INTRODUCCIÓ

El mot ceràmica, que prové del grec keramikos i que significa “cosa cremada”, popularment engloba conceptes com ara els de: totxana, teula, paviment i tot tipus de material utilitzat en la construcció.

De fet, aquest mot, pel seu sol significat, agrupa qualsevol material que requereix una cocció prèvia.

D'aquesta manera, nosaltres també podem afegir a la llista inicial nous conceptes que també es denominen i es coneixen com a ceràmiques, i que són, entre d'altres: els vidres de les finestres, la vitroceràmica utilitzada en les cuines, el revestiment intern dels forns metal·lúrgics, els ciments, algunes eines de tall utilitzades en els torns, alguns components electrònics, aïllaments tèrmics, argiles, guix, refractaris... en són alguns exemples.

En aquest treball pretenem ampliar els nostres coneixements en aquest petit camp que configuren les ceràmiques per si mateixes, dins el gran món dels milers i milers de tipus de materials que actualment són coneguts, en alguns casos fabricats i utilitzats per l'home.

En el nostre cas, doncs, desenvoluparem determinats apartats, els més destacats, dins del grup de materials sobre el qual hem decidit treballar: aprofundirem i detallarem les argiles, el vidre, el gres, el ciment i el formigó, com a subproductes ceràmics més utilitzats.

A més a més, també parlarem de la ceràmica rústica tradicional, i/o artesanal, que recentment, tots els membres del nostre grup poguérem estudiar i observar de ben a prop, després de la visita realitzada a les instal.lacions de la fàbrica de productes ceràmics Sant Genís.

A continuació, doncs, us presentem, recopilat, el resultat de la recerca i visites realitzades, que també pretén ser una guia per a poder apreciar, distingir i identificar tots aquells elements que configuren el mostrari que es presenta, juntament amb aquest dossier.

CERÀMICA

HISTÒRIA

L'origen de la ceràmica comença al principi de la civilització. Nombrosos són els restos i troballes que es conserven de l'època prehistòrica ja que la seva composició les fa perdurables al llarg del temps.

Al Mediterrani la ceràmica va cemençar aproximadament el 7000 a. C. Des de llavors fins els nostres temps la indústria a perfeccionat enormement la producció d'aquest material però els principis bàsics segueixen sent els mateixos.

La cultura etrusca amb les seves terracotes i l'art helènic de fa 2400 anys a la Grècia clàssica va ser la herència que va rebre el poble romà. Roma va expandir la ceràmica per tota Europa com a tècnica constructiva.

A Mesopotamia la ceràmica va ser un element funamental de construcció. La gran qualitat tècnica en fang cuit fa de la cultura de Babilònia un clar exemple de ceràmica aplicada en l'arquitectura.

En la Península Ibèrica la ceràmica va assolir el seu màxim en l'època mudéjar. Eran els artesans àrabs que trebarraren el territori cristià entre els segles XI i XVII.

La ceràmica és un dels elements indispensables en l'arquitectura modernista de principis de segle XX. Antoni Gaudí redescubrí l'artesania popular i la aplicar conscientment dn les seves arquitectures.

Per acabar, dir, que la ceràmica segueix tenint un paper molt important en la societat actual, sent totalment vigent en les més avançades tecnologies. S'utilitzen elements ceràmics en la construcció de naus espaials com el projecte Columbia.

PROCÉS D'ELABORACIÓ

La ceràmica és la fabricació menestral o industrial d'objectes (recipients, elements de construcció,etc) de materials terrosos cuits. Les primeres matèries solen ser l'argila o el caolí ja que tene unes propietats plàstiques i refractàries molt importants. A més d'aquests que són els principals s'utilitzen materials secundaris per millorar-ne les propietats. Per exemple: La sorra, el quars, el feldspat, la xamota,... són utilitzats amb una finalitat desengreixant que suavitzen les contraccions durant la cocció. El felspat i àlcalis, rebaixen la refractarietat mentre que el corindó, la bauxita i alúmina l'augmenten. Dels materials que aporten color en parlarem durant la decoració.

