante de la

arcilla disminuy un 25 % aproximadamente con respecto a la muestra natural en todo el

rango de HR analizado.

Considerando la retencin de humedad, a cada HR (Figura 3), con el espacio interlaminar

(Figura 2) y al comparar las muestras tratadas trmicamente se observa que a pesar de tener

valores prximos de d001, el material BQ 500 presenta una disminucin de la capacidad de

adsorcin respecto a la muestra natural, en tanto que BQ 100 y BQ 300 muestran una

tendencia a aumentar la capacidad de adsorcin respecto de BQ, como ya se coment

anteriormente.

Este comportamiento podra deberse a que BQ 500 adems de perder agua fisisorbida podra

presentar, junto al reordenamiento, una modificacin de la estructura expandible reduciendo

el acceso de molculas de agua y derivando en una menor capacidad desecante. En tanto las

muestras BQ 100 y BQ 300 presentan mayor capacidad de retencin dado que, de acuerdo a

los resultados de ATD-TG, con el tratamiento trmico slo hubo prdida de agua fisisorbida.

Estos sealan una fuerte relacin entre la prdida de masa inducida por la deshidratacin y la

capacidad desecante de las bentonitas BQ 100 y BQ 300.

4. CONCLUSIONES

La capacidad de retencin de agua crece notablemente con el aumento de la humedad relativa

del ambiente, con valores de aproximadamente de 0,05; 0,10 y 0,29 g de agua/g muestra en

ambientes de 11, 56 y 98% HR, respectivamente.

Las muestras tratadas a 100 y 300 C mostraron bandas menos agudas, lo cual estara

asociado a una disminucin en el orden de apilamiento de las lminas de arcilla respecto al

material de partida. En este sentido, el material natural BQ mejora su capacidad adsortiva

cuando es tratada hasta 300C, lo cual indicara que no habra modificacin estructural sino

solo eliminacin de agua fisisorbida provocando un aumento en la capacidad desecante.

El tratamiento trmico a 500C no solo elimin agua fisisorbida sino que, adems de inducir

un reordenamiento posiblemente diferente al del material natural, modific irreversiblemente

la estructura laminar expandible reduciendo el acceso de molculas de agua y derivando en

una menor capacidad desecante.

5. REFERENCIAS

1. C. D. Newman, (ed.). Chemistry of Clays and Clay Minerals. Mineralogical Society

Monograph 6. ISBN 0 582 301149 (1987).

2. Z. Ge, D. Li, T. J. Pinnavaia, Preparation of alumina-pillared montmorillonites with high

thermal stability, regular microporosity and Lewis/Brnsted acidity. Microporous

Materials, 3, 165-175 (1994).

3. C. Volzone, L. B. Garrido, Tratamiento a alta temperatura de arcillas intercaladas con

polmeros inorgnicos OH-Al. Actas de SAM / CONAMET, Rosario, Argentina, 129-135

(2011).

4. M. M Abu-Zreig, N. M Al-Akhras, M. F Attom, Influence of heat treatment on the

behavior of clayey soils. Appl. Clay Sci.. 20, 129-135 (2001).

5. C. Volzone, Retention of pollutant gases: Comparison between clay minerals and their

modified products. Appl. Clay Sci. 36, 191196 (2007). 6. C. Volzone, J. Ortiga, Influence of the exchangeable cations of montmorillonite on gas

adsorptions. Process Safety and Environmental Protection, 82(B2), 170174 (2004).


7. C. Volzone y colaboradores, Correlacin entre el efecto trmico y mecnico en la estructura

de la esmectita. Actas del XXV Congreso Brasilero de Cermica, Vidrio y Refractarios,

Brasil, 894-901 (1991).

8. B. Fabbri, S. Gualtieri, C. Leonardi, Modifications induced by the thermal treatment of

kaolin and determination of reactivity of metakaolin. Appl. Clay Sci.(2012).

9. R. Castillo Lara, M. Antoni, A. Alujas Daz, K. Scrivener, J. F. Martirena Hernndez,

Estudio de la adicin de arcillas calcinadas en la durabilidad de hormigones. Revista

Ingeniera de Construccin 26, 1, 25-40 (2011).

10. N. P. Castrillo, A. Mercado, C. Volzone, Caracterizacin de bentonitas para su aplicacin

como desecantes. Actas de Argentina Ambiental- Congreso Internacional de Ciencia y

Tecnologa Ambiental, Mar del Plata, Argentina, 320-325 (2012).

11. Norma espaola UNE-EN ISO 12571, Prestaciones higrotrmicas de los productos y

materiales para edificios. Determinacin de las propiedades de sorcin higroscpica. ISO

12571 (2000).

12. F. Bergaya, B.K.G. Theng, G. Lagaly. Handbook of Clay Science. Elsevier (2006).

13. A. Bojemueller, G. Nennemann, G. Lagaly, Enhanced pesticide adsorption by thermally

modified bentonites. Appl. Clay Sci. 18, 277284 (2001).


CARACTERIZACIN DE MATERIAL BASLTICO DE MISIONES Y

SU APLICACIN EN CERMICA

Susana E. Ciccioli

1*, Liliana B. Garrido

2, Isidoro B. Schalamuk

3

1Direccin Provincial de Vialidad, Francisco de Haro y Luchessi s/n, (3300) Posadas,

Misiones, Argentina. 2Centro de Tecnologa de Recursos Minerales y Cermica (CETMIC), Camino Parque

Centenario y 556 CC. 49, (1897) M. B. Gonnet, Buenos Aires, Argentina. 3Instituto de Recursos Minerales UNLP (INREMI), Calle 64 N 3 (e/119 y 120), (1900) La

Plata, Buenos Aires, Argentina.

* suciccioli@hotmail.com

RESUMEN

El basalto se usa principalmente en la construccin civil como agregado ptreo en hormigones

y asfaltos. No obstante, algunos estudios realizados indican que estas rocas se pueden utilizar

en ciertas composiciones de esmaltes y cermicos [1].

El objetivo de este estudio fue caracterizar y evaluar las posibilidades de uso de algunos

basaltos de la Formacin Serra Geral (Misiones) como componentes no plsticos o materiales

de relleno filler para la fabricacin de cermica roja. Para ello se emplearon dos muestras baslticas correspondientes a residuos generados en una planta de trituracin y asfltica y una

roca de composicin similar que fue molida y utilizada como comparacin. Se prepararon

diversas formulaciones con arcilla como componente plstico de las mezclas. Se estudi el

efecto de la incorporacin del basalto y de la temperatura de sinterizado (900 y 1100 C) en

las propiedades tecnolgicas y fases formadas en los cermicos.

Los residuos recuperados de la planta de trituracin resultaron adecuados para sustituir a la

roca molida en las diferentes formulaciones, presentndose como una alternativa factible para

su aprovechamiento y gestin ambiental.

Palabras clave: basaltos, residuos de plantas de trituracin, filler, cermica roja.

1. INTRODUCCIN

En la ltima dcada se ha incrementado la tendencia a incorporar nuevas materias primas o

diferentes tipos de residuos industriales en determinadas composiciones cermicas [2-3]. En

particular, con algunos materiales es posible sustituir al feldespato y favorecer la formacin

de fase lquida o reemplazar el cuarzo en la reduccin de la deformacin y contraccin de la

pieza.

En Misiones la explotacin de rocas baslticas es una de las principales actividades mineras.

Se realiza a travs de canteras a cielo abierto que en muchos casos incluyen plantas de

trituracin para la produccin de ridos y fabricacin de concretos. Si bien parte de los finos

generados durante estos procesos tienen aplicacin por ejemplo, en la elaboracin de mezclas


asflticas, otra parte de ellos, constituye residuos cuya recuperacin y aprovechamiento podra

contribuir a optimizar la gestin ambiental de estas plantas.

En este estudio se evalu la posibilidad de usar estos materiales como componente no plstico

para la fabricacin de cermica roja. Para ello se utiliz una arcilla local conocida como au

que es empleada en la regin como materia prima para ciertos tipos de cermica roja,

principalmente ladrillo comn para la construccin y alfarera artstica.

De acuerdo con los objetivos del trabajo se examin el efecto de las diversas relaciones de

peso de basalto en material arcilloso en las propiedades tecnolgicas de las piezas en verde,

as como tambin, las propiedades fsicas y la resistencia mecnica de las cermicas

calcinadas entre 900 y 1100 C. Las fases cristalinas formadas se determinaron por DRX.

2. MATERIALES Y MTODOS

Los residuos finos baslticos (


La distribucin de tamaos de partculas de SR5 (Fig. 3) indica que la fraccin arcilla (< 2

m) constituye cerca del 76 % del peso y que la proporcin de la fraccin >74 m es inferior al 2 % por lo que se trata de un material rico en la fraccin arcillosa. Ello sumado a la

presencia de minerales expansivos explica la elevada plasticidad (89,7/90). La refractariedad

medida por el CPE fue baja, 1262 C y se atribuy a la escasa presencia de caolinita y al

elevado contenido de xidos fundentes (Fe2O3, CaO, K2O, Na2O). As el cermico producido

con SR5 como nico componente y calcinado a 850 C result denso (2,35 g/cm3), con una

porosidad del 7% y contraccin lineal superior al 15%. Estas caractersticas estn indicando

una pronunciada vitrificacin a esta temperatura relativamente baja.

Materiales baslticos

La figura 1 muestra que los residuos baslticos estn compuestos por plagioclasas y piroxenos

(augita) con xidos de hierro (hematita), ilmenita y cuarzo como minerales accesorios. No se

detect vidrio y el contenido de olivina es escaso.

El anlisis qumico corrobor que se trata de basaltos subalcalinos y de tipo toletico, tpicos

de provincias de basaltos de inundacin continental (Provincia Magmtica Paran) [5]. Este

tipo de basaltos, en comparacin con las variedades calcoalcalinas y alcalinas, presentan un

menor contenido de Al2O3 (12-16%), mayor cantidad de xidos de hierro y titanio, y estn

empobrecidos en Mg y K as como tambin en Rb, Ba, U, Th, Pb, Zr y tierras raras livianas.

