Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Oct 2010)

Uso del carbonato sódico como ligante en composiciones de baldosas cerámicas

  • Quereda, F.,
  • Sánchez, E.,
  • García-Ten, J.,
  • Gozalbo, A.,
  • Beltrán, V.,
  • Sánchez, J.,
  • Sales, J.

Journal volume & issue
Vol. 49, no. 4
pp. 327 – 334

Abstract

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This study analyses, first, the influence of sodium carbonate content on the behaviour of the ceramic tile body composition during the different manufacturing process stages (preparation of the suspension, pressing, and firing), as well as on unfired tile mechanical strength. It has been verified that sodium carbonate can be used as a binder in ceramic tile compositions, since small percentages considerably enhance dry tile mechanical strength. It has furthermore been determined that for each composition there is an optimum addition content, with high increased mechanical strength (up to 70%), without this noticeably affecting the rheological behaviour of the suspension to be spray dried. These results are currently being patented (patent applicationº P200930148). Once the binding effect of sodium carbonate had been verified, it was sought to establish its action mechanism. For this purpose, drops of mixtures of a standard ceramic composition and increasing quantities of sodium carbonate were prepared. The drops were rapidly dried and the granules were characterised by scanning electron microscopy. It was thus verified that the most likely sodium carbonate action mechanism was formation of solid bridges by crystallisation.<br><br>En este estudio se analiza, en primer lugar, la influencia del contenido de carbonato sódico sobre el comportamiento de la composición durante las distintas etapas del proceso de fabricación (preparación de la suspensión, prensado y cocción), así como sobre la resistencia mecánica de las baldosas crudas. Se ha comprobado que el carbonato sódico puede emplearse como ligante en composiciones de baldosas cerámicas, ya que en pequeños porcentajes produce aumentos considerables de la resistencia mecánica de las piezas en seco. Asimismo, se ha determinado que para cada composición existe un contenido óptimo de adición, con el cual el aumento de resistencia mecánica es elevado (hasta un 70%) sin afectar de forma apreciable al comportamiento reológico de la suspensión a atomizar. Estos resultados han sido patentados (solicitud de patente nº P200930148, actualmente en trámite). Una vez comprobado el efecto ligante del carbonato sódico, se ha tratado de establecer su mecanismo de actuación. Para ello se han obtenido gotas de mezclas de una composición cerámica estándar y cantidades crecientes de carbonato sódico. Las gotas se han secado de forma rápida y los gránulos se han caracterizado por microscopía electrónica de barrido. De esta manera se ha comprobado que el mecanismo más probable de actuación del carbonato sódico es el de formación de puentes sólidos por cristalización.

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