2.1 Preparació i modelatge del material

Consisteix en la mescla dels materials terrossos amb l'aigua. S'ha d'aconseguir una massa plàstica. Quan hi ha aigua amb excés és eliminiada mitjançant filtres de premsa, decantació o evaporació. La pasta que s'obté és objecte d'un modelatge, s'ha de donar una forma concreta i determinada. Per fer aquest procés pot seguir un procés “sec” o “semisec” si la pasta no conté més d'un 10% d'aigua o un procés humit si la pasta conté entre un 15 i un 25% d'aigua. Com que les argiles poden formar suspencions col·loïdals amb aigua, s'anomena barbotines, mitjançant un esgromollador es poden obtenir pastes molt fluides amb un percentatge d'aigua baix (15-20%), que amb aquestes propietats poden ser emmotllades. Per fer rajoles, es posen amb una màquina, que a través de l'extrusió fa un prisma continu que pot ser tallat amb la forma necessària. Els motlles poden ser de gran quantitat de materials com el guix, la pedra, un de fang cuit,... Pel procediment manual cal pastar el fang, per poder-lo treballar amb millors condicions. Normalment per fer gerros o elements circulars s'utilitza el torn.

2.2 L'assecat i la cocció

Perquè no es trenqui al coure-la, primer s'ha de deixar assecar a l'aire. Després un assecatge amb ajuda. Consisteix en eliminar l'aigua que omple els porus de la peça. Per aconseguir-ho s'utilitzen assecadors d'aire calent (110-120º), raigs infraroigs,... Quan està totalment seca, és l'hora de posar-la dins del forn.

Aquests forns són utilitzats per coure totxos, teules, porcelana i en l'elaboració del ciment. Els forns utilitzats, són de dos tipus: intermitents (el foc s'apaga quan no està carregat i s'encén quan s'introdueix una fornada), i els forns contínus (el foc no s'apaga mai, són carregats i descarregats amb amb el forn encés). A l'actualitat s'utilitzen els dos tipus encara que els diferents models de forn contínu són adequats per la producció de gran escala. N'hi ha de diferent tipus: túnel (es mouen sobre una cinta transportadora), el rotatori (els productes atravessen per la força de la gravetat, una llarga càmara de combustió inclinada.

Tant els de fusta, com més tard els de carbó, gas i electricitat necesiten un control molt rigurós per aconseguir l'efecte deistjat en l'obtenció de la ceràmica, doncs segons la quantitat d'oxigen que hi hagi durant la combustió poden fer-se efectes diferents.

Una argila rica en ferro, es tronarà vermella si el cou amb un focric amb oxigen, mentres que si hi ha poc oxigen es tornarà de color gris o negre.

Gràcies a què s'esdevenen molts canvis físics i químics (expansions, canvis de fase, reaccions en estat sòlid, solucions sòlidesm oxidacions, reduccions i vitrifaccions) fan que la peça sigui un cos endurit i inalterable.

2.3 Decoració

Entre els procediments decoratius utilitzats en la ceràmica artística cal esmentar la corda seca, els relleus, les incisions, i l'ús d'òxids metàl·lics i esmalts, els quals poden ser aplicats mitjançant un pinzell, etergidors o aerògrafs, o bé banyant la peça. Es pot aplicar la decoració sobre o sota una coberta fundent o vernís, obé acolorint directament la pasta (engalba).

Els compostos metàl·lics emprats són els de coure per a obtenir verds, blaus turquesa i roigs. Els me manganès per als morats i els violeta. Els de crom per als verds i els rosa. El d'antimoni per als grocs. Els de ferro per als marró i el siena. Els d'estanys per als blancs.

Noves coccions en determinen l'estabilització i l'adaptació de les tonalitats definitves, tanmateix difícils de predir abans de la cita, a causa de l'elevat nombre de reacions químiques que es produiexen durant la combustió, per tant la cuita.

3. Classificació

Per classificar els productes ceràmics s'utilitza el grau de porositat que depèn de la relació entre llur composició química i la temperatura a què han estat cuits.

POROSITAT ELEVADA		POROSITAT NO ELEVADA
Rajoleria	Maons	El gres
				Teules
Materials refractaris		La porcellana
Pasta roja	Terrecotte	Alguns de rajoleria	Tauletells
				Terrisses envernissades
	Pasta blanca i fina Cuites a temperatura elevada i recobertes d'un esmalt transparent	Faiçana fina
		Pisa
		Majòlica
Determinats filtres químics i electroquímics

Propietats de les ceràmiques

Cada tipus de ceràmica, com hem classificat en l'apartat anterior, tenen unes propietats diferents, però tenen en comú que són: fràgils, dures, poc resistents a la tracció, molt resistents a la compressió, baixa conductivitat tèrmica, elevada temperatura de fusió i baixa conductivitat elèctrica.

