Influence of firing temperature on the ceramic properties of illite-chlorite-calcitic clays
Se ha investigado la influencia de la temperatura de cocción en las propiedades cerámicas de las arcillas illita-clorita-calcítica. Se han seleccionado tres muestras del mismo yacimiento arcilloso. Se han determinado la pérdida de peso, los cambios dimensionales, la absorción de agua, la densidad ap...
| Autores: | , , , |
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| Tipo de recurso: | artículo |
| Estado: | Versión borrador |
| Fecha de publicación: | 2022 |
| País: | España |
| Institución: | Universidad de Jaén |
| Repositorio: | RUJA. Repositorio Institucional de la Producción Científica de la Universidad de Jaén |
| OAI Identifier: | oai:ruja.ujaen.es:10953/7415 |
| Acceso en línea: | https://hdl.handle.net/10953/7415 |
| Access Level: | acceso abierto |
| Palabra clave: | Illite Chlorite clays Calcite Ceramic tiles Bricks Mechanical strength Thermal conductivity 620.22 |
| Sumario: | Se ha investigado la influencia de la temperatura de cocción en las propiedades cerámicas de las arcillas illita-clorita-calcítica. Se han seleccionado tres muestras del mismo yacimiento arcilloso. Se han determinado la pérdida de peso, los cambios dimensionales, la absorción de agua, la densidad aparente, la porosidad abierta, la resistencia a la flexión y a la compresión, la tasa inicial de absorción capilar de agua y la conductividad térmica en función de la temperatura de cocción en el intervalo de 900-1200 ºC con un tiempo de remojo de 1 h. Se han examinado las microestructuras de las muestras cocidas mediante SEM y se ha estudiado la evolución de las fases mediante XRD. La capacidad de absorción de agua disminuyó de ~ 22 % a 900 ºC/1 h a un máximo de 12 % a 1200 ºC/1 h, con una contracción lineal máxima de ~ 2,7 %. Las porosidades abiertas disminuyeron de ~ 36 % a 900 ºC/1 h hasta ~ 20 % a 1200 ºC/1 h como efecto de la sinterización progresiva con un mayor grado de densificación de los cuerpos cerámicos. La resistencia a la flexión alcanzó un valor máximo de ~ 34 MPa a 1200 ºC/1 h. Por el contrario, las resistencias a la compresión aumentaron con la cocción hasta un máximo de ~ 114 MPa a 1200 ºC/1 h. La conductividad térmica aumentó ligeramente al aumentar la temperatura de cocción, con un valor máximo de 0,582 W/m·K en las muestras cocidas a 1200 ºC/1 h. Se aplicó la ecuación de Ryshkevitch-Duckworth y los resultados indicaron que la resistencia a la compresión está relacionada linealmente con la porosidad abierta. Se encontró una correlación lineal entre la conductividad térmica y la porosidad abierta. La evolución microestructural por SEM indicó que hay un cambio en las muestras cocidas a 1100 ºC en comparación con las observaciones SEM a 900 y 1000 ºC. Se observa un aumento de los contactos entre las partículas y las estructuras laminares asociadas a los minerales arcillosos deshidroxilados (illita y clorita), las partículas de cuarzo y los poros desarrollados por la cocción. A 1200 ºC/1 h, las microestructuras han cambiado debido al mayor grado de vitrificación de la muestra cocida, con la consolidación del material, los contactos entre partículas y cuellos y la formación de puentes vitrificados. La formación de poros cerrados y grandes poros abiertos de varios tamaños se ha logrado mediante la cocción. Se observaron pequeñas partículas como una fina precipitación de cristales en las estructuras vitrificadas asociadas a anortita, hematita y restos de cuarzo. Este cambio en la microestructura permitió deducir que la resistencia a la compresión aumentó tras la cocción, con valores máximos de esta propiedad cerámica a 1200 ºC. Los cuerpos cerámicos se sinterizaron más con la cocción y la porosidad abierta disminuyó progresivamente. La fabricación de ladrillos es la principal aplicación de estas arcillas calcíticas de illita-clorita cocidas. Estas arcillas, cocidas a 900-1100 ºC, con 1 h de tiempo de remojo, podrían aplicarse en la fabricación de tejas de arcilla, baldosas e incluso soportes cerámicos porosos con pequeñas variaciones en la contracción y la porosidad, buenas resistencias a la flexión y altas resistencias a la compresión. Las muestras cocidas a temperaturas más altas, 1100 ºC/1 h, podrían aplicarse como ladrillos cerámicos con una porosidad media (~ 20 %). Muestran casi la misma densidad aparente cuando se cocen a temperaturas más bajas (900 ºC). Las muestras cocidas a temperaturas más altas (1150-1200 ºC/1 h) podrían aplicarse como productos cerámicos oscuros. Esta investigación fue interesante porque se ha logrado un mejor conocimiento de las arcillas illita-clorita-calcíticas aplicadas como materias primas cerámicas. |
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