Laboratorio de Cerámicos y Refractarios

$: Laboratorio de Cerámicos y Refractarios$
UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERÍA METALÚRGICA

GRUPO N° 2INFORME DE MOLDEO DE BARBOTINA

CURSO: CERAMICOS Y REFRACTARIOSPROFESOR: ING. ISMAEL PURIZAGA FERNÁNDEZ.

INTEGRANTES:

• Alvarado polo, Kevin José• Blas Salvatierra, Neybi• Flor Altamirano, Alcira• Negreiros Vásquez, Henry• Sánchez kikin • Ortiz Cárdenas, Walter• Zabala Ríos, Miguel Ángel

Trujillo-Perú2015


ING METALURGICA: CERAMICOS Y REFRACTARIOS Página 2


LABORATORIO DE CERÁMICOS Y REFRACTARIOS

TITULO:

MOLDEO DE BARBOTINA

OBJETIVO:

Preparar los molde de yeso.

Aplicación y uso de la barbotina en la fabricación de una figura estética.

Conocer el procedimiento de moldeo, secado, cocción y pintado de la figura

obtenida.

FUNDAMENTO TEORICO:

La Arcilla:

La arcilla es un material natural que está constituido por minerales en forma de granos. Puede ser un material muy moldeable al ser combinado con agua, por se le puede dar cualquier forma y luego, se endurece al secar o al ser sometida al calor. Por esas propiedades, la arcilla es ampliamente utilizada para realizar objetos cerámicos; de hecho, fue la primera cerámica realizada por el hombre y hasta hoy, uno de los materiales más utilizados.

La arcilla se habría formado a partir del desgaste de las rocas, especialmente las compuestas por silicato y feldespato, sumando factores como presión tectónica, sismos, erosión, etc. Se considera físicamente como un coloide, por su composición de partículas tan pequeñas y de superficie lisa. Se puede encontrar en diversas coloraciones debido a impurezas minerales, pero es blanca en su estado puro.

Las arcillas se pueden clasificar en primarias y secundarias, según cómo se encuentran en la naturaleza. Las arcillas primarias son las que se encuentran en el mismo lugar en donde se formaron, es decir, no han sido transportadas por el agua o el viento. La única arcilla primaria conocida es el caolín, que tiene un grano más grueso y es menos plástico y en estado puro es casi blanco. El otro grupo es el de las arcillas secundarias, que son las que han sido transportadas del lugar en que se originaron. El agua es el elemento más común que las ha transportado;



también el viento y los glaciares lo han hecho. Estos tipos de arcillas son mucho más comunes y se componen de más elementos como mica, hierro, cuarzo y otros minerales procedentes de diferentes fuentes.

Las arcillas tienen propiedades que las han hecho muy útiles para el uso humano desde la antigüedad. Una de sus características más importantes es su plasticidad, que es diferente en cada tipo de arcilla. Se produce cuando se agrega una cantidad de agua determinada, con la que se hace moldeable para adquirir casi cualquier forma. También, es característico en la arcilla que al evaporarse el agua en el proceso de secado, la pieza se encoge. Las arcillas pueden resistir temperaturas altas sin mostrar cambios; es importante saber que cada tipo de arcilla tiene distintas temperaturas de cocción. Además, según el tipo de arcilla, presentan porosidad; a menor temperatura de cocción, mayor porosidad y mayor absorción.

El uso más común de las arcillas es en artículos cerámicos para uso práctico y también decorativo. En la prehistoria se utilizó mucho para construir vasijas y también en construcciones de tapial, adobe y ladrillo, que hasta hoy se realiza. En la antigüedad destacan las tablillas de arcilla utilizadas en la escritura cuneiforme. La arcilla también se utiliza para realizar instrumentos musicales como la ocarina y en procesos industriales para producir cemento y papel. Además, los usos de la arcilla aumentan considerablemente, al ser mezclada con otros minerales para producir loza, gres y porcelana.

PROPIEDADES DE LA ARCILLA.

Plasticidad: Mediante la adición de una cierta cantidad de agua, la arcilla puede adquirir la forma que uno desee. Esto puede ser debido a la figura del grano (cuanto más pequeña y aplanada), la atracción química entre las partículas, la materia carbonosa así como una cantidad adecuada de materia orgánica.

Merma: Debido a la evaporación del agua contenida en la pasta se produce un encogimiento o merma durante el secado.

Refractariedad: Todas las arcillas son refractarias, es decir resisten los aumentos de temperatura sin sufrir variaciones, aunque cada tipo de arcilla tiene una temperatura de cocción.



Porosidad: El grado de porosidad varía según el tipo de arcilla. Esta depende de la consistencia más o menos compacta que adopta el cuerpo cerámico después de la cocción. Las arcillas que cuecen a baja temperatura tienen un índice más elevado de absorción puesto que son más porosas.

Color: Las arcillas presentan coloraciones diversas después de la cocción debido a la presencia en ellas de óxido de hierro, carbonato cálcico…

ARCILLA COMUN (Arcilla roja)

BARBOTINA:

La barbotina es una emulsión o suspensión de arcillas y/o otras materiales no

plásticos en un líquido inmiscib1e (normalmente agua).

Es un líquido espeso con el cual se llenan los moldes en el proceso de elaboración

de las cerámicas, la realización se hace con gran exactitud, a continuación se

concretan un par de fórmulas para hacer una pasta de barbotina la proporción de

los defloculantes.A continuación se concretan un par de fórmulas para hacer una

pasta de barbotina la proporción de los floculantes. Entre ambos no deben superar

el 7 x mil del peso de la pasta seca, generalmente se agrega primero el silicato

sódico y luego el carbonato de sodio (ojo, no de calcio) disuelto en agua. El silicato

puede llegar a un 3 a 4 x mil, el carbonato algo menos, 2 a 3 x mil (generalmente

la mitad del silicato).



Arcilla......................65%

Cuarzo.....................15%

Feldespato...............10%

Carbonato de calcio...10%

Agua: 45% del peso de los ingredientes secos.

La proporción de los floculantes según se indica en el párrafo anterior.

Otra fórmula más sencilla que la anterior:

Arcilla .........................70,0%

Cuarzo.........................18%

Carbonato de calcio.....12,%

Las proporciones de agua y defloculantes similares a la anterior.

BARBOTINA (arcilla blanca)

EL MOLDE:

Un molde es una pieza de yeso que se puede comparar con una imagen

tridimensional en negativo, ya que los relieves del molde resultan las hendiduras



de la pieza y viceversa. La mayoría de los moldes están formados por varias

piezas, para poder desmoldar figuras que a veces son complejas y por un par de

orificios por donde se introduce la barbotina.

Antes del vaciado, habrá el molde para revisar el diseño y asegurarse que no tiene

polvo, partículas ajenas, o restos de vaciados anteriores. Para limpiar el molde por

dentro utilice una brocha suave y seca, nunca utilice agua porque dañara el diseño

interno.



MOLDEO POR COLADA:

El Moldeo por colada o vaciado por colada, es una técnica de modelado, adaptada

a la cerámica artística desde su desarrollo en la industria cerámica. Consiste en

verter dentro de un molde poroso, una barbotina líquida. En este molde,

(normalmente de escayola y que puede estar formados por varias piezas), se

realiza un fenómeno de intercambio electrolítico (osmosis) como consecuencia el

agua y materiales solubles pasan a la escayola, dejando una capa de arcilla en

estado sólido. Dependiendo del tiempo que se deje la barbotina dentro del molde,

y del estado de este, así será el grosor de la pieza, una vez obtenido este dato

solo queda, darle la vuelta al molde y vaciar el exceso de barbotina.

En el proceso del vaciado por colada de la barbotina, el molde de yeso sufre por

acumulación de sales solubles presentes en la barbotina (con lo que se tapan los

poros de este), como carbonato cálcico, sulfato de sodio, y por otro lado tiene una

utilidad, buscada desde antiguo, mezclar barbotina nueva, con la vieja de otros

colados, para mejorar la tixotropía.



PASOS PARA UNA BUENA ELABORACIÓN DE UN MOLDE DE YESO

Partimos del modelado de la pieza original. Revisamos la simetría para evitar

candados o trampas que atoren el yeso y la barbotina. Marcamos las dos partes.

Agregamos, modelando, la boca de vaciado.



Tomando como eje la línea que marcan las dos partes del original, procedemos a

formar el molde perdido con arcilla. Lo pulimos y lo recortamos.

Colocamos la cajonera alrededor del molde. Cuidamos que quede bien sellado. Si

no es así, tapamos las rendijas con arcilla, presionándola muy bien para evitar que

se nos tire el yeso.



Para preparar el yeso cerámico, colocamos la cantidad de agua deseada a

temperatura ambiente. Promedio Relación de 1 a 1 Poco a poco, sin

batir,agregamos el yeso.

Continuamos agregando el yeso cerámico, hasta formar una isleta en forma de

cono al centro del recipiente. Se deja reposar unos minutos.

Esto depende del tiempo de fraguado del yeso de acuerdo a la información del

proveedor. Normalmente uso yeso cerámico que fragua en 20 minutos, lo que me

permite accionar con más libertad.