El trencament de les ceràmiques, quan són sotmeses a un esforç, és fràgil, és a dir, sense deformació prèvia. Això és degut que totes les ceràmiques tenen porus i impureses i això produeix que hi hagin esquerdes amb molta facilitat i es propaguen amb molta rapidesa.

Aplicacions

La ceràmica té una aplicació important en la construcció, encara que ha estat desplaçada en alguns casos pel formigó. Les peçes emprades per a pujar parets són el totxo, el maí i el pitxolí, que són peces macisses, i la totxana i el maó foradat, que són peces foradades. Per a fer les sostres hi ha revoltons ( fets per a descansat sobre bigues de ciment) i cassetons (que, posats en rengle i convenienment armat amb ferro, formen bigues). Per a fer lloses o soleres hi ha els emmetxats i les rajoles. Es fa servir les altres peces ceràmiques per a recobriment: les teules per protegir de la pluja, les rajoles, les toves, els cairons i els caironets i les rajoles fines, com a materials per a pavimentar, i els taulellets i la rajola vidriada, com a recobriment de parets. Han caigut en desús els baixants de desguàs de terra cuita esmaltada. Formen un grup a part dels maons refractaris i les plaquetes de gres emprades per a revestiments anitàcid. La indústria tradicional consisteix en una bòbila que, antigament, a causa de la dificultat des transports, era al costa mateix del terrer que proporcionava la primera matèria i de vegades només funcionava quan hi havia demanda. Actualment les bòbiles han estat modernitzades i hom hi treballa amb processons continus i totalment mecanitzats. Els grans centres producots solen ésser prop dels centres d'edificació en masssa i de primeres matèries (argiles i margues). Per això, als Països Catalans, la ceràmica indústria es concentra a les regions de Barcelona, fins a una cinquantena de quilòmetres de la ciutat, de València, d'Alacant, de Lleida i de Girona.

Les ceràmiques, també es poden utilizar per construir condensadors molt petits, aïllants tèrmics i de línies elèctriques.

6. SITUACIÓ DEL SECTOR DE LA INDÚSTRIA DE RAJOLES

6.1 Estructura de la indústria

A Espanya hi ha unes 220 empreses que produeixen rajoles ceràmiques. Al voltant del 90% es concentra a la Província de Castelló, i més concretament a la comarca de la plana. Aquest subsector, donava en 1996 lloc de treball a 16.800 i indirectament donava feina a prop de 4.000 més. La mitjana per empresa és de 80 treballadors i més de tres quartes parts tenen menys de 100 treballadors.

El nombre de treballadors mostra que aquest tipus d'indústria sol ser, de petites o mitjanes empreses. La facturació total de la industria en 1996, s'estima en 350.000 millons de pessetes. Actualment, el 2000, és superior.

6.2 Producció mundial i espanyola

La producció en 1995, últim any que hi ha datos, s'estima d'uns 2900 millons de metres quadrats. Europa és l'origen aproximadament del 50% d'aquest total, i Espanya i Itàlia aporten el 32'37% respecte el món i el 66'71% respecte a la producció europea.

Fora d'Espanya i Itàlia els principals productors estan a Brasil i Xina.

Aquest ordre està cambian. Entre els productors europeus, Itàlia, Espanya, Turquia i Portugal mantenen un fort dinamisme, mentre que la resta perd posicions. Actualment estan en expanció China, Indonèsia, Mèxic i Argentina.

Espanya es manté entre el 12 i 14% de producció mundial. De totes maneres Espanya preferiex continuar fent una gran qualitat que sé el país que fa més quantitat.

6.3 Consum mundial i espanyol

Europa ocupa també el primer lloc en el consum mundial. Espanya té el cinqué lloc absolut en consum per països i el segon en consum “per càpita”.

6.4 Comerç internacional

Espanya és el segon país com a exportador mundial de rajoles ceràmiques, però cada vegada l'Europa de l'est està fent més ofertes.

L'etapa actual de l'exportadció espanyola comença en 1971 desde modestes xifres inicials de pocs cents de millons de pessetes, a partir de l'implantació de l'ordenació comercial exterior del sector que va estar en vigor fins l'ingrés d'Espanya en la Unió Europea manté un creixement constant.

7. PORCELLANA

La porcellana és una ceràmica blanca, composta de caolí, quars i feldespat, que quan està cuita al forn a una temperatura entre els 1250 i 1300 ºC es vitrifica formant un material blanc, ressonant i translúcid d'una densitat i duresa superior que la pasta ceràmica. Es va crear per primera vegