Influencia de la composición de partida sobre la microestructura y propiedades mecánicas del gres porcelánico

Autores: De Noni, A.|Hotza, D.|Cantavella, V.|Sánchez, E.
Fuente: Cerámica Información
363, 53-66
2009

El objetivo de la presente investigación fue analizar la relación entre la composición de partida, y la microestructura y propiedades mecánicas del gres porcelánico. Para ello se prepararon siete mezclas de partida, empleando el diseño experimental en el diagrama ternario cuarzo-caolín-feldespato sódico, variando cada componente en un intervalo del 30% en peso (cuarzo: 10-40%; caolín: 20-50%; feldespato sódico: 40-70%). Se buscó reproducir en laboratorio lo más fielmente posible las condiciones industriales de procesamiento. La temperatura de cocción empleada fue la de máxima densificación. El comportamiento mecánico de las piezas se evaluó determinando su resistencia mecánica a flexión y tenacidad.
Respecto a la composición de partida, se ha comprobado que la presencia de caolinita incrementa la densidad en crudo de modo significativo, solamente hasta contenidos de caolinita del 30%, porcentaje a partir del cual las partículas son capaces de interconectarse. La porosidad interna de las piezas sinterizadas prácticamente no cambia en función de la composición, en los intervalos estudiados; sin embargo, la porosidad del producto pulido se incrementa a medida que aumenta el contenido de cuarzo, como consecuencia del desprendimiento de granos de cuarzo durante el pulido.
Con respecto a las propiedades mecánicas, se ha comprobado que la resistencia mecánica se incrementa conforme aumenta la proporción de cuarzo. Estos resultados confirman el papel de refuerzo que las partículas de cuarzo ejercen sobre la matriz vítrea. En base a la mecánica elástica lineal de fractura, esta tendencia cabe atribuirla a la variación experimentada por la tenacidad y por el tamaño de defecto natural. En el intervalo composicional analizado, la tenacidad aumenta al hacerlo, tanto el contenido de cuarzo, como el de feldespato en la composición de partida. Sin embargo, composiciones con una excesiva proporción de albita han dado lugar a piezas con una elevada proporción de albita remanente, lo que ha repercutido en un incremento notable del tamaño de defecto natural y en consecuencia, a una disminución de la resistencia mecánica. Por otro lado, al aumentar la proporción de caolín en la composición de partida la matriz vítrea se enriquece en vidrio de caolinita, lo que influye negativamente en la resistencia mecánica.