Cuando el yeso se humectó. Se mezcla, preferentemente con las manos. De esta

manera se deshacen los grumos y no se forman burbujas.

Cuando el yeso esta terso y fluido, lo vaciamos partiendo de una esquina de la

cajonera hasta llenarlo completamente en una forma continua. Observarán que en

este paso no se aplicó ningún desmoldante. Porque la arcilla y la madera no lo

necesitan,Ya llena la cajonera, corregimos manualmente los niveles y con breves



golpes a la mesa de trabajo, asentamos el yeso y sacamos las burbujas que se

hayan formado.

Retiramos la cajonera y el molde perdido y ya tenemos la primera cara del molde.



Aplicamos el jabón desmoldador en el área del yeso. Procurando no formar

burbujas o dejar rayas o marcas que harían más difícil el desmolde. Normalmente

uso jabón industrial, sin agregados de color ni aromatizantes. Comúnmente es de

color ámbar y se debe diluir 6 partes de agua por 1 de jabón y se mezcla

calentándolo en baño de María. Se guarda bien tapado. En caso de solidificarse

se procede a calentar nuevamente.

Colocamos la cajonera para vaciar la segunda parte del molde. Recordando sellar

con arcilla todas las ranuras que pudieran quedar.

Preparamos el yeso como en la primera vez y lo vertimos desde una esquina,

hasta llenarlo completamente en forma continua.



Con esto tenemos las dos caras del molde. Dejamos reposar unas horas. Pasado

este tiempo procedemos a separar las dos partes y retirar el original. Ponemos a

secar el molde. El tiempo de secado dependerá del clima, el grosor y peso del

molde. Se puede acelerar el secado poniéndolo al sol o con ventilador de aire

caliente. Nunca en horno ni con fuego, corremos el riego de calcinarlo. Pero

siempre debemos de secar las dos partes juntas.

Seco y limpio el molde realizamos la primera prueba. Las dos partes del molde se

sujetan con un cincho para que queden bien ajustadas. Se vierte la barbotina que

se haya elegido.

COLADO DE BARBOTINA

Slip casting (Colado de una suspensión).

Una suspensión acuosa conteniendo partículas finas de materiales arcillosos se

denomina SLIP. En la técnica de conformado de materiales cerámicos

denominada SLIP CASTING una suspensión de partículas cerámicas en un

líquido, usualmente agua, (papilla) es vertida o bombeada en un molde poroso,

generalmente de yeso. El molde contiene capilares finos (de pequeño diámetro),

que absorben el líquido (agua) de la suspensión (succión capilar) en contacto con



el molde, lo que causa que se forma una capa consolidada y compacta de material

cerámico (Aumenta la concentración de partículas sólidas) en la intercara molde –

suspensión. La papilla se deja en el molde hasta que se alcanza el espesor

deseado, momento en el cual la papilla no consolidada se retira del molde.

Existen varias opciones, dependiendo de la complejidad de la pieza y

de otros factores, que son:

Colado simple en un molde de una pieza.

Colado simple en un molde de más de una pieza.

Drain casting (Colada hueca). Piezas de paredes delgadas y uniformes.

Solid casting (Colada maciza)

Colado en vacío.

Colado centrifugo.

Colado bajo presión.

Colado con molde soluble.

Gel casting.

Las 4 primeras opciones de refieren al colado tradicional y las

siguientes al no tradicional. La aplicación de presión, vacío o de la fuerza

centrífuga se usa para aumentar la velocidad del proceso de colado. La figura .1

muestra de forma esquemática la técnica de colada hueca (Drain casting), que es

la más común dentro de los métodos basados en el SLIP CASTING. La

suspensión se vierte en el molde y el líquido (agua) es succionado en las zonas en

contacto con las paredes del molde, formándose una capa de partículas de

empaquetamiento compacto, que va creciendo en la suspensión desde las

paredes del molde. La suspensión permanece en el molde hasta que se alcanza el

espesor deseado, momento en el cual la suspensión restante se retira del molde.



El proceso de colada hueca se utiliza para la fabricación figuras

artísticas, lavabos y otros artículos sanitarios, crisoles y una amplia variedad de

otros productos.

Figura: Esquema ilustrando el proceso de colada hueca o drenante (drain casting).

Llenado del molde con la suspensión

El molde succiona el líquido de la suspensión próxima a su pared

consolidándola.

Se retira el exceso de suspensión dejando una pieza hueca

La pieza se retira después de un secado parcial.

