01.Ceràmica i obra de fàbrica

seminari
ceràmica
obra de fàbrica ceràmica
índex
1 CERÀMICA
1.1 ORIGEN DEL MATERIAL
1 2 PROPIETATS
1.2
2 OBRA DE FÀBRICA CERÀMICA
2.1 ORIGEN DEL MATERIAL
2.1 PROPIETATS
3 PRODUCTES I SISTEMES ASSOCIATS
4 REUTILITZACIÓ I RECICLATGE
5 ARQUITECTI¡URA ASSOCIADA-EXEMPLES
ANNEXE: VISITA A LA FABRICA PIERA ECOCERAMICA
1 CERÀMICA
1.1 ORIGEN DEL MATERIAL
1.1.1 La matèria mineral: l’argila
1.1.1.1 Origen de l’argila
1.1.1.2 Propietats físiques i químiques de l’argila
l argila
1.1.1.3 Tipus d’argiles
1.1.2 La ceràmica
1.1.2.1 La pedra artificial: la ceràmica. Procés d’obtenció.
a. humectació
b. co
b
conformació
o ac ó
c. assecat
d. cocció
e. l’esmalt
f .altres intervencions i alteracions
1.1.2.2 Evolució històrica
1.2 PROPIETATS DE LA CERÀMICA
1.2.1 Propietats físiques
1.2.2 Propietats químiques
1.2.3 Propietats mediambientals
1.1 ORÍGEN DEL MATERIAL
1.1.1 La matèria mineral: l’argila
1 1 1 1 Origen
1.1.1.1
Oi
d l’argila
de
l’
il
Argila és un tipus de roca sedimentària, d’origen detrític -per tant disgregada-, terrosa amb textura
criptocristal·lina i amb una composició química del grup dels fil·losilicats amb estructura laminar.
1.1.1.2 Propietats físiques i químiques de l’argila
L’Argila està formada fonamentalment per minerals argilosos, es a dir, per silicats d’alumini hidratats.
La fórmula genèrica és del tipus:
Al2 O3 . m SiO2 . n H2O. (ón 0,3>m>8 y 0,5> n >19)
Aquests silicats d
d’alumini
alumini hidratats són capaços d
d’embeure
embeure una certa quantitat d
d’aigua
aigua i augmentar així
el seu volum amb el que també varia la seva plasticitat, és a dir, adquireixen deformacions que no
desapareixen encara que deixi d’actuar la força que les ha provocades.
Físicament es considera un col
col·loide,
loide, de partícules extremadament petites i de superfície llisa. A nivell
granulomètric el diàmetre de les partícules d’argila és inferior a 0,002 mm.
Els minerals argilosos
g
((del g
grup
p dels
filosil·licats) estan constituïts per
tetraedres de SiO4 amb els vèrtex de
les seves bases units formant capes
que poden enllaçar per cations formant
estrats i aquests poden unir-se entre
ells per molècules d’aigua.
1.1.1.3 Tipus d’argila
Atenent a la seva formació i ubicació del jaciment on es troben existeixen dos tipus o classes
d’argila:
d
argila: primàries i secundàries
Argiles primàries:
Es troben als llocs on es troben les roques d’on precedeixen.
Son molt pures,
pures de color blanc i poc plàstiques
plàstiques.
La CAOLINITA és l’única argila primària coneguda. S’utilitza per fabricar la porcellana.
Argiles secundàries:
Són les que ss’han
han format al llarg del temps separant-se
separant se de les roques d'origen
d origen i sedimentant-se.
sedimentant se.
En ocasions es troben a distàncies considerables del lloc d’origen.
Gràcies al procés de formació de les argiles, aquestes gairebé mai són pures, no són formades
per un sol mineral. L’argila doncs, està formada per minerals argilosos, solen ser minerals
transportats des del seu lloc d’origen per aire o vent fins al seu lloc de sedimentació. És doncs
durant aquest viatge quan ss’incorporen
incorporen altres minerals i substàncies.
substàncies
Són de colors diversos segons la seva composició: del vermell al negre, passant pel groc i el gris.
Son molt plàstiques i resulten fàcils de treballar.
Impureses:
-Minerals detrítics: Quars, feldespats, carbonats, sulfats, etc.
-Òxids de ferro, alumini de magnesi.
-Matèria
Matèria orgànica
La mescla de minerals dona:
gran diversitat d
d’argiles,
argiles, colors, textures, diferents plasticitats
-gran
Depenent de la composició de les argiles, els productes ceràmics adquiriran un color o un altre,
tindran diferents densitats, propietats hidròfugues, etc.
1.1.2 La Ceràmica
1.1.2.1 La pedra artificial: la ceràmica. Procés d’obtenció
Durant els processos d’obtenció de ceràmica es produeixen transformacions químiques irreversibles i
l’aparició d’un material nou.
S’extreu argila i es retorna ceràmica.
a. humectació:
l’argila i l’aigua
b conformació:
b.
el motlle
c. assecat:
la porositat
d cocció:
d.
la ceràmica
e. l’esmalt:
f altres intervencions i alteracions
f.
a. humectació: l’ argila i l’ aigua
Al2 O3 · m SiO2 · n H2O (On 0,3>m>8 y 0,5> n >19)
Veiem que l’aigua
l aigua no hi és combinada químicament
químicament, malgrat que sigui part integrant de la molècula
molècula. En aquest
cas parlarem d’aigua de constitució. A més, per la seva capacitat d’embeure’s l’aigua, ho fa de dues maneres
diferents:
Per ABSORCIÓ: L’aigua es distribueix homogèniament por tota la massa a nivell molecular
arribant a formar una suspensió col·loïdal.
Per ADSORCIÓ: les partícules s’ adhereixen a les superfícies de les partícules laminars
(estructura laminar) de la argila a causa de forces residuals del tipus:
Físic
(forces de Van de Waals)
Químic (Transferència d’electrons entre la argila i l’aigua)
En contacte amb l’aire l’argila seca pren una quantitat de vapor d’aigua que es funció de la pressió de vapor
d’aigua que l’envolta, del desenvolupament de la superfície del grà que la composa i de la mida d’aquest.
En afegir-li aigua a l’argila, aquesta l’anirà incorporant i variant la seva plasticitat. En general admeten un
volum d’aigua d’un 20% del seu volum aparent (no emmotllament manual). Del 20% al 40% la plasticitat
adquirida permetrà emmotllament manual
manual. A partir d’aquest
d aquest punt
punt, el grau de plasticitat augmentarà fins a arribar
a la pèrdua de la cohesió i la plasticitat fins a comportar-se com un líquid i finalment com una suspensió
col·loïdal.
Simultàniament a l’admissió d’aigua, les argiles experimenten un augment de volum que normalment és
d’un 50% en les il·lites i de fins un 1600% en las argiles bentonítiques.
Aquests fenòmens d’augment i disminució de volum a causa de l’absorció d’aigua, són reversibles.
La quantitat d’aigua incorporada i la manera com després s’evapora intervé decisivament en les
característiques del producte final. Incideix també de forma important en l’estudi de terrenys per edificar, ja que
pot provocar problemes de lliscament, inflaments i contraccions (sobretot en el cas de les bentonites)
L'aigua ha de ser el més pura possible perquè no apareguin EFLORESCENCIES per les sals.
b. conformació
Manual
Es col·loca la pasta a ma dins del motlle i es comprimeix amb premsadora, donant forma a la peça.
El motlles son d’elaboració senzilla, i permeten molts tipus de motlles
Premsat mecànic
Procediment realitzat per acció d’una compressió mecànica.
El material és sotmès a un tractament de moltura via seca o via humida fins a una granulometria molt
fina segons el producte a elaborar.
El granulat es col·loca en un motlle sobre el qual s'exerceix una força de 600 a 1400 Tn. que conforma
l peça amb
la
b la
l forma
f
i espessor determinat.
d t
i t El motlles
tll son metàl·lics
tàl li de
d gran exactitud
tit d dimensional.
di
i
l Són
Só
més rígids i complexes degut a la pressió que exerceix la màquina. Això suposa un cost més elevat i
varietat més reduïda
Extrusió
Consisteix en fer passar una columna de pasta en estat plàstic, a través d’una matriu que forma una
peça
p
ç de secció constant. Queden limitats p
pel disseny
y de la matriu.
c. assecat
En el procés d’assecat es treu l'aigua
g per evaporació natural.
Es produeix un procés de contracció del volum i d’aparició de porositat
L’assecatge és un procés que requereix un control exhaustiu. L’excés de velocitat d’evaporació d’aigua en
superfície, pot provocar tensions elevades i conseqüentment fisuració i esberlament.
És un procés reversible: Fins als 100ºC, si tornem a afegir aigua tindrem pasta d’argila.
PRIMERA FASE
SEGONA FASE
TERCERA FASE
La massa es compacta
compacta.
