Influence of raw materials and forming technique in the manufacture of stoneware ceramic

Abstract

Se empleó material arcilloso y caliza proveniente de minas cercanas a la zona metropolitana de Cúcuta, así como el material de rotura después del proceso de cocción de productos cerámicos (chamota) para la conformación de probetas de baldosas cerámicas mediante las técnicas de extrusión y prensado. Una vez realizado el proceso cerámico (con temperaturas de cocción entre 1050°C y 1250°C), se evaluó el efecto de las diferentes mezclas preparadas sobre las propiedades tecnológicas de resistencia mecánica a la flexión, abrasión profunda y porcenta­je de absorción de agua de acuerdo a la norma técnica colombiana. Los productos cocidos fueron caracterizados mediante difracción de rayos X, fluorescencia de rayos X y microscopía electrónica de barrido a fin de evidenciar efectos causados por las materias primas y el tipo de moldeo empleado. Los resultados obtenidos dejan ver la existencia de un efecto de la composición mineralógica de las muestras y de la técnica de conformado sobre la propiedades tecnológicas analizadas al momento de elaborar cerámicos gresificados. Se evidenció que para las mezclas de materias primas utilizadas, la técnica de extrusión permite una más rápida formación de fase vítrea y contribuye a una recristalización más rápida en altas temperaturas. Los mejores valores para las propiedades tecnológicas analizadas fueron encontrados en la temperatura de 1150°C.

Clay-rich materials and limestone from mines close to the metropolitan area of Cucuta together with materials obtained after firing process of ceramic products (chamotte) were used to form samples of ceramic tiles using extrusion and pressing. Once the ceramic process was finished (with firing temperatures between 1050 °C and 1250 °C), the effect of different ceramic pastes on technological characteristics, such as mechanical resistance to flexion, deep abrasion and percentage of water absorption, was evaluated according to the Colombian technical standard. Samples were characterized using X-ray diffraction, X-ray fluorescence and scanning electron microscopy to identify effects caused by presence of raw materials and the type of molding used. The results show that mineralogical composition and forming technique have an impact on the technological properties of the resulting material. Also it can be seen that for mixtures of raw materials employed in the study, the extrusion technique allows faster glassy phase formation, however this molding technique could be one of the reason for faster recrystallization at high temperatures. The best values for the technological properties were found at temperature of 1150 °C.