ETAPAS PARA LA PREPARACION DEL PROCESO DE COLADO DE BARBOTINA

A. PREPARACION DE LA BARBOTINA

1. Moler el mineral arcilloso a una granulometría adecuada.

2. Medir el agua cuidadosamente y vaciar el agua indicada para el tamaño del

mezclador batch, adicionar mineral hasta menos el 1/3 de la capacidad de

batch y proceder a mezclar por un buen lapso de tiempo, por inspección

visual y táctil terminar el proceso de mezclado.

3. Agregar una cantidad mínima de silicato de sodio (alcasil) al batch y añada

una cantidad igual de agua en un posillo pequeño. Repartirlo en 3 partes

por lo menos. Nunca hay que añadir todo el dispersante directamente, se

tiene que ir regulando y proceder a añadirlo.



4. Después de mezclar un corto tiempo, permitiendo que el silicato de sodio

enralezca (agudezca) al batch, adicionar más de arcilla. Permitir que la

arcilla se mezcle dentro del batch homogéneamente.

5. Añadir 1/3 más de la solución de silicato de sodio. Este de nuevo

enralecerá al batch.

6. Después de mezclar un corto tiempo (aprox. 10 min.), añadir el 1/3 final de

la arcilla al mezclador.

7. El último 1/3 de solución de silicato de sodio debe ser añadido en esta vez.

Se añade la tiza y la sílice (diluido en agua en un recipiente aparte) y se

deja agitar el batch un buen tiempo hasta que esté completamente

homogéneo.

8. Una vez obtenida 1a mezcla homogénea se tamiza en una mal1a muy fina,

generalmente con un colador, teniéndose así la barbotina.

A. VERTIDO DE LA BARBOTINA EN EL MOLDE POROSO:

La barbotina tamizada (colada) es vaciada dentro del molde poroso (yeso).

El molde de yeso permite la absorción parcial del líquido (agua) de la

barbotina, la eliminación del agua por el material poroso favorece la formación

una capa densa en las paredes internas del molde tomando su forma. El

material formado en las paredes del molde es semiduro.

Cuando el espesor de esta capa es adecuado se interrumpe el proceso y el

exceso de barbotina se desaloja de la cavidad (drenado de molde). Luego se

deja el molde boca abajo unos minutos para que termine de drenar.

El material debe dejarse en el molde hasta que alcance la resistencia

necesaria para ser manipulado y retirado posteriormente(desmoldado)



Luego de ser desmoldado se procede a dar el acabado, utilizando paletas y

cuchillas especiales para cerámica se desbarba los sobrantes y se redondean

los filos agudos. Luego, se pule con una esponja humedecida con agua toda la

superficie dándole un acabado liso y mejorado a la pieza cerámica.

A. SECADO:

9. Durante el secado se elimina parte del agua de amasado hasta un 5%.

Debe de realizarse de forma gradual y progresiva para evitar alabeos y

resquebrajamientos. La operación de secado es operación de transferencia

de masa de contacto gas – solido, donde la humedad contenida en el sólido

se transfiere por evaporación hacia la fase gaseosa, en base a la diferencia

de presión de vapor ejercida por el sólido húmedo y la presión parcial de

vapor de la corriente gaseosa. Cuando estas dos presiones se igualan, se

dice que el sólido y el gas están en equilibrio y el proceso de secado cesa.

B. COCCION

Este proceso se realiza a la pieza para que consiga las propiedades y

microestructuras deseadas. Cualquier defecto de las fases de fabricación

anteriores se manifestará y potenciará durante le cocción. La cocción se realiza en

distintos tipos de hornos:

Hornos discontinuos: estarán fríos cuando se coloquen los productos a cocer, a

continuación se eleva la temperatura progresivamente hasta obtener el punto

óptimo previsto para cada pasta, y luego se va enfriando lentamente.

Hornos continuos: la temperatura para la cocción siempre estará presente, para la

cocción de los productos se deslizan éstos par la zona de fuego (hornos túnel) o,

por el contrario el fuego avanza encontrándose los productos estáticos (hornos

hoffmann). Sea cual sea el sistema están constituidos por tres zonas caloríficas;

precalentamiento, cocción y enfriamiento.


PREPARACION DEL MOLDE

SECADO DEL MOLDE

PREPARACION DE LA BARBOTINA

COLAJE DE LA BARBOTINA EN EL MOLDE

DESMOLDEO DE LA PIEZA

SECADO DE LA PIEZA

COCCION DE LA PIEZA

PINTADO DE LA PIEZA

PIEZA TERMINADA


DIAGRAMA DE FLUJO DEL PROCESODE UN PRODUCTO CERÁMICO



MATERIALES Y EQUIPOS:

MATERIALES:

Barbotina

Pinturas pigmentadas

Arcilla

Molde de yeso

Agua

EQUIPOS Y HERRAMIENTAS:

Embudo

Recipiente de plástico (balde) para el vaciado de la barbotina

Ligas para asegurar el molde

Brocha

Horno tipo mufla

Balanza

PROCEDIMIENTO PARA LA ELABORACION DE UN PIEZA CERAMICA:

1. Se procedió a limpiar bien con una brocha el molde de yeso para que no contenga

polvos o residuos evitando de esta manera algún imperfecto en el moldeo.