Es redueix el volum
pràcticament en la
mateixa proporció que
l’aigua eliminada
No apareix aire dins la
massa.
La contracció no manté
relació directa amb la
pèrdua d’aigua.
Infiltració d’aire que
substitueix part de
l’aigua expulsada
S’assequen
S
assequen els gels.
gels
Augmenta el volum dels
porus.
Nul·la aparició de porus.
Augmenta la porositat
Augmenta la porositat
En una massa d’argilaaigua (55% argila- 45%
aigua) s’experimenta una
disminució de volum de
un 6%
Pot arribar a perdre 22%
de volum.
No es produeix
contracció.
d. cocció
L’acció de determinats nivells de calor sobre l’argila produeix canvis físics i químics.
El p
procés de cocció p
provoca canvis de fase,, oxidacions,, sinteritzacions i vitrificacions.
Es un procés irreversible en el qual apareix un material nou amb característiques pròpies.
Es produeix pèrdua d’aigua i una disminució de la porositat i del volum.
Fins a 200ºC
Es va perdent l’aigua
part
lliure i d’absorció i p
de l’aigua d’adsorció
Es produeix una
important contracció.
De 200 a 450ºC
Pèrdua casi total de
l’aigua
g d’adsorció.
Continua la
contracció.
Pèrdua de plasticitat.
Pèrdua de plasticitat
Procés reversible
Els processos seran
irreversibles
De 450 a 650ºC
De 650 a 850ºC
Pèrdua total de
l’aigua d’adsorció.
Continua la
contracció per
aproximació lenta
de partícules
Continua la
contracció per
aproximació lenta de
partícules
Apareix el Silicat
d’alúminia anhírid
(metacaolí)
Comença la
descomposició del
Metacaolí
transformant-se en
Mulita.
Més de 850ºC
Continua el procés
de producció de
mulita
1700ºC
Es produeix la fusió
de la ceràmica
Les transformacions químiques en el procés de cocció:
•Fins a 200 º C.
•De 650 º C. a 850 º C.
Pèrdua de l’aigua lliure i d’absorció i part de l’aigua
d’adsorció
d
adsorció
Continua la contracció per aproximació d’una manera lenta
de les partícules.
partícules
Es produeix una primera i molt important contracció
Comença la descomposició del Metacaolí transformant-se
en Mulita.
Pèrdua de la plasticitat
3 (Al2 O3 . 2 SiO2 )
Procés reversible
Æ 3Al2 O3 . 2 SiO2 + 4 SiO2
(Metacaolí)
•De 200 º C. a 450 º C.
Pèrdua casi total de l’aigua
g d’adsorció.
(Mulita)
La mulita és una substancia molt dura amb un coeficient de
dilatació molt petit. Es important la seva presencia en els
productes ceràmics.
p
Continua la contracció.
Pèrdua de la plasticitat.
•De 850 º C. a 950 º C
A partir d’aquí els processos són irreversibles.
Continua el procés de producció de mulita.
•De 450 º C. a 650 º C.
•De 1700 º C. a .... º C
Pèrdua total de l’aigua d’adsorció.
Es produeix la fusió de la ceràmica.
Continua la contracció per aproximació d’una manera
lenta de les partícules.
Apareix el Silicat d’alúmina anhídrid:
Al2 O3 . 2 SiO2 . 2 H2O Æ Al2 O3 . 2 SiO2)
(Caolí)
(Metacaolí)
Tipus de ceràmica segons temperatura de cocció:
La temperatura de cocció varia segons la pasta utilitzada i, en conseqüència, amb el tipus d’objecte a
fabricar:
- Terracota
850 - 1000 ºC (les substancies carbonoses, com residus vegetals, es cremen i
volatilitzen))
- Gres i llosa
1100 - 1300 ºC
Ceràmica vitrificada opaca cuita a alta temperatura
- Porcellana
1300 - 1450 ºC
Ceràmica vitrificada, dura composta de caolí, feldespat i quars. Translúcid i blanc en tot el seu espessor
- Productes refractaris 1300 - 1800 ºC
Ceràmica vitrificada o vítria:
Donar q
qualitat vítria a un cos ceràmic p
per cocció a elevada temperatura.
p
Afecta a tota la massa.
La ceràmica vitrificada te qualitats similars a les del vidre: fragilitat, escassa o nul·la porositat.
e. l’esmalt
L esmalt consisteix en ll’aplicació
L’esmalt
aplicació per diferents mètodes d
d’una
una o varies capes de vidriat amb un espessor
comprés entre 75-500 micres en total, que cobreix la superfície de la peça.
El fet de que la temperatura de fusió de la sorra(sílice) i la de cocció per obtenció de ceràmica siguin
similars, fa que aquesta combinació s’hagi realitzat al llarg de la història.
Aquest tractament es realitza per aportar al producte cuit una sèrie de propietats tècniques i estètiques,
tals com:
ƒImpermeabilitat
ƒFacilitat
Facilitat de neteja
ƒLluentor
ƒColor
ƒResistència química i mecànica
ƒResistència
R i tè i a la
l abrasió
b ió
Composició
p
per p
p
productes minerals, p
principalment
p
sílice, colorants i fundents, q
que p
per cocció vitrifica y
Està compost
s'adhereix (unió termoquímica) inseparablement al cos de la peça.
La naturalesa de la capa resultant és essencialment vidriosa, encara que en moltes ocasions inclou
elements cristal·lins en la seva estructura
Monococció i biococció
Un cop conformada la peça ceràmica i secada:
Bicocció: Es el procés més antic. Es cou la peça ceràmica per obtenir el cos de suport de l’esmalt. Un
cop aplicat s’aplica
s aplica una segona cocció
Monococció: És el més utilitzat. L’esmalt s’aplica sobre les peces crues i es sotmet a una única cocció.
f. altres intervencions i alteracions
Les tècniques de producció i fabricació de ceràmica permeten intervenir en alguns dels processos de
producció.
La terra
L’argila.
a g a Es
s pot dec
decidir
d la
a co
composició.
pos c ó Ess pode
poden mesclar.
esc a En ge
general
e a es pot intentar
te ta ut
utilitzar
t a a
argiles
g es
pròximes per evitar transportar matèria mineral i reduir costos i contaminació.
Additius i substitutius mitjançant la introducció d’altre material:
Materials que desapareixen durant la cocció: plàstics, poliestirens, llana de roca, fibra de vidre...
Al introduir-los en la massa de la argila i amb la cocció per sobre dels 1000ºC, es fonen deixant cavitats
amb porus millorant les propietats.
Ex. Termoargila:
Mescla de components granulars que es volatilitzen a partir de 850ºC sense deixar residus. Provoca
controlada i uniforme porositat repartida per tota la massa del bloc.
Materials que es mantenen després de la cocció.
Materials que s'adhereixen o es liqüen, com podria ser el vidre o també d’altres com restes de ceràmica.
1.1.2.2 evolución histórica de la cerámica
La historia de la cerámica va unida a la historia de los pueblos. Abarca sus mismas evoluciones y fechas.
La palabra cerámica deriva del griego keramiké (sustancia quemada).
La primera cerámica conocida en Sira, Anatolia en el año 6000 a.c. Aquellas piezas era realizadas con arcilla
local utilizando los materiales que tenían en su disposición. La primera función de la cerámica fue ritual
realizada por los pueblos nómadas. En cuando la sociedad se volvió sedentaria hacia el año 3000ac
apareció la cerámica utilitaria.
La creación de vasijas y
otros utensilios para el
Invento del torno
almacenamiento en
(mejoró elaboración y
Cuando se hicieron
funciones domésticas.
acabado) mejorando la
necesarios productos
Perfeccionamiento de
La cocción de la
cocción que la hizo
para almacenar los
la cerámica fabricada a
cerámica en diferentes
más resistente y amplió
excedentes
mano. Superficies lisas
grados dependiendo de
su gama de colores y
producidos por la
y pulidas a través del
la utilidad
texturas.
agricultura.
alisado.
Invención
cerámica
- Modelaba a mano.
- Se dejaba secar al sol o al fuego.
- Aparición oficio: el del alfarero.
“Venus”
EDAD DEL
BRONCE
ÉPOCA DE
LOS METALES
NEOLÍTICO
- Se descubrió que el barro
perdía su plasticidad
cuando se sometía al fuego.
- Temática
T áti decoración:
d
ió
elementos geométricos
vegetales, formas de aves
componiendo cenefas.
- Primeras
Pi
representaciones
t i
de la figura humana,
representando la fecundidad
con “Venus”.
EDAD DEL
HIERRO
- Predominando los perfiles
globulares o carenados en la
cerámica en funciones domesticas.
- La atmosfera de combustión no
solía controlarse, resultando
coloraciones no uniformes con
frecuentes manchas ocres.
Propagación y influencias de la cerámica
Las técnicas cerámicas fueron variando, alguna de las razones es que en cada lugar tenían
arcillas diferentes y religiones
g
diferentes, p
por ejemplo
j p el Islam variaba en la decoración y cocción.