Los basaltos toleticos se caracterizan por una reducida tendencia a la cristalizacin

espontnea, debido a su alta viscosidad [6-7].

La distribucin acumulativa del tamao de partculas de los residuos baslticos (Figura 3)

indica que ambas muestras presentaron un grado de molienda semejante. El dimetro

promedio d50 vari entre 30 y 50 m para RFA y RTF respectivamente. La fraccin menor a 2

m fue inferior al 10 % del peso.

3.2 Caracterizacin del producto seco producido con SR5 y residuos baslticos

La densidad relativa del compacto seco aument del 71 al 74% de la densidad terica para la

mezcla con 40% de basalto indicando una leve mejora en el empaquetamiento de las

partculas. Para mayores adiciones de basalto se produjo una escasa prdida de eficiencia en el

empaquetamiento asociada al incremento de partculas mayores a 20 m y al bajo contenido de la fraccin arcilla.

Figura 1. DRX de los residuos baslticos RFT y RFA

y de la arcilla SR5.

Figura 2 Composicin qumica de los materiales

utilizados.

10 20 30 40

0

1000

2000

3000

4000

arcilla

RTA

RTF

Q Pl

Pl

Pl

A

AA

A

PlH

Pl

Pl Pl

2

Inte

nsid

ad R

ela

tiva,

u.a

.

PlA

Q


La Figura 4 muestra que la contraccin por secado se redujo gradualmente del 15 al 10% con

el aumento de la adicin de RFT hasta 80%.

Figura 3. Distribucin tamaos de partcula de

arcilla y materiales baslticos CELD 004, RFT

y RFA.

Figura 4. Contraccin, MOR vs. Contenido de

basalto para mezclas con residuos RFT y RFA.

La adicin de RFA fue menos beneficiosa para reducir la contraccin desde el 15 al 13%. El

MOR del compacto seco fue de 4-5 MPa, satisfactorio para el rango adicionado.

3.3 Efecto de la temperatura de sinterizado en las fases presentes en el cermico

El cermico con SR5 sinterizado a 900 y 1000 C (Figura 5) est constituido de fase amorfa

(debido a la descomposicin trmica de las arcillas) con cuarzo, hematita y hercinita como

componentes minoritarios.

Figura 5. DRX de diferentes composiciones 60% de basalto sinterizadas a 900 y 1000 C. a: arcilla, b:

CELD 004, c: RFT y d: RFA. Q= cuarzo, P= plagioclasa, H= hercinita, A= augita, X= cristobalita.

Estas ltimas fases estn formadas por la transformacin de Fe, hidrxidos o de sustitucin y

por la reaccin entre la almina de la arcilla y Fe, respectivamente. A 1000 C la composicin

fue similar con mayor formacin de cristobalita y la consecuente reduccin del pico de

cuarzo.

La calcinacin a 1100 C favoreci el desarrollo de cristobalita, mullita y espinela

(Fe2MgO4), el aumento de estas fases contribuy a la reduccin de hercinita y cuarzo, con

importante contenido de hematita. El cermico con basalto present composicin similar a

SR5 mostrando adems plagioclasa y augita dadas por la composicin de la roca. A partir de

1000 C se aprecia la reduccin del contenido de cuarzo, plagioclasa y augita junto con el

aumento de la formacin de cristobalita y mullita. Para el 20% de basalto el desarrollo de

mullita ocurri a partir de 1050 C favorecido con respecto a SR5, en la que se detect a 1100

1 10 100

0

20

40

60

80

100

Ma

sa

acu

mu

lad

a,

%

Dimetro, m

SR5

Celd004

RFT

RFA

0 20 40 60 80

10

12

14

16

2

3

4

5

6

RFT

RFA

celd004

Contenido de basalto, % en peso

Co

ntr

acci

n lin

ea

l, %

MO

R, M

Pa

20 25 30 35 40 45 50

0

500

1000

1500

2000

2500

d

c

b

HcHc

Hc

HH

H

AA

A A

P

P

P

P PP H

Q

Q

Q

2

Inte

nsid

ad r

ela

tiva,

u.a

P

a

T: 900 C

20 25 30 35 40 45 50

0

500

1000

1500

2000

2500T: 1000 C

d

c

b

a

I A

Q

A

AAA

P

P

P

PPPP

QQ

H

X

HH

H

HcHcHc

Inte

nsid

ad r

ela

tiva,

u.a

2


C. Probablemente la presencia de plagioclasa, Fe y otras impurezas aceler las

transformaciones debido a la formacin de fase lquida y por sustitucin en las estructuras.

Altos contenidos de basalto conducen al aumento de plagioclasa y augita (Figura 5),

favorecen el desarrollo de cristobalita y de hematita, en tanto impiden la formacin de

espinela y hercinita, debido al insuficiente contenido de arcilla.