2. Aseguramos el molde de yeso con ligas evitando de esta manera derramar la

barbotina por los puntos de unión de los yesos.

Asegurando también los filos de unión de los molden cubriendo con arcilla roja para

asegurar el 100 % de que no exista ninguna fuga de la barbotina .



2. Vaciamos la barbotina que se encuentra en un balde dentro del molde de yeso

hasta llenarlo en su totalidad. Una vez vaciada la barbotina se deja secar en el

molde por un tiempo aproximado de 20 a 25 minuto.

3. luego observamos que la barbotina empieza a cubrir todos los espacios del

molde el cual empieza a descender el cual se va agregando continuamente la



barbotina al molde hasta q haya formado una contextura adecuada la figura

para asi no llegar ah romperse.

4. y por ultimo volver al observar el molde y viendo la pieza ah sacar , teniendo un

diámetro adecuado de la formación de la barbotina en el molde, Dejamos el

molde volteado hacia abajo para vaciar la barbotina sobrante y dejamos un

tiempo en el molde para que alcance una consistencia adecuada.



5. Procedemos a retirar el molde de yeso lo más cuidadosamente posible para

evitar daños a la barbotina que se encuentra húmeda.



6. Luego cuidadosamente procedemos a darle un mejor acabado con una cuchilla y una esponja húmeda en la superficie del cerámico.

7. Luego procedemos a unir las piezas usando la barbotina como pegamento.



8. Se deja secar ah temperatura ambiente por un promedio de 6 días antes de de introducir al horno para la cocción



9. Se seca en el horno, donde la temperatura debe ir subiendo gradualmente para

evitar rajaduras o fisuras en la pieza (T° de 400°C). Procedemos al proceso de

cocción del cerámico en el horno eléctrico (T° de 900°C).



10. Finalmente procedió a pintar la pieza y obtener el cerámico ya listo y terminado.



VI.- CONCLUSIONES:

Se aprendió a preparar un molde de yeso y cerámico.

Se puede obtener diversas formas de cerámicos debido a que la arcilla se trabaja

en un estado pastoso.

El molde se puede utilizar muchas veces para el proceso de molde o obteniendo

de esta manera muchas copias de un mismo objeto.

Al secar el cerámico se logró eliminar el agua empleada en la preparación de la

barbotina.

La cocción que se realiza hasta una temperatura de 900 ºC nos sirvió para

eliminar el agua de recristalización.

En la cocción ocurre la concentración y dilatación de la masa.

Se logró realizar el procedimiento adecuado para la fabricación de la pieza:

moldeo, secado, cocción y pintado.

Este laboratorio fue de gran importancia para saber el proceso de obtención de un cerámico.



VII.- REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS:

Hans, Appold. “TECNOLOGIA DE LOS CERAMICOS”1era Edición Ed. Reverte. S.A. Barcelona-

España.1992

http://ceramica.wikia.com/wiki/Moldeo_por_colada

http://www.misrespuestas.com/que-es-la-arcilla.html

http://html.rincondelvago.com/arcilla.html

http://html.rincondelvago.com/ceramica_fabricacion.html

http://es.scribd.com/doc/142494407/1/EL-MOLDE


http://www.emison.com/secaderos%20ceramica.htm

https://sites.google.com/site/tallercrearte5193155/proceso-de-elaboracion-de-la-barbot

http://www.todacultura.com/glosarioceramica/barbotina.htm

http://www.ceramicatrespiedras.com/cursos/tecnicas/molde-de-yeso-de-2-partes


http://www.ceramicatrespiedras.com/cursos/tecnicas/molde-de-yeso-de-2-partes

http://www.todacultura.com/glosarioceramica/barbotina.htm

https://sites.google.com/site/tallercrearte5193155/proceso-de-elaboracion-de-la-barbot

http://www.emison.com/secaderos%20ceramica.htm


http://es.scribd.com/doc/142494407/1/EL-MOLDE

http://html.rincondelvago.com/ceramica_fabricacion.html

http://html.rincondelvago.com/arcilla.html

http://www.misrespuestas.com/que-es-la-arcilla.html


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