EGIPTO
j
cerámicos
Objetos
esmaltados.
ROMA
GRECIA
Decoraban con dibujos
que narraban la vida y
Elementos
costumbres de su
ornamentales
t l con
época.
formas geométricas.
MESOPOTAMIA
Cerámica
“sigillata”, como
útiles de mesa
BIZANCIO
PERSIA
CHINA
Destacan la porcelana y
el gres.
Avance en la decoración
con el uso de la figura
humana.
COREA
NORTE ÁFRICA
EXTREMO
ORIENTE
Arabia
Cerámica presenta reflejos
metálicos, se cocía a más baja
temperatura.
Decorada geométricamente, con
incisiones y perforaciones.
Invasión árabe a
España.
PENINSULA
ESPAÑOLA
JAPÓN
Cerámica papel
socio-cultural.
ITALIA
Sicilia, Etruria
Dónde perdió influencia
islámica y se europeizó.
1.2 PROPIETATS
1.2.1 Propietats físiques de la ceràmica
Estructura interna
Massa amorfa i pètria.
Densitat
La densitat és la quantitat de massa per unitat de volum.
La ceràmica es caracteritza per una densitat força alta, del 2 als 2,8 g/cm³.
Dependrà també de la cocció
Porositat:
La porositat és el volum d'un sòlid no ocupat per la fracció sòlida, expressat en tant per cent del volum
total. Porositat = volum porus / volum total(aparent)
En general la ceràmica és un material porós.
Els porus són les cavitats que l’aigua, continguda en el material, deixa al evaporar-se. El grau
de porositat de la ceràmica varia segons el tipus d’argila, l’assecat i la temperatura de cocció:
•
900 i 1000ºC : Ceràmiques poroses Æ Teules
• 1100 i 1300 º C: Ceràmiques semiporoses Æ Gres
• 1300 i 1500º C : Ceràmiques impermeables de gres vitrificat Æ Porcellana i refractaris.
Arribem a la conclusió que quan més temperatura de cocció del material, menys porositat.
Capil·laritat:
p
Els capil·lars de la ceràmica són el conjunt de conductes
microscòpics que conformen la massa de la ceràmica.
Provoquen
q
humitats p
per capil·laritat
p
a causa de l’ascens
de l'aigua a través d’aquests conductes.
Ex Æ L’aigua penetra dins del mur entre els petits capil·lars
que hi ha en el mur de ceràmica 1A.
Una de les solucions és posar resina (1B). Altres solucions
per evitar la capil·laritat, seria posar una lamina impermeable
o be ficar formigó tractat.
absorció
Propietat física de la ceràmica de retenció de líquids per capil.laritat.
Ceràmiques poroses: Absorbeixen aigua de pluja i vapor d’aigua fins a un 18% del seu pes.
CeràmiquesVítries: Absorbeixen fins el 0.12% del seu pes
Permeabilitat:
Característica que consisteix en que el material deixa passar líquids a través seu i està lligada amb
la porositat, ja que en general un material de baixa porositat és també de baixa permeabilitat, però
no es coneixen lleis físiques que relacionin ambdues propietats.
Dependrà també de la mida del porus.
Resistència mecànica (compressió):
La resistència mecànica és la tensió que pot suportar un cert material, deformant-se
deformant se de manera
elàstica o plàstica, abans d’arribar al seu trencament.
La ceràmica té una bona resistència mecànica a compressió:
Si la peça ha de formar part d’un mur de càrrega, la seva resistència a compressió serà >
100kp/cm2
Elsaticidad o rigidesa (Modul de Young: E)
Elasticitat:
Propietat dels materials que es manifesta per la desaparició, en deixar d'actuar
d actuar sobre ells forces
exteriors d'intensitat inferior a un cert límit, de les deformacions produïdes per tals forces.
Que un material sigui elàstic o rígid ens està dient quant es deformaran dins de la seva fase
elàstica, si molt o poc. E alta>poc elàstic/ molt rígid. E baixa>molt elàstic/poc rígid
La ceràmica no és un material molt rígid
Fragilitat: Propietat d’un material que arriba al seu trencament directament des de la seva fase
elàstica. No té fase plàstica.
Els
sp
productes
oductes ceràmics
ce à cs amb
a b
E(N/mm2)
E/ρ
ρ (kg/m3)
elevades temperatures de
cocció són més fràgils.
6
1’200·10
3.500
Diamant
≅343
Acer
Fibres de Carboni
Titani
Vidre
Maó
Formigó
Fusta
0’210·106
0’200 106
0’200·10
0’120·106
0’073·106
0’021·106
0’015·10
0
015·106
0’014·106
7.800
2 000
2.000
4.500
2.400
3.000
2 500
2.500
500
27
100
27
30
7
6
28
Duresa
Conjunt de propietats mecàniques dels materials sòlids que indiquen la resistència a la deformació
plàstica localitzada a la seva superfície. Indiquen la resistència que oposen a la abrasió o ésser
ratllats.
La ceràmica amb p
poca temperatura
p
de cocció (terracota)
(
) no és molt dura. Les ceràmiques
q
amb temperatures de cocció elevades són dures i presenten bona resistència a la abrasió.
Això les fa útils per a paviments.
Plasticitat:
La ceràmica un cop cuita, presenta plasticitat 0.
Propietats tèrmiques
Conductivitat tèrmica:
Mesura de la capacitat de conducció tèrmica d'una substància, de valor igual al quocient entre la
d
densitat
it t d
de fl
flux tè
tèrmic
i i ell gradient
di t d
de ttemperatura
t
existent
i t t
És un bon conductor (menys que els metalls i més que la fusta) per tant, en general no és un
material aïllant. Malgrat això, els porus li donen una bona capacitat aïllant sempre que no
s’omplin d’aigua
Aigua com a conductor, si ho comparem amb els
materials aïlants. Els fa perdre efectivitat.
Exemple: jersei sec o jersei moll
Coeficient de dilatació tèrmica
Increment unitari de longitud que experimenta una
substància en incrementar-se la seva temperatura en un
grau Kelvin.
Quan la ceràmica s'escalfa guanya longitud
Té un coeficient de dilatació tèrmica baix.
Substància
Coef.dilata
ció
(α/10-6K-1)
Polietilè
260
Zenc (perpendicular a
laminació)
220
Nylon
100
Poliestirè
85
Gel
51
Fusta (perpendicular a les
fibres)
32-66
Zenc (paral·lel a laminació)
31
Plom
29
Alumini
23’5
Llautó
19’3
19
3
Bronzo
17’5
Coure
17
Acer inoxidable 18/8
16’4
16
4
Acer
11
Ceràmica
9
Vidre
8’5
Fusta (paral·lel a les fibres)
2-9
Vidre Pyrex
3’3
Calor específic
Calor específic:
p
Quantitat de calor que hem de donar a un kg de massa d’una substància per incrementar la seva
temperatura en un grau Kelvin. (J/kg·K ó Cal/g·ºC)
Mesura el que ens costa escalfar un cert material per unitat de massa.,
Inèrica tèrmica
La inèrcia tèrmica és la capacitat que tenen els cossos d’emmagatzemar
d emmagatzemar calor.
calor
La capacitat calorífica depèn de la calor específica del material (Ce) el calor necessari per a
elevar la temperatura d’una massa de 1Kg de material 1ºC, i de la seva massa
La ceràmica és un material amb inèrica tèrmica. Té capacitat d’ammagatzemar calor
Propietats acústiques:
Aïllament acústic
La ceràmica és un material amb una gran capacitat d'aïllar acústicament al so aeri a causa de la seva
alta densitat.
Absorció acústica
L’absorció acústica es la propietat dels materials per absorbir energia acústica al minvar la reflexió de
les ones sonores incidents.
Pèrdua d'energia de les ones sonores quan travessen un medi o es dispersen en incidir damunt la
superfície de separació de dos medis.
Els porus i la rugositat absorbeixen part de l’energia acústica ja que no la reflecteixen
Altres propietats
Conductivitat elèctrica
La Ceràmica no és bona conductora de l’electricitat, ja que els enllaços iònics i covalents
restringeixen
g
la mobilitat iònica i electrònica
Ex: discs aïllants ceràmics de les torres elèctriques.
Transparència
Aquesta característica es troba en les ceràmiques vitrificades, que a causa de la
seva llarga cocció, a que han estat exposades, han agafat característiques semblants a les del
vidre consisteix en que el material es torna més translúcid i deixa passar la llum
vidre,
llum.
1.2 .2 Propiedades químicas de la cerámica
Efecto de las sales
sales. Eflorescencias
Fenómeno que se produce en la superficie exterior de los cerramientos y consiste en la recristalización de sales solubles que
pertenecen en general al mismo cerramiento.
Se disuelven con el agua
g q
que los atraviesa p
por los capilares
p
y llegan
g a la superficie
p
transportados
p
al p
por el agua
g al evaporarse.
p
Los materiales serán más eflorescibles en función de la cantidad de sales que tengan y según el tipo de arcilla que los
constituya.
Lesiones químicas de las fachadas Æ se manchan con sales en alguno de los elementos que compongan el cerramiento
Fenómenos : Presencia de humedad Æ infiltrada, capilar, accidental, condensación intersticial, de obra
Transporte de las sales a través de los cerramientos hasta que se produce la recristalización en la superficie o
en el interior del material.
Orígenes eflorescencias en la cerámica
Estaban presentes en las materias primas originales o en el agua de amasado
Formadas durante el secado y la cocción por reacción química con los gases que las han rodeado.
Originadas durante la cocción por interacción de los distintos componentes de las materias primas
primas.
Componentes esenciales para la aparición de eflorescencias son los sulfatos solubles derivado del azufre que
contienen las materias primas.
Tipología
g ) otras sales y con humedad p
persistente.
Sulfato cálcico ((hormigón):
:
Sulfato potásico (arcillas, hormigones y morteros con agua de mar):
Provocan una capa cristalina y provocan erosiones del material. Se descomponen a temperaturas elevadas
Sulfato magnésico (piedras sedimentarias, yeso): Producen una erosión al cristalizar. Se descomponen a
temperaturas elevadas.
Son mancha de color blanco y no permiten un recubrimiento de pintura sobre ellas.
Carbonato cálcico (materiales calizos): Producen una capa exterior blanca muy clara. Al reaccionar con agua se
hidrata y aumenta de volumen que produce la degradación de la cerámica.
Efectos de la contaminación ácida
Lluvia ácida =
condensación vapor de agua + disolución CO2 atmosférico + SO2 + Nox
Efectos en el PH
PhH2O = 7 Æ Ph(H2CO3) = 5,6 Æ Ph(H2CO3+ SO2 + Nox) ≤ 5,6
Tipos de deposición:
Causas Lluvia acida
Consecuencias
Puede ser HÚMEDA (gotas H2O) o SECA (aerosoles o gases)
H2SO4 Æ 60 -70 % y HNO3 Æ 30 - 40%
a)) Empobrecimiento
E
b i i t del
d l suelo,
l pérdida
é did equilibrio
ilib i Æ a causa del
d l lavado
l
d de
d nutrientes
ti t
b) Afecta a los materiales de la construcción produciendo graves deterioros en las edificaciones
sobretodo a materiales que contienen carbonato de calcio
Efectos en la cerámica
química del p
producto
Estructura atómico,, estabilidad q
Resistencia a la degradación ambiental + agentes químicos.
El material cerámico es un material muy estable químicamente.
Degradación por exposición a radiaciones
La cerámica no se ve afectada por la exposición a radiaciones.
Recientemente ha aparecido la pintura cerámica GAINA que reúne propiedades de la cerámica .
Refleja las radiaciones ultravioletas Æ degradación mínima
Degradación por agentes bióticos
La cerámica no se ve afectada por la degradación frente agentes bióticos ya que esta afecta principalmente a
elementos orgánicos.
Combustión
La cerámica no es un material bueno para la combustión.
Recordemos que encontramos este material tanto en chimeneas como en hornos debido a esta característica
1.2.3 Propiedades medioambientales
CICLO DE VIDA
El uso eficiente de los recursos juega un papel clave en el ámbito de la construcción.
La evaluación del ciclo de vida de los materiales se basa en parámetros unificadores para poder establecer datos comparativos entre los diferentes materiales
Para la valoración del Ciclo de Vida de los materiales, se consideran las distintas etapas del elemento (producto):
Extracción materia
Producción
Procesado y transporte
Reutilización
Residuo‐deposición
CICLO DE VIDA DE UN MATERIAL CERÁMICO
Energía: El consumo
energético y de materias
durante el proceso de
fabricación (cocción) es
elevado
EXTRACCIÓN de la arcilla en
de la arcilla en las canteras.
Consumo de energía
Emisiones
las de la maquinaria usada
El producto cerámico no volverá,
en ninguna circunstancia, a su
estado natural de arcilla.
Una vez puesto en obra el
material cerámico tiene una alta
durabilidad
y
poco
mantenimiento
TRANSPORTE
PRODUCCIÓN
fabricación
producto cerámico
Arcilla
TRANSPORTE
puesta en obra.
según uso y función
Energía
El consumo energético y de materias durante el proceso de colocación en obra
b del producto es bajo
d l
d
b
Residuos‐emisiones: de poco impacto medioambiental.
Emisiones y residuos
gases, que se aprovechan en l
la misma
i
f b i ió
fabricación. Energía al tratarse de un
material pesado, el consumo
d energía
de
í en ell transporte
t
t
será mayor de el de un
material ligero
Emisiones
En función de las distancias
En los procesos de transporte, cuanto
más
á
próximas
ó i
sean las
l
á
áreas
geográficas,
menos
consumo
energético y menos emisiones debido
al transporte.
Los mayores impactos del ciclo de vida de los
productos cerámicos para la construcción están
relacionados con la etapa de producción de los
mismos y, dentro de este proceso, las etapas
mas complicado desde el punto de vista
medioambiental, son el secado y la cocción,
siendo uno de los principales problemas debido
a las emisiones atmosféricas originadas en los
hornos de cocción por la descarga de
elementos como SO2, CO2 y trazas de NOx y
CO.
CO
IMPACTO MEDIOAMBIENTAL
En términos absolutos, se estima que en el
año 2007 las emisiones absolutas de CO2 en
este sector son de 4090 millones de
toneladas de las cuales:
Un 92% se producen de la combustión de
gas natural (26% sistemas de cogeneración
66% equipos de procesos (hornos,
secaderos,…)
35
MEDIDAS PARA LA DISMINUCIÓN DEL CONSUMO ENERGETICO:
‐ Recuperación del aire caliente de la zona de enfriamiento del horno para utilizarlo en el
secadero.
‐ Utilización del biogás,
g , como forma de energía.
g
‐ Optimización del aislamiento de los equipos de secado y cocción.
‐ Optimización
p
de la circulación de aire en el horno y secadero.
‐ Mejora del aislamiento de conductos.
‐ Utilización de aditivos q
que actúen como fundentes,, p
provocando una reducción de la
temperatura máxima de cocción.
‐ Uso eficiente de sistemas de cogeneración (producción conjunta de energía eléctrica y térmica).
36
CONCEPTOS
HUELLA ECOLOGICA (ecological footprint)
ENERGÍA CONTENIDA (embodied energy)
Establece que cantidad de
biosfera (de territorio) resulta
necesaria para producir los
recursos y absorber
b b llos residuos
id
que comporta una actividad.
Es uno de los parámetros considerados en la evaluación del
ciclo de vida de un material.
La energía contenida de un objeto es la energía total que ha
sido necesaria para llevar al objeto a su estado actual
actual.
Esta incluye la energía consumida al extraer las materias
primas, para procesarlas, manufacturarlas y el transporte de
los materiales entre los procesos. También incluye una parte
proporcional de la energía consumida para fabricar la
maquinaria, vehículos, edificios e infraestructuras
involucradas en este proceso.
Es un mecanismo de calculo y
evaluación
l
ió muy grafico,
fi
aunque
su utilización en la edificación es
compleja.
MOCHILA ECOLOGICA Evalúa todas las materias primas
necesarias para la fabricación de una
determinada cantidad de material o
producto. Se divide en 5 categorías:
materiales
ate a es abióticos
ab ót cos ((no
o renovables)
e o ab es) ,
materiales bióticos (renovables), agua,
tierra (erosión) y aire.
37
RESIDUOS QUE PRODUCE LA CERAMICA
RESIDUOS CRUDOS
‐Son todos aquellos que se generan en las etapas previas a la cocción. ‐Los residuos mas conflictivos son los procedentes de la depuración de las aguas de lavado de las cadenas de esmalte. Las aguas depuradas se reciclan, se añaden al agua de los molinos de preparación de barbotinas.
RESIDUOS COCIDOS
RESIDUOS COCIDOS
‐Se trata de los materiales ya cocidos desechados por no p
pasar los controles de calidad o por simples roturas
‐La propia naturaleza de p p
material inerte lo convierte en un buen candidato para su uso en la propia cerámica, como desengrasante.
g
RESIDUOS DE LA DEPURACIÓN DE GASES
Ó
En España se permite que los gases de chimenea no deban someterse a tratamiento de lavado alguno Estos gases son reciclables en la propia pasta.
38
2 OBRA DE FÁBRICA
2.1 ORIGEN DEL MATERIAL
2.1.1. Introducción
2.1.2 La piedra artificial. La adición de elementos
2.1.3 Evolución histórica
2.2 PROPIEDADES DE LA OBRA DE FÁBRICA
2.1 ORÍGEN DEL MATERIAL
2.1.1 introducción
¿
¿Que
es una obra de fabrica cerámica?
Una obra de fabrica es un conjunto piezas cerámicas que unidas forman un
solo elemento homogéneo. Los ladrillos pierden su individualidad y pasan a
formar parte d un conjunto inseparable.
Con esto intentan simular la rigidez de las rocas (que son un solo elemento)
elemento).
Como “piedra artificial” la arquitectura asociada es la arquitectura comprimida.
Una obra de fabrica puede tratarse tanto de muros portantes como no
portantes, bóvedas, arcos, etc.
2.1.2 La piedra artificial. La adición de elementos
La obra de fabrica consta principalmente de dos elementos: ladrillos y aglomerante
LADRILLOS
g
que, después de cocida, sirve para
Los ladrillos son masa de barro o arcilla de forma rectangular
construir muros, fábrica de ladrillo, etc. Los diseños, texturas, colores, formas o dimensiones
pueden variar tanto como el fabricante desee.
Ladrillo macizo, aquellos con menos de un 10% de perforaciones en la tabla.
Ladrillo perforado, que son todos aquellos que tienen perforaciones en la tabla que ocupen más del
10% de la
superficie de la misma.
Ladrillo hueco, son aquellos que poseen perforaciones en el canto o en la testa que reducen el peso y
el volumen del material empleado en ellos, facilitando su corte y manejo.
AGLOMERANTES (Cemento)
El mortero es una mezcla de conglomerantes inorgánicos
(aglomerantes, reactivo y estabilizador)
1- Aglomerantes: yeso, cal, cimiento, resinas, arcilla
2- Reactivo: agua y dióxido de carbono
2
El agua tiene que ser potable, con un PH superior o igual a 5, con una cantidad de cloruros
inferior o igual a 3 gr./l.
La relación entre el agua y el aglomerante tiene que ser especifica, de un 16%, 25%
respectivamente
3- Estabilizador: arena y otros áridos
4- Opcionalmente se pueden mezclar aditivos, pigmentos y resinas para darle al mortero unas
características estéticas determinadas
Otro punto importante para la preparación de los morteros es la granulometría, es decir, la cantidad
de granos que pueden tener los áridos que se mezclan con los aglomerantes y el agua
agua.
La cohesión en la obra de fábrica
Basada en:
GEOMETRIA: LA TRABA. Según su disposición se tienen los distintos aparejos
Junta lo más laberíntica posible.
ADHERÈNCIA
Química
- Adecuación aglomerante - pieza
- Control humedad p
para el correcto endurecimiento de los morteros
Mecánica
- Rugosidad
g
p
piezas
- Porosidad piezas
- Presión
Geometría. Aparejos
Aparejo. Se le llama aparejo a las distintas formas de colocar los ladrillos, uno sobre otro, para que
solapados en sentido horizontal o vertical formen la fabrica de ladrillo.
T bl d
Tabla
de valores
l
d
de un conjunto
j
d
de lladrillos
d ill
Estos son solo unas
de las muchas formas de colocarlos
Adherencia. Unión entre ladrillos
La adherencia mortero-ladrillo depende de las características del mortero y del ladrillo, como serian la
porosidad y rugosidad de ladrillo y la composición del mortero.
Para obtener una buena unión (constr. Obra fabrica) se suele hacer:
1. Humedecer el ladrillo: Puede realizarse p
por aspersión,
p
op
por inmersión, tiene q
que tener la
humedad necesaria para que no varíe la consistencia del mortero al ponerlo en contacto con
el ladrillo, sin succionar agua de amasado ni incorporarla.
2.Colocación de los ladrillos: Se colocarán siempre a restregón.
3.Relleno de juntas: El mortero debe rellenar juntas del tendel y las llagas totalmente.
Acabados juntas
arquitecturas comprimidas. estabilidad
Para garantizar la estabilidad, se ha de garantizar que la obra de fábrica trabaje a compresión.
Dependiendo de donde situemos la carga vertical sobre el muro podemos encontrar casos distintos:
Carga centrada
Carga descentrada
A máximo un tercio de
la base
Carga descentrada a
un tercio de la base
Carga descentrada a
mas de un tercio de la
base.
Distribución de las
correspondientes
tensiones de
compresión es
uniforme
uniforme.
Tensiones de
compresión mayores a
un lado que a otro para
que puedan reaccionar
adecuadamente
adecuadamente.
La tensión en uno de
los bordes es nulo.
la tensión en B es
ahora una tracción (ya
no es compresión): la
junta se agrieta (no
implica el derrumbe
inmediato del muro)
Cargas oblicuas:
Carga o fuerza oblicua
Carga o fuerza oblicua con carga vertical
adicional
di i
l
la línea de presiones (unión de posiciones sucesivas de
las resultantes de las cargas de cada junta) no pasa
por el centro; queda desplazada.
Mediante un peso conseguimos corregir más
o menos la línea de presiones curvada.
(razón por la cual en las iglesias góticas se
colocaban estatuas o pináculos junto a los
arcos)
Conclusiones:
La condición básica para que una fábrica sea estable es garantizar el trabajo a
compresión.
Que la línea de presiones esté siempre dentro de la superficie de un muro o pilar ( y como
más centrada mejor).
2.1.3 Utilización del ladrillo antiguamente
El ladrillo constituyó el principal material en la construcción en
l antiguas
las
ti
M
Mesopotamia
t i yP
Palestina,
l ti
dó
dónde
d apenas ttenían
í
madera y piedras (hace 9000 años).
Ejemplos de obra de fábrica
Los constructores babilonios levantaron palacios y ciudades
amuralladas
ll d con lladrillos
d ill secados
d all sol,
l que recubrían
b í con
otros ladrillos cocidos en hornos.
En la edad media en cualquier lugar dónde escaseara la
i d utilizaban
tili b ell lladrillo
d ill por sus cualidades
lid d d
decorativas
ti
y
piedra,
funcionales.
El ladrillo era conocido por los indígenas americanos. En
regiones
i
secas construían
t í casas de
d lladrillos
d ill d
de adobe
d b secado
d
al sol. Las grandes pirámides fueron construidas con ladrillos
revestidos de piedra.
Ladrillo de barro ((Egipto).
g p ) Templo
p de Amón.
E E
En
España
ñ por iinfluencia
fl
i musulmana
l
ell uso d
dell lladrillo
d ill
alcanzó más difusión.
Los ladrillos más antiguos fueron localizados en 1955 (La
V t Tabasco).
Venta,
T b
) Son
S de
d 1 500
500a.C.-200d.C.
C 200d C
Es un ejemplo de la utilización de los ladrillos junto con la
tierra y el adobe.
Podemos
P
d
ver-lo:
l
http://www.youtube.com/watch?v=HM_ufwp2vpQ&feature
=player_embedded#
Ladrillo embutido en una mezcla de la masilla
de la cal con polvo del ladrillo o la ceniza
volcánica. Estructura que incorporaron la
piedra (Roma). Coliseo.
2.2 PROPIEDADES
Propiedades
Dado que la obra de fábrica está compuesta por la adición de pequeños elementos y del aglomerante,
l propiedades
las
i d d vendrán
d á en ffunción
ió d
de estos
t componentes.
t
Resistencia mecánica a compresión
-Es
E inferior
i f i a lla d
de sus componentes.
t
-tensiones de compresión muy bajas (el material nunca se romperá por aplastamiento)
-el buen engarce entre juntas (gracias al mortero) permite la transmisión de los esfuerzos de compresión
a través de toda la superficie de la unión y no a través de unos pocos puntos que sobresalgan de su
superficie.
- La alta fricción no permite el deslizamiento de sus componentes entre si (ladrillos). (de hecho, no
ocurre ningún tipo de movimiento a causa de un desplazamiento antes de que la estructura colapse)
Las juntas y el ladrillo en si son incapaces de proporcionar resistencia alguna a tracción.
Porosidad
El agua de lluvia puede entrar a través del mortero por las juntas por capilaridad
Se ha de controlar el grado de humectación del ladrillo para que no absorban el agua que necesita el
mortero para fraguar
Heladicidad/eflorescencias
Depende de las características del ladrillo y aglomerante
P
Permeabilidad
bilid d vapor de
d agua
Depende de la densidad del ladrillo y de la ejecución de las juntas. A mayor densidad, menor
permeabilidad.
Al igual que la cerámica,
cerámica no es combustible
combustible, tiene mantenimiento nulo y buen envejecimiento
impactos medioambientales
Una vez hemos creado una obra de fábrica, es imposible que el resultado que hemos obtenido, es
decir, el elemento de orden superior que hemos creado, se pueda destruir homogéneamente.
Al destruir una obra de fabrica obtenemos bloques formados por el conjunto ladrillo mortero, pero
no podemos independizarlos
independizarlos. Servirá para áridos
áridos.
3 PRODUCTOS Y SISTEMAS ASOCIADOS
OBRAS DE FÁBRICA
Á
Piezas de pequeño formato. Ladrillos
- el muro de fábrica de ladrillo como elemento estructural
- el muro de fábrica de ladrillo como cerramiento
Piezas de formato medio. Arcilla aligerada (Termoarcilla)
OTROS PRODUCTOS CERÁMICOS
Piezas de gran formato. Paneles
Pieles cerámicas. Las placas colgadas
Pieles cerámicas. Revestimientos
Tejas
Bovedillas cerámicas
Piezas de pequeño formato. Ladrillos
- el muro de fábrica de ladrillo como elemento estructural
‹ Sistema asociado: SOPORTE
la arquitectura comprimida con la función de soporte. Se ha de garantizar por la forma del elemento
constructivo que trabaje a compresión: arcos,
arcos bóvedas,
bóvedas cúpulas
‹ Puesta en obra: se realiza de forma manual siguiendo las leyes de traba y para conseguir mayor
grado de estabilidad se pueden utilizar estrategias tales como el pliegue,
pliegue el grosor o la curva.
curva
‹ Características:
• Peso elevado.
• Inercia térmica
• Alta durabilidad.
durabilidad
Piezas de pequeño formato. Ladrillos
- el muro de fábrica de ladrillo como cerramiento exterior
‹ Sistema asociado: cerramiento exterior (FACHADA). Confort.
FACHADA VENTILADA PESADA “CAVITY
CAVITY WALL
WALL”.
La hoja exterior se separa de la interior dejando una cámara ventilada.
‹ Puesta en obra: se realiza de forma manual.
manual Se ha de garantizar la estabilidad de la hoja exterior
mediante anclajes a la hoja interior.
‹ Características:
• Peso elevado.
• Cámara ventilada con hoja exterior pesada. Seca y refresca. Dispone de drenaje para
evacuar agua.
• Aislamiento en el lado interior de la cámara
• Inerica térmica.
Piezas de pequeño formato. Ladrillos
- el muro de fábrica de ladrillo como cerramiento interior
Ladrillos no estructurales (ladrillos huecos): elemento de compartimentación cuyo hueco tiene un
espesor entorno a los 5cm.
‹ Sistema asociado: TABIQUERIA como elemento divisorio (elementos no estructurales
‹ Puesta en obra: manualmente y previendo holguras para deformaciones de elementos estructurales
‹ Características:
z
Aislamiento acústico.
Piezas de formato medio. Arcilla aligerada (Termoarcilla)
Se obtienen mediante la mezcla de arcilla y de aditivos aligerantes (granulados o poliestireno), los cuales
se gasifican durante la cocción generando una porosidad homogénea.
homogénea
‹ Sistema asociado: SOPORTE Y CONFORT (FACHADA)
Su función principal es estructural y resuelve la fachada con un solo material gracias a su capacidad de
aislar térmicamente
‹ Puesta en obra: manual.
‹ Características:
z
Aislamiento acústico y térmico por grueso del material
z
Necesita revestir para estanqueidad
z
Inercia térmica
z
Con un solo material se satisfacen ambas funciones. Soporte y confort.
Piezas de gran formato. Paneles
‹ Sistema asociado: SOPORTE Y CONFORT.
CONFORT Panel monolítico pesado portante
‹ Puesta en obra: Se necesita medios mecánicos. Junta machihembrada y nervios de hormigón
armado en esquinas
‹ Características:
z
z
z
z
Rapidez
R
id montaje.
t j Puesta
P
t en obra
b única
ú i para cerramiento
i t y estructura.
t t
Inercia térmica
Aislamiento acústico y térmico.
Ignífugo
Ignífugo.
Pieles cerámicas. Las placas colgadas
‹ Sistema asociado: recubrimiento de fachada.
‹ Puesta en obra: Para las fachadas ventiladas son necesarios elementos como grapas, taladras y
otros sistemas de anclaje.
anclaje Los anclajes han de resolver las holguras para los movimientos de las
placas.
Finalmente, para las placas de gran formato, se hace necesario el uso de maquinaria.
‹ Características:
z
Fachadas ventiladas: ahorro energético como consecuencia de la cámara de aire
ventilada: secado y refrigeración. Sombra que supone la camara. Ambiente de la cámara
más p
protegido
g
que el exterior.
q
z
Diferentes sistemas de aislamiento dependiendo de la condiciones ambientales.
z
Impermeabilidad.
Tejas
Elementos de cobertura para la colocación sobre cubiertas inclinadas
inclinadas.
Teja curva o arabe
Teja mixta
Teja plana
‹ Sistema asociado: CUBIERTA, confort. Se utilizan como recubrimiento de la cubierta.
‹ Puesta en obra: Manual. Estanqueidad por geometría: pendiente necesaria y solapes
entre piezas
‹ Características:
z
Impermeabilidad por geometría. Necesidad de cámara ventilada
z
Resistencia al hielo y al deshielo.
z
Ignífugas.
Bovedillas cerámicas
Piezas de cerámico u hormigón para cubrir el espacio entre vigas, cuya principal función es la reducción
del peso de los forjados.
‹ Sistema asociado: SOPORTE. Entrevigado en forjados
‹ Puesta en obra: manualmente.
‹ Características:
z
z
z
Fácil colocación.
colocación
Economía.
Resistencia mecánica.
4 REUTILITZACIÓ I RECICLATGE
4.1 LA PROBLEMÀTICA DELS RESIDUS
4.2 ELS RESIDUS CERÀMICS
4.3 RESIDUS CERÀMICS SEGONS EL SEU APROFITAMENT
4.4 CICLE DE VIDA
4.1 LA PROBLEMÀTICA DELS RESIDUS
Situació actual
Segons fonts de l’ITeC durant l’any 1998 el sector de la construcció de Catalunya ha produït més de 3
milions de tones de materials sobrants. Això suposa uns 500 kg/persona i any.
La Unió Europea genera un total de 180 milions de residus a l’any (sense comptabilitzar les terres
d’excavació
d
excavació i els sobrants de la construcció de carreteres)
Tenint en compte que tan sols es recicla un 28%, necessitaríem un volum equivalent a 510 illes de
l’eixample, amb una alçada promig de 20 m.
Si afegim el volum de terres i materials d’excavació aquest volum seria més del doble
Com a referència,
referència Catalunya ocupa posicions inferiors en la producció de residus a Europa:
Catalunya: 500 kg/persona i any. Anglaterra 1.110. Alemanya 3.600
Residus que van a parar als abocadors de construcció Volum de residus anuals d’Europa 510 illes x 20m d’alçada
Equivalent a Catalunya 15 illes x 20m alçada
4.2 ELS RESIDUS CERÀMICS
Tipus
Els residus ceràmics poden ser segons la procedència els derivats de la construcció i els de la
demolició/deconstrucció.
Segons la naturalesa es tracta de residus inerts
inerts. No presenten risc de contaminació d’aigües
d aigües, sòl ni
aire. Son doncs compatibles amb el mediambient. Es poden reutilitzar a la pròpia obra o reciclats en
centrals de reciclatge d'àrids mitjançant un senzill procés de trituració.
Operacions per facilitar les possibilitats d’aprofitament
La separació i recollida selectiva de residus al lloc on es produeixen faciliten les possibilitats de
aprofitament posterior.
posterior
La deconstrucció s’ha de fer seguint criteris de classificació segons composició i de separació dels
productes reutilitzables.
4.3 RESIDUS CERÀMICS SEGONS EL SEU TRACTAMENT
possibilitat de reutilització
Possibilitat de donar una
utilitat a un material sense
transformar-lo > tots els de
construcció en sec
(plaques penjades, teules ...)
d
desmuntatge
t t > residu
id >
transport > producte
possibilitat de reciclatge possibilitat de valorització deposició a l’abocador
Els que després de donar Aprofitament de les matèries, Els que no poden ser
un servei,
i són
ó tè
tècnicament
i
t subproductes i substàncies
aprofitables
f
en cap dels
capaços de tornar a entrar que contenen els materials. altres punts.
al cicle productiu, servint Generalment: aprofitament
Donat que els residus de
de matèria primera per
dels materials que tracta
la ceràmica estan
bt i nous materials
t i l
obtenir
d’ t
d’extreure’n
’ partt d
de l’l’energia
i formats
f
t per materials
t i l
(esmicolat per àrids:
continguda cremant-los o
inerts, no suposen perill
replè de soleres, murs
produint-ne biogàs, utilitzant- de toxicitats.
contenció, jardineria ... )
los com a combustible.
d
desmuntatge/enderroc
t t / d
> Malgrat
M l t que pott estar
t presentt Deposició
D
i ió a abocadors
b
d
residu > sistema tècnic > (en percentatges baixos) en controlats per tal de no
producte
algunes plantes incineradores, alterar el paisatge
la ceràmica per tractar-se d’un
material
t i l iinert,
t té poc poder
d
calorífic (ja que nos és un
combustible).
Exemple: valorització del
residu ceràmic per peces
prefabricades de formigó:
substitueixen parcialment 2
matèries primeres:
àrids i ciment (obtenció de
material putzolànic)
4.4 CICLE DE VIDA
Extracció ARGILA
i transport a fabrica
Consum energia i emissions
CONSUM DE MATÈRIA
Fabricació productes ceràmics
CONSUM ENERGIA I EMISSIONS
Consum d’aigua
Obtenció material nou CERÀMICA
PROCÉS IRREVERSIBLE
Transport al punt de consum
transport
Tractament en
fàbrica
Consum energia i emissions
Posada en obra
transport
SEGONS TIPOLOGIA
BAIX
Reutilització
(petites peces,
obra seca)
transport
-Reciclatge
(obra humida)
-Valorització
Valorització
transport
DEMOLICIÓ/
DECONSTRUCCIÓ
transport
RESIDUS(matèria que
va a parar al abocador)
SEC
Vida útil
REPOSICIÓ I
MANTENIMENT
BAIX
HUMIT
3 ARQUITECTURA ASSOCIADA- EXEMPLES
obres de fàbrica ceràmica
Kolumba museum
Peter Zumthor / 2007
Descripció general de l’obra:
Colònia, Alemanya. Museu d’art
Sistema associat:
obra de fàbrica per tancament
Posada
osada e
en ob
obra:
a
Gelosia de murs de bloc ceràmic
i a l’exterior maó.
Característiques del producte
- Producte: maó
- Material: ceràmica
- Procediment de fabricació: hi ha diferents parts que es resumeixen en: humidificació, moldejat, secat,
cocció i magatzematge.
-Temperatura de cocció: entre 900 °C y 1000 °C.
Casa de ladrillo en el bosque de mar azul
Descripción general de la obra: María Victoria Besonías, Guillermo de Almeid y Luciano
Kruk fueron los arquitectos de esta obra. Está situada en Argentina y fue construida el año
2006-2007. Se caracteriza por su gran superficie de ladrillo a la vista y por la longitud
horizontal de sus ventanas. Su planta es una copia de la planta de la casa de ladrillos de
Mies de 1924.
Sistema asociado: Los muros están resueltos utilizando el aparejo palomero:
Puesta en obra: Los muros portantes son de ladrillo visto tanto en el exterior
como en el interior (ladrillo macizo). Para obtener la gran longitud de las oberturas
horizontales encontramos situada una viga oculta en el interior del muro y apoyada
en columnas de perfiles de hierro. Sobre estos muros se apoya una losa de
hormigón. Los tabiques interiores son de ladrillos huecos revocados y pintados con
latex blanco.
Tratamientos: como prevención se impermeabilizan los ladrillos y como mantenimiento se deben realizar
impermeabilizaciones periódicas del exterior de los muros. Para la reparación se extrae la pieza o el
conj nto de piezas
conjunto
pie as a restituir
restit ir y se colocan de n
nuevas.
e as Se trabaja una
na zona
ona p
puntual
nt al sin afectar el conj
conjunto.
nto
Reutilización y reciclaje: el muro construido forma un conjunto que al demoler se rompe como si de una
sola pieza se tratara (obra fábrica). La reutilización es mínimo y muy complicada.
Características del producto:
Producto: se ha utilizado ladrillo hueco para los tabiques interiores y ladrillos macizos para el resto
resto. Sus
dimensiones son de 24 cm de soga, 11’5 cm de tizón y 5 cm de grosor.
Material: cerámica y mortero especial de agarre para la formación de fábricas y también columnas de
hierro y vigas de acero
acero.
Procedimiento de fabricación: los ladrillos macizos y huecos se obtienen mediante el extrusionado de
la arcilla molida y mezclada con agua, a través de una boquilla o por prensado sobre un molde, se deja
secar 48h y luego se procede a la cocción 36h
36h.
Temperatura de cocción: sobre los 1000ºC
Casa a Bunyola
Francisco Cifuentes
Descripció general de l’obra:
Bunyola,
y
mallorca
Descripció del producte:
• Permet resoldre els aspetes verticals
• Respon
p molt bé a la necessitat p
portant i aïllant
• Baix cost
• Gran execució
Sistema associat:
murari
Posada en obra:
Característiques del producte
- Producte: termoargila
-Material: ceràmica alleugerida
-Procediment de fabricació: es parteix d’una mescla d’argila i té un sistema de fabricació igual a la de la
resta dels materials ceràmics (excepte per adició d’elements granulars) com poden ser boletes de
porexpan), residus vegetals etc, que es volatitzen després el procés de cocció, deixant els forats que
permeten una porositat uniforme i controlada.
- Temperatura de cocció: més de 900º C
20 Viviendas de autoconstrucción
autoconstrucción, Sevilla
Arq. Blanca Sánchez Lara
Projecte: 20 viviendas de autoconstrucción
Situació: Avda. Las Turquillas, La Latejuela.
Ciutat: Sevilla
Data del projecte:1995
Data de finalització: 1999
Bloque termoracilla: Grupo Proceran
EMPLASAMENT
F
F
ALÇATS
F
PLANT ALTA
DESCENTS DE CARREGUES
PLANTA BAIXA
•Sistema a comprensió.
•Cargues verticals: pes propi /neu/sobre cargues de ús
•Horitzontals: vent /sisme
•Estabilitat per caixes.
•Tenint en compte
p la situació g
geogràfica:
g
•Color blanc: evitar la radiació solar .
•obertures orientades a zones obagues de la casa i
al pati interior.
BLOQUE TERMOARCILLA( 30x19x24cm ):
•Resistència a comprensió: més de 50kp/cm2.
•Alta resistència al foc.
•Nivell de aïllament tèrmic i acústic alt.
•Temperatura de cocció: més de 900grados.
• bloque termoarcilla + revestiment de ciment= conjunt
impermeable.
Aglomerant entre peses
Bloque termoarcilla
Morter para revestiment:
•Componentes:
•Ciment
•Sorra
•Additius hidròfugs.
•Funciona com una capa impermeable
E
SECCIÓN
I
plaques ceràmiques i elements penjats
Galeria d’Art en Walsall (Regne Unit)
Caruso St John Architecs / data realització: 1995
Façana composta per panells ceràmics________________
Els arquitectes d’aquesta obra es van decidir revestir el mur
perimetral de formigó de l’edifici amb una segona façana,
transventilada i formada per peces ceràmiques. Al optar per
aquest material, els arquitectes volien que l’edifici nou
guardés una relació amb l’arquitectura industrial de l’entorn
però que a l’hora no perdés el seu caràcter d’edifici públic.
Descripció del producte___________________________________________________________
Per formar la façana es va optar per plaques de terracota de 3 cm de gruix, més llargues que amples,
cuites a temperatura constant per obtenir el mateix to de gris en totes les peces, fabricades per
extrusió per una empresa alemanya anomenada NBK, especialitzada en ceràmica arquitectònica.
Sistema associat_________________________________________________________________
La façana d’aquest edifici, com a tal, forma part del sistema de confort de l’edifici, ja que no fa cap
funció de suport i desenvolupa en canvi una funció de millorar les condicions ambientals i ll’habitabilitat
habitabilitat
de l’edifici ja que gràcies a les seves característiques (façana transventilada) permet un millor
aillament en relació a les Tº exteriors i evita la humitat excessiva, gràcies a l’aire que pot circular per
l’espai que hi ha entre la façana i l’edifici.
Posada en obra
L façana
La
f
es va contruir
t i subjectant
bj t t o penjant,
j t amb
b fixaments
fi
t i anclatges,
l t
els
l panells
ll ceràmics
à i a una
vies horitzontals que formàven part d’una subestructura metàl.lica que estava fixada al mur interior de
l’edifici. Entre el mur i la subestructura metàl.lica hi ha una capa aillant d’escuma de poliuretà.
Carácterístiques tècniques del producte: Llosa de terracota. 3 cm de gruix
Producte: Façana transventilada composta per plaques ceràmiques.
Material: Terracota
Procediment de fabricació: Extrusió
Temperatura de cocció: 1100 a 1300
TORRE DEBIS POTSDAMER PLATZ, BERLIN
Renzo Piano en 1995‐1997
•
•
•
•
•
•
•
El Potsdamer Platz se desarrollo en el siglo XIX en Berlín. En la II Guerra Mundial la
El Potsdamer Platz se desarrollo en el siglo XIX en Berlín. En la II Guerra Mundial la ciudad se vio sometida a grandes destrucciones de las edificaciones.