3.3 Efecto del contenido de basalto y de la temperatura en la densificacin y resistencia

mecnica de los cermicos

La densidad de los cermicos con RFT y RFA sinterizados a distintas temperaturas result en

un rango de 2,1 a 2,3 g/cm3, la variacin ms notable fue por calcinacin entre 950 y 1000

C.

kkkk

Figura 6. Densidad, porosidad y MOR de cermicos con SR5 vs. contenido de basalto de

trituradora para diferentes temperaturas de sinterizado

A su vez, la porosidad de los cermicos con 20% de RFT disminuy de 25 a 18%, calcinados

a temperaturas de 950 y 1100 C, respectivamente. Con el aumento en el contenido de basalto

a 80%, los cermicos resultaron ms porosos (28-25%). Es decir, el aumento de la

temperatura en la reduccin de la porosidad result poco efectivo para altos contenidos de

basalto debido a la insuficiente vitrificacin por la baja proporcin de arcilla. La contraccin

del cermico vari entre 2 y 5%, correspondiendo el menor valor a altos contenidos de

basalto.

La adicin de RFA origin productos con caractersticas similares. Para la composicin con

60% de basalto, la porosidad alcanz el 22% a 950 C. Si bien la reduccin de la porosidad

fue menor que RFT, la contraccin mejor al 3-4%. Las piezas fabricadas con 80% de residuo

poseen las mximas porosidades de 28 y 22% por sinterizacin entre 900 y 1100 C,

evidenciando el reducido efecto de la temperatura en la porosidad.

20 30 40 50 60 70 80

0

5

10

15

20

25

30

35

40

Po

rosid

ad


T C

900

950

1000

1050

1100

SR5 + RFT

20 30 40 50 60 70 80

0

5

10

15

20

25

30

35

40

SR5 + RFA

Poro

sid

ad a

bie

rta


T C

900

950

1000

1050

1100

20 30 40 50 60 70 80

0

10

20

30

40

50

SR5-asfaltica

MO

R ,M

Pa


mor900

mor950

mor1000

mor1050

mor1100

20 30 40 50 60 70 80

0

10

20

30

40

50

SR5-trituradora

MO

R ,M

Pa


mor900

mor950

mor1000

mor1050

mor1100


El MOR de composiciones con bajo contenido de basalto sinterizado a partir de 900 C fue

mayor debido a la reduccin de la porosidad. El efecto de la temperatura en el MOR fue

levemente menor en los materiales ricos en basalto, debido al aumento relativo de la

porosidad y/o menor cohesin entre partculas por insuficiente vitrificacin.

En cuanto al efecto de la composicin sobre las caractersticas de los cermicos dependi de

la temperatura de sinterizado. A 900 C, la mayora de los cermicos present elevada

porosidad sumado a un leve aumento de la densidad y contraccin, evidenciando que el

proceso de vitrificacin est en su etapa inicial. De hecho la densidad result poco afectada

por la presencia de fases ms densas del basalto sin reaccionar. Por calcinacin a 950 1000 C, debido al considerable avance del proceso de vitrificacin, cermicos con las

composiciones ricas en SR5 resultaron con baja porosidad (densos). Mientras que cermicos

con abundante basalto presentaron un leve aumento de la densidad y contraccin acompaado

de una reduccin menor de la porosidad. Este resultado se explica por el efecto combinado de

una distribucin de tamaos de partcula ms gruesa que result difcil de sinterizar y por el

contenido de arcilla relativamente bajo que promovi la menor vitrificacin. La sinterizacin

a 1100 C caus un leve incremento de densidad con respecto al cermico calcinado a 1000

C, coincidente con una disminucin menor de la porosidad.

4. CONCLUSIONES

Se realiz la caracterizacin qumica, mineralgica y granulomtrica de residuos finos

baslticos generados en una planta de trituracin y elaboracin de asfalto. La adicin de estos

residuos fue beneficiosa para reducir la contraccin por secado del 15 al 20%, en tanto el

MOR del compacto en seco (4-4,5 MPa) result satisfactorio para el rango adicionado. En

general, la mxima densidad (alto grado de vitrificacin) se alcanz a 950 C. Se observ que

el avance de la vitrificacin con el aumento de la temperatura favoreci la densificacin de los

cermicos hasta un contenido de basalto de aproximadamente 40-60%. El cermico con SR5

60% de basalto a 950 C present baja contraccin (7%) manteniendo la porosidad inferior al 20% (AA mnima de 8%) y MOR prximo a 20 MPa. Para 80% de basalto, el efecto del

aumento de la temperatura en el grado de vitrificacin no fue apreciable y consecuentemente

no lleg a compensar la mayor porosidad. En particular, la porosidad apenas se redujo o fue

similar con respecto a la de 1000 C. La adicin de residuos ejerci en las propiedades

cermicas un efecto comparable al que produjo la muestra de roca (CELD 004).

5. REFERENCIAS

1. R. Hevia, Materias primas no convencionales en cermica; 2006, Fundacin Empremin (LDM Editorial), 80 p., 1 ed.-Crdoba.

2. E. Souza, S. R. Teixeira, G. T. A. Santos, E. Longo, Addition of sedimentary rock to

kaolinitic clays: influence on sintering process. Cermica 59 (2013) 147-155

3. M. G. Santos, J. M. Silva, M. F. S. Trindade, L. E. B. Soledade, A. G. Souza, C. A.

Paskocimas, E. Longo. Efeito da adio de rejeito na reduo de corao negro em

cermicas vermelhas Cermica 51 (2005) 144-150.

4. S.E. Ciccioli, L.B. Garrido, J.C. Gmez, Aspectos mineralgicos y geoqumicos de los basaltos de Eldorado, Provincia de Misiones, orientados a su posible utilizacin en la

industria cermica. En: LLambas, E.; De Barrio, R.; Gonzlez, P. y Leal, P. (eds.), 16 Congreso Geolgico Argentino, 2005 Actas CD-ROM: Artculo N 771, 1-8. .


5. S.L. Lagorio, H. Vizn El volcanismo de Serra Geral en la Provincia de Misiones: aspectos geoqumicos e interpretacin de su gnesis en el contexto de la Gran Provincia

gnea Paran Etendeka Angola. Su relacin con el volcanismo alcalino de Crdoba (Argentina), Asociacin Argentina de Geofsicos y Geodestas, Geoacta (online), Vol. 36-1 (2011), p. 27-53.

6. S. Yilmaz, O.T. Ozkan, V. Gunay, Crystallization kinetics of basalt glass. Ceramics

International 22 (1996) 477.

7. S Ergul , F Ferrante , P Pisciella, A Karamanov , M. Pelino. Characterization of basaltic

tuffs and their applications for the production of ceramic and glassceramic materials Ceramics International 35 (2009) 27892795.


SELECCIN DE ARCILLAS ARGENTINAS PARA SU POTENCIAL

USO EN LA SNTESIS DE MULLITA DE ALTA CALIDAD

Angela X. Moreno E.(1)

, Alberto N. Scian(1,2)

(1)

CETMIC (Centro de Tecnologa de Recursos Minerales y Cermica, CICPBA-CONICET

La Plata), Camino centenario y 506 M.B. Gonnet 1897 Fac. de Cs Exactas, Universidad Nacional de la Plata - Argentina.

(2) Facultad de Ciencias Exactas de la Universidad Nacional de La Plata. Argentina.

(1)axmoreno@cetmic.unlp.edu.ar,

(1,2)sciana@cetmic.unlp.edu.ar,

RESUMEN

Las arcillas constituyen la principal materia prima para la elaboracin de la cermica

tradicional, para la fabricacin de cermicos de construccin y para la obtencin de materiales

refractarios. En este trabajo se indican los resultados y anlisis de cinco (5) tipos de arcillas

y/o caolines Argentinos provenientes de diferentes regiones. Las tcnicas utilizadas para la

caracterizacin de las materias primas arcillosas fueron: Difraccin de Rayos X (DRX),

anlisis trmicos (ATD/TG), Cono Piromtrico Equivalente (CPE), e ndice de plasticidad.

Adems se brinda informacin sobre los resultados de los anlisis qumicos suministrados por

los proveedores comerciales.

A partir de los resultados obtenidos por DRX se determin que las fases cristalinas presentes

en todas las materias primas arcillosas fueron mayoritariamente caolinita y cuarzo, variando la

cantidad y proporcin de acuerdo a cada arcilla, encontrndose tambin algunos vestigios de

mineral tipo illtico. En los anlisis termogravimetrco se observaron dos prdidas de masa,

una entre 20 - 200 C, y la otra entre 200 - 800 C. Las curvas de ATD de las materias primas

arcillosas presentaron en su mayora cuatro procesos trmicos; el primero endotrmico en ~

100 C, el segundo en ~ 560C proceso endotrmico, el tercero en ~ 980 C proceso

exotrmico y el cuarto un pequeo pico exotrmico en ~ 1200 C.

Del anlisis anterior se seleccionaron las tres mejores materias primas arcillosas para ser

utilizadas en la elaboracin de mullita refractaria de alta calidad. De las tres (3) seleccionadas

se hicieron mezclas estequiomtricas con almina calcinada y se calcinaron a 1600 C por 3

horas caracterizndolas por DRX.

Palabras claves: Arcilla, caracterizacin, Mullita.

INTRODUCCIN

Las arcillas son minerales silico aluminosos de gran importancia como materia prima

industrial. Estas son muy utilizadas y estudiadas en la industria cermica debido a su

transformacin trmica hasta su conversin a mullita 3-2 (3Al2O3.2SiO2) y slice, a alta

temperatura [1 - 2]. La mayora de los materiales refractarios silicoaluminosos poseen mullita

en su composicin aunque sta no haya sido expresamente adicionada como tal en la

formulacin del material, sino formada por reaccin de las materias primas durante el

proceso de coccin de los mismos cuando se encuentra en servicio; por esta razn el


sistema SiO2-Al2O3 ha sido muy estudiado, tanto a partir de la ocurrencia en la coccin de

arcillas y otros materiales silico aluminosos (rocas con mayor contenido de slice que la

mullita), como en la calcinacin de bauxitas de distinta procedencia (rocas con menor, igual

mayor contenido de slice que la mullita) [2 - 3].

El presente trabajo consiste en la seleccin de las mejores arcillas argentinas para su

potencial uso en la sntesis de mullita. Estas materias primas arcillosas se caracterizaron por

DRX, ATD/TG, CPE, ndice de plasticidad, y anlisis qumico suministrado por los

proveedores. Del estudio anterior se seleccionaron las tres mejores materias primas arcillosas

que podran ser utilizadas en la elaboracin de mullita refractaria de alta calidad basndose

en: alto tenor de Al2O3 y bajo lcalis, composicin mineralgica, caracterizacin trmica y la

plasticidad para el conformado. Posteriormente se realizaron tres mezclas estequiometricas 3-

2 a partir de arcillas o caolines, cada una de ellas se mezcl con almina calcinada, tales que

al ser calcinados a 1600 C por 3 horas se obtenga el material deseado (mullita).

PROCEDIMEINTO EXPERIMENTAL

Se realiz la caracterizacin fisicoqumica de las materias primas arcillosas procedentes de

diferentes partes de Argentina, provistas directamente de proveedores con pasante malla 200,

salvo la arcilla La Rioja que fue recibida en piedra y molida hasta pasante malla 200. La

caracterizacin se realiz por: anlisis trmicos (ATD/TG) [NETZSCH 409/c, a una

velocidad de 10C/min, hasta 1400C], Cono Piromtrico Equivalente (CPE) [IRAM 12507],

e ndice de plasticidad [IRAM 10501 / 10502], y DRX [difractmetro Philips 3020 modelo

PW 10] analizados los difractogramas con tarjetas PDF (Powder Difraction File), las tarjetas

utilizadas fueron; PDF 46-1045 - 14-0164 - 42-1468 y 15-0776. Adems se brindara

informacin sobre los resultados de los anlisis qumicos suministrados por los proveedores

comerciales. De los estudios anteriores se seleccionaron las 3 mejores materias primas

arcillosas para ser utilizadas en la elaboracin de mullita. De acuerdo al anlisis qumico de

las materias primas seleccionadas se procedi a la elaboracin de tres mezclas (arcilla -

almina) para producir mullita estequiomtrica 3-2 (3Al2O3.2SiO2). Para la formacin de cada

mezcla se usaron 100 g de arcilla, con 115.2 gr de almina calcinada para el caoln C-80, para

la arcilla Tincar Sper 147.2 gr y para la arcilla La Rioja 80 gr. Los porcentajes de almina

calcinada se calcularon en base al tenor de slice y almina arrojadas en el anlisis qumico,

para formar una estequiometra 3-.2.

Para garantizar una buena homogenizacin de cada mezcla se utiliz una mezcladora tipo

Hobart, posteriormente se compactaron por prensado a 40 MPa con una humedad de 12.4 %

utilizando un compuesto orgnico como ayudante de prensado. Se prepararon por esta va

probetas prismticas de aproximadamente 50 x 8 x 8 mm3, stas fueron secadas y calcinadas a

1600C durante 3 horas con una velocidad de calentamiento de 5C por minuto en un horno

elctrico. Las probetas elaboradas fueron caracterizadas por DRX.

RESULTADOS Y DISCUSIN

Con el fin de conocer las fases cristalinas presentes en las materias primas arcillosas se utiliz

la tcnica de Difraccin de Rayos X, los difractogramas obtenidos se muestran en la figura 1.

En la figura 1 se puede observar que en todos los difractogramas son evidentes dos minerales

caractersticos de las materias primas arcillosas de tipo caolinitico, cuarzo y caoln, variando

la intensidad de sus picos caractersticos de acuerdo a la naturaleza de cada materia prima y

por ende la cantidad relativa de estos dos minerales.


0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72

QQQQQ

Q

QQ

QQQ

K

K K

KKK

K K

K K

KK

K

K

K

KK

K

K

K

Q

Q

Q Q

QQQ

Q

Q

Inte

nsid

ad

(u

.a)

2 (Cu K1)

ARCILLA TINCAR SUPER

CAOLIN C-80

K=CAOLIN

Q=CUARZO

0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72

QQQ KK

K

KK

K KKQ Q

QQ

Q

Q

KKK

QQQ

QK KQ Q

Q Q

K

K

K Q

Q

Inte

nsid

ad (

u.a

)

2 (Cu K1)

CAOLIN SUR DEL RIO

CAOLIN PATAGONIA

K= CAOLIN

Q= CUARZO

(a) (b)

0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72

Q

Q

Q

K

QKKQKKKK

K

K

KK

QK

Q

KK

K

KK

K

K

K

K= CAOLIN

Q= CUARZO

Inte

nsid

ad

(u

.a)

2 (Cu K1)

ARCILLA RIOJA

KK

K

KQ

(c)

Figura 1. Difractogramas de las materias primas arcillosas. (a) Arcilla Tincar Sper, Caoln

C-80; (b) Arcilla Sur del Rio y Caoln Patagonia; (c) Arcilla La Rioja.

En la figura 1(a) se puede ver que el pico ms intenso es del cuarzo (26.6 de 2), y con menos intensidad los de caolinita, la arcilla Tincar present mayor intensidad de cuarzo en

comparacin a la otra. Respecto al caoln C-80 se observaron pequeos vestigos de mineral

tipo illtico. En la figura 1(b) se observa que el pico ms intenso es el cuarzo, con similar

intensidad para ambos, lo mismo ocurre para la caolinita. En la figura 1(c) se observ que el

pico con mayor intensidad corresponde a la caolinita, tambin se pudo ver que existe poca

presencia o casi nula de la fase cuarzo. Igualmente se caracteriz por DRX la almina

calcinada, encontrndose fases cristalinas mayoritarias de Al2O3 con vestigios de almina. Para conocer el comportamiento trmico de las materias primas arcillosas y obtener

informacin cuantitativa sobre tenores de caolinita se realizaron las caracterizaciones por

termogravimetra (TG) y Anlisis trmico diferencial (ATD), los diagramas correspondientes

se pueden ver en la figura 2.

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

1

Temperatura (C)

TG

(%

)

ARCILLA TINCAR SUPER

TG

ATD

79,7 C

558,8 C

978,4 C

1205,2 C

Exo

Endo

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

-8

-6

-4

-2

0

Temperatura (C)

CAOLIN C-80

TG

(%

)

ATD

TG

557,8 C

94,7 C

977,3 C

Exo

Endo

(a) (b)


0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

-5

-4

-3

-2

-1

0

Temperatura (C)

TG

(%

)CAOLIN SUR DEL RIO

TG

ATD

82,6 C

250,4 C

533,1 C

979,2 C

Endo

Exo

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

-20

-15

-10

-5

0

5

10

Temperatura (C)

TG

(%

)

TG

DTA

68,8 C

577,1 C

984,5 C

1265,5 C

ARCILLA RIOJA

Endo

Exo

(c) (d)

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

-12

-10

-8

-6

-4

-2

0

Temperatura (C)

TG

(%

)

CAOLIN PATAGONIA

TG

ATD

581,7 C

1231,4 C

973,3 C

108,1 C

-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

DT

A (u

V)

(e)

Figura 2. Diagramas de ATD/TG de: (a) Arcilla Tincar Super; (b) Caoln C-80; (c) Caoln

Sur del Rio; (d) Arcilla La Rioja; (e) Caoln Patagonia.

En la tabla 1, se observan los valores obtenidos de las curvas termogravimetricas de las

materias primas arcillosas, presentando para todas dos perdidas de masa, la primera entre 20 200 C que corresponde a valores entre 1,2 2,2 %, esto debido a la prdida de agua absorbida; la otra entre 200 800 C mostrando perdidas entre 2,6 13,5 % la cual est asociada a la deshidroxilacin del caolinita. Respecto a los valores de las curvas de ATD, se

puede observar (figura 2 y tabla 1) que casi todas las materias primas arcillosas presentaron

cuatro procesos trmicos. El primer proceso endotrmico entre 68 108 C debido a la prdida de agua absorbida sobre las partculas finas y de agua interlaminar, el segundo pico

endotrmico para la arcilla Sur del Rio es 250.4C que representa la descomposicin de

ciertas impurezas presentes en el mineral, y para las dems arcillas se present un pico

endotrmico entre 557 581 C, y para la arcilla Sur del Rio en 533 C (tercer pico endotrmico), que est asociado a la deshidroxilacin de la caolinita y al cambio de fases de

cuarzo a (superpuesto al de deshidroxilacin). Un tercer proceso trmico (exotrmico) entre 973 - 978 C y para la Sur del Rio 979 C (cuarto pico exotrmico), que corresponde a

la formacin del metacaoln, y un cuarto pico exotrmico para la arcilla Tincar Sper, La

Rioja y caoln Patagonia entre 1205 - 1243C que est asociado a la transformacin de cuarzo a cristobalita y a la nucleacin de la mullita. El porcentaje de caolinita de cada materia

prima arcillosa se calcul en base a los TG (perdida entre 200 800 C) de acuerdo a la formulacin estequiomtrica de la caolinita, donde se puede ver que la arcilla La Rioja

presento el ms alto porcentaje de caolinita (96.7%) y la arcilla Sur el Rio menor valor

(18.6%). [4]


Tabla 1. Porcentaje de prdidas de masas, procesos trmicos y porcentaje de caolinita de las

arcillas en estudio.

TG

(% Perdidas)

ATD

Efectos trmicos (C)

%

Caolinita

ARCILLA

TINCAR SPER

1). 1.5

2). 6.1

1). 79.7 (endo) 2). 558.8 (endo)

3). 978.4 (exo) 4). 1205 (exo)

43.8

CAOLIN C-80 1). 2.2

2). 5.7

1). 94.7 (endo) 2). 557.8 (endo)

3). 977.3 (exo)

41.1

ARCILLA SUR

DEL RIO

1). 1,4

3). 2.6

1). 82.6 (endo) 2). 250.4 (endo)

3). 533.1 (endo) 4). 979.2 (exo)

18.6

ARCILLA LA

RIOJA

1). 2.2

2). 13.5

1). 68.8 (endo) 2). 577.2 (endo)

3). 977.3 (exo) 4). 1243.4 (exo)

96.7

CAOLIN

PATAGONIA

1). 1.2

2). 10.4

1). 108.1 (endo) 2). 581.7 (endo)

3). 973.3 (exo) 4). 1231.4 (exo)

74.5

La composicin qumica de las materias primas arcillosas se tomaron de las fichas tcnicas

suministradas por proveedores comerciales. Ver tabla 2.

Tabla 2. Anlisis qumico por fichas tcnicas de las materias primas arcillosas

Caoln C-80 Caoln Sur

del Rio

Caoln

Patagonia

Arcilla

tincar sper

Arcilla La

Rioja

SiO2 57.10 58.70 60.80 64.40 44.57

Al2O3 31.00 28.60 27.24 24.20 39.60

Na2O 0.00 0.40 0.22 0.06 0.07

K2O 0.60 0.90 1.06 0.53 0.39

CaO 0.00 0.40 0.29 0.42 0.05

Fe2O3 0.40 0.40 1.61 0.60 0.46

MgO 0.00 0.00 0.54 0.18 0.11

TiO2 0.13 0.30 0.37 0.49 0.60

PxC 10.80 10.30 7.87 9.12 14.15

En la tabla 2, se puede que todas las arcillas analizadas contienen un alto porcentaje de slice

y almina, que son caractersticas de arcillas silicoaluminosas de base caolinitica, lo que las

hace favorables para la elaboracin de mullita, ya que otro tipo de arcilla silicoaluminosas que

no son de base caolinita (ejemplo esmectitas), poseen un bajo potencial para la formacin de

mullita primaria (mullita generada por la propia arcilla) y requeriran por lo tanto mayores

cantidades de almina para mullitizar completamente por tratamiento trmico. Cabe aclarar

que se observ una inconsistencia entre el anlisis qumico suministrado por el proveedor con

el tenor de caolinita calculado a partir de la prdida de masa (agua de estructura) observada en

el ATD-TG en el caoln Patagonia. Respecto al porcentaje de SiO2 la arcilla Tincar Sper

present un valor mayor y La Rioja una cantidad menor con respecto a las dems. Para el

porcentaje de Al2O3 la arcilla Tincar mostr el menor valor en comparacin a las otras, y la La

Rioja que present un mayor porcentaje con relacin a las dems. El caoln Patagonia y Sur

del Rio mostraron en suma los mayores porcentajes de impurezas, sobre todo de Na2O y K2O,

los cuales no son muy favorables para la elaboracin de mullita refractaria de alta gama,

debido a que contribuiran a bajar el punto de fusin, produciendo mayor fase vtrea y por

tanto bajas propiedades mecnicas en el producto final, por lo tanto se descart el uso de estos

2 caolines. Las arcillas con las que se prosigui trabajando fueron caracterizadas con el

ensayo de Cono Piromtrico Equivalente (C.P.E) e ndice de plasticidad (IP), encontrando


para el caoln C-80 vales de CPE = 29 (1659 C) y IP=7.4, para la arcilla Tincar Super valores

de CPE= 32 (1717 C) y IP= 8.0 y para la arcilla La Rioja valores de CPE= 34 (1763 C) y

IP= 3.8. Los resultados de CPE muestran que la arcilla La Rioja present mayor

refractariedad debido a un menor tenor de impurezas y una mayor cantidad de caolinita en su

composicin (observado en el TG), en cambio para el caoln C-80 present menor

refractariedad con respecto a la arcilla Tincar Sper. Luego de realizada la caracterizacin de

las materias primas, se procedi al mezclado de las mismas en forma estequiomtrica 3-2,

como se indic en el procedimiento experimental, obtenindose 3 mezclas (Cc80Acal,

AtinAcal, y AriojAcal) las cuales fueron prensadas uniaxialmente y calcinadas a 1600 C

durante 3 horas. Los DRX de las muestras tratadas a 1600C durante 3 horas se observan en la

figura 3.

0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 44 48 52 56 60 64 68 72

AA

AA

A

M MM

M

M

MMMMM

M

M

MM

MM

M

M

M

M

M

A

AA

A

AAM

MM

M

M

MM

MMM

M

MM

MM

M

M

M

M

M

MMM

M

M

MMMMMM

M

M

MM

MM

M

M

M

M

Inte

nsid

ad

(u

.a)

2 (Cu K1)

AriojAcal a 1600C

AtinAcal a 1600C

Cc80Acal a 1600CM = MULLITA

A = ALUMINUM OXIDE

M

A

Figura 3. Difractograma de las mezclas; AtinAcal (Arcilla Tincar - Almina calcinada), y

Cc80Acal (Caoln C-80 Almina calcinada) y AriojAcal (Arcilla La Rioja - Almina calcinada).

En la figura 3 se puede observar que las tres arcillas seleccionadas al mezclarlas con la

cantidad de almina correspondiente para obtener mullita 3-2, y calcinarlas a 1600 C durante

3 horas, producen una conversin casi total a mullita, quedando solo vestigios de almina sin

reaccionar y un resto de fase vtrea no apreciable en estos diagramas pero si en los diagramas

originales.

CONCLUSIONES

Se analizaron 5 arcillas caoliniticas de diferente origen geolgico nacionales p

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