Boletín de la Sociedad Española de Cerámica y Vidrio (Feb 2000)
Frost-resistance of red ceramic products
Abstract
The present work is a study about degradation occurring with red ceramics whenever they are exposed to the environmental conditions of a cold and humid climate. Four different types of clay from Rio Grande do Sul were studied: two of them from the Serra Geral formation, and the other two from the formation of Strada Nova, which are commonly used to make roof tiles. The clay was characterised to identify its chemical and mineralogical composition. Also the physical properties were researched. In the ceramic processing, the pressure with four different sintering temperatures (850ºC, 900ºC, 950ºC, and 1000ºC) at three different intervals (3, 12, and 24 hours) were used. The ceramic materials thus obtained were characterised according to their physical properties (water absorption, total density, porosity, and porous size), and mechanical (mechanical resistance over four points). For the characterisation of the degradation mechanism, some trials were carried out to obtain the coefficient of saturation and on frost and defrost cycles. The microstructural analysis was made with a scanning electronic microscopy. On the basis of the results obtained, a model for the degradation mechanism is presented, and a degradation factor which relates the total volume of mesopores to the standard size of mesopores is suggested. It was concluded that the red ceramic products more prone to be frost-resistant are those presenting a degradation factor below 100.<br><br>Se estudia la degradación que sufre la cerámica roja cuando se expone a la acción de los climas fríos e húmedos. La experimentación se ha realizado con cuatro arcillas de la son expuestas a los climas fríos y húmedos. Se investigaron cuatro diferentes arcillas de la provincia del Rio Grande do Sul, que se emplean tradicionalmente en la fabricación de tejas. Dos de ellas pertenecen a la formación de la Serra Geral y las otras dos de la formación Estrada Nova. La caracterización de las arcillas ha incuido: composición química y mineralógica, granulometría, plasticidad, humedad de moldeo, contracción lineal de secado e resistencia a la flexión de piezas secas. Las probetas han sido moldeadas por prensado, y cocidas a 850º, 900º, 950º y 1000ºC con tres tiempos de permanencia a la temperatura máxima (3, 12 y 24 horas). En las probetas cocidas se ha determinada la capacidad de absorción de agua, la densidad total, la porosidad abierta, la distribución del tamaño de los poros y la resistencia a la flexión en cuatro puntos. En el estudio del comportamiento a los ciclos de congelación-descongelación, ha incluido, además de la ciclación de las probetas, la determinación de sus coeficientes de saturación y el análisis microestructural, por microscopia electrónica de barrido, de probetas de probetas que han sufrido la ciclación. Apoyándose en los datos obtenidos, los autores presentan un modelo para el mecanismo de degradación, y sugieren un factor de degradación, que relaciona el volumen total de mesoporos con su tamaño medio. Según este modelo, los productos cerámicos de arcilla, que tienen una lata probabilidad de ser resistentes a los ciclos de congelación - descongelación, son aquellos cuyo factor de degradación es menor de 100.