Tras la caída del muro de Berlín, se empezó a rehabilitar Potsdamer Platz, lo que se consiguió en el transcurso de menos de una década. Objetivos constructivos
1.Reducir el uso de energía y la contaminación
2.Empleo de luz y refrigeración natural y sistemas de ventilación
3. Fachada ventilada combinando terracota y cristal
Sistema
La fachada se compone de dos capas que trabajan entre si para mejorar el confort del edificio. La capa exterior es cristal y la interior terracota. La apertura de los cristales ventila el calor acumulado en l á
la cámara de aire.
d i
La terracota está colocada en forma de persiana, protege del sol en verano y en invierno la masa termal mantiene caliente el interior.
La doble capa produce aislamiento acústico. d bl
d
l
ú
•
La cerámicas fue creada especialmente para la a ce á cas ue c eada espec a e e pa a a
Torre Debis por NBK. Tiene reducida sección transversal de 40x40mm.
•
EEsta hecho a base de arcilla selecta de mayor t h h b
d
ill
l t d
densidad y de mayor fuerza.
•
La terracota se conecta a la subestreuctura por p
medio de perfiles de aluminio y una construcción portante que transcurre detrás.
•
En caso de sustitución o desmote, cada pieza es En
caso de sustitución o desmote cada pieza es
independiente •
Las obturaciones impiden que el agua se filtre en los espacios de la pared, y que el aire se desplace
Producto: Terrart Baguette
Si t
Sistema:
Fachada
F h d ventilada
til d
Material: Terracota
Procedimiento de fabricación: Selección de materia prima, pruebas antes de
iniciar la producción y pasan por varios procesos de cocción.
Tiempo de cocción: 750°c
revestiments
Mercado de Santa Caterina
Enric Miralles y Benedetta Tagliabue / 1998-2004
•
El Mercado de Santa Caterina se sitúa sobre los resto del antiguo mercado, parcialmente derribado en
1998, y que, a su vez, descansaba sobre las ruinas del Convento de Santa Caterina. El Ayuntamiento de
Barcelona convocó un concurso en 1997 que fue ganada por EMBT Arquitectos, las obras empezaron en
2000, poco después que muriera Enric Miralles.
•
El producto que se utilizó en la cubierta del edificio fue cerámica, en concreto 325.000 piezas de 67 colores
diferentes, hexagonales de 15cm de lado cada una, fabricadas por la empresa gerundense Cumella. El
juego de colores que se desprende de su colocación pretende representar la variedad de productos que se
pueden encontrar en el propio mercado.
•
La función principal que realizan los hexágonos de cerámica es envolvente, puesto que el edificio ya
dispone de una capa de impermeable de 4'5mm en la cubierta y de 6mm en los canales. Al mismo tiempo,
d b j de
debajo
d dicha
di h capa se encuentra un entablillado
blill d de
d maderas
d
d 10mm
de
10
d espesor.
de
•
Las piezas cerámicas se encuentran adheridas mediante cemento flexible para evitar posibles problemas
p
las ventajas
j de reparación,
p
,
derivados de la dilatación de los materiales. De esta colocación se desprender
puesto que el cambio de una pieza no implica una obra de gran envergadura. El esmaltado de las piezas
disminuye la acción de las inclemencias meteorológicas.
Características del producto:
- Producto: piezas hexagonales de gres esmaltado.
- Material: arcilla
- Procedimiento de fabricación: prensado.
- Temperatura de cocción: entre los 1.250ºC y los 1.300ºC.
ceràmica armada
cas particular
Iglesia de Atlántida
Eladio Dieste
CERÁMICA ARMADA.
ARMADA Caso particular.
particular
Las principales características de las Bóvedas
Gausas son:
Complejo ladrillo-mortero-hierro como unidad
estructural.
Disectriz la catenaria, como consecuencia el
peso produce compresión, y esta compresión
permite a la estructura reistir flexiones.
Las tensiones son independientes
p
a la sección,,
la fuerza es proporcional al peso por unidad, es
decir, la sección.
La armadura mínima asegura una importante
longitud de cáscara (capaz de soportar
tensiones
y
trabajando
como
unidad
estrtuctural)
Dieste es el inventor de las que denomina “Bóvedas
Gausas”, cuyas formas geométricas, características
estructurales
y
tércnica
constructiva
expone
ampliamente su personalidad.
Construcción de la cubierta ondulada de la Iglesia
g
de la Atlántida con las piezas en retícula y el
armado homogéneo, dejando un espacio para
incorporar el armado del tirante.
Sección de la ubicación del armado y el mortero
entre las piezas cerámicas.
cerámicas
La ventaja de la cerámica estructural frente al hormigón armado, está en que
al existir muy poco mortero de relleno en la retícula de las juntas entre
ladrillos, se disminuyo mucho el tiempo de “tirado” pudiendo desencofrar en
ól 14h.,
14h aumentando
t d la
l velocidad
l id d de
d ejecución
j
ió de
d la
l obra.
b
sólo
La ondulación de la cubierta, diseñada
como sucesivas
i
Bó d
Bóvedas
G
Gausas
unidas entre sí, arranca del plano
horizontal donde la serpenteante
cornisa remata los muros. La cubierta
varía su grado de ondulación,
adquiriendo
q
su máximo en el eje
j
central de la Iglesia.
La
Iglesia
g
de
la
Atlántida es de recinto
rectangular en su base,
pero sus paredes se
elevan onduladamente
hasta rematarse en una
cornisa serpenteante.
La Iglesia de la Atlántida, es un caso particularizado de las Bóvedas Gausas
de Dieste, donde los tirantes no son vistos ya que quedan embebidos en la
propia ondulación de la cubierta.
Dieste arma sus estructuras siguiendo líneas isostáticas, un método más
seguro y menos costoso armar según las diagonales de la estructura en
planta.
ANNEXE. VISITA A FÁBRICA PIERA-ECOCERAMICA
Proceso de elaboración del ladrillo CARA VISTA
1- Extracción de la arcilla procedente de las canteras
2- Preparación de las tierras: trituración, homogeniazión y reposo en acopio, con la finalidad de
optimizar sus características físicas i químicas
3 Mediante cintas transportadoras la arcilla se coloca en silos donde se ejecutará
3ejec tará la pre-elavoración
pre ela oración
4- A través de distintos tratamientos mecánicos (rompe-terrones, eliminador de piedras,
desintegradora, laminador refinador) se consigue que la materia esté lista para el inició del proceso.
5- El siguiente paso consiste en humedecer la arcilla con tal de que consiga la humedad precisa para
moldear la masa.
6- Una vez la arcilla está lo suficiente húmeda, se trastada a la extrusora, donde se forman, a partir
de unos moldes con la forma del ladrillo deseada, unos bloques que posteriormente se cortarán de
manera q
que formen los ladrillos. En el interior de la extrusora se añade vapor
p caliente y a p
presión
reducida para que el bloque coja consistencia.
moldes
extrusión
Corte del ladrillo
7- Una vez el bloque está cortado en ladrillos, estos se transportan a una cámara de secado
donde son sometidos a unas temperaturas de entre 70 y 80 ºC y pierden gran parte del agua que
contenían anteriormente.
8- Finalmente llegamos a la cocción del ladrillo, donde los ladrillos son introducidos en unos
hornos túnel, donde son sometidos a distintas temperaturas a lo largo del proceso. Estas
temperaturas pueden oscilar, entre los 900 y 1000 ºC dependiendo del tipo de producto que
queramos conseguir. A posteriori pueden ser sometidos a baños de siliconas, etc.
Bibliografia i fonts d’informació
Basics. Materials (Ed.Birkhäuser)
Constructing Architecture (A.Deplazes. Ed. Birkhäuser)
Oficina Verda COAC (Societat Orgànica): Jornada general
http://www.coac.net/Barcelona/oficinaverda/presentacio/estrategies.pdf
Oficina Verda COAC (Societat Orgànica): Jornada sobre materials
http://www.coac.net/Barcelona/oficinaverda/presentacio/estrategies_materials.pdf
Oficina Verda COAC (Societat Orgànica): Jornada sobre residus
http://www.coac.net/Barcelona/oficinaverda/presentacio/estrategies_residus.pdf
Metabase ITEC
http://www.itec.cat/nouBedec.c/bedec.aspx
Agenda de la Construcció Sostenible
http://www2.csostenible.net/ca_es/inici/Pages/index.aspx
Agència de Residus de Catalunya
http://www.arc-cat.net/ca/home.asp
Zicla
http://zicla.com/
Bioconstrucción
http://www.bioconstruccion.biz/
Tectonica.Num 15 Ceramica(I)
Façade Construction Manual (Herzog Krippner Lang Ed. Birkhäuser)
Construction Materials Manual
(Hegger / Auch-Schwelk / Fuchs / Rosenkranz. Ed. Birkhäuser
Moldear ensamblar proyectar la cerámica en la Arquitectura
Vicente Sarrablo / Javier Soriano. Ed Ascer
Ensayos sobre Arquiectrua y cerámica. Volumen 01
Artura Franco / Bernalte&Leon / Franciso Cifuentes / Jesús Aparicio Guisado
Ed Catedra cerámica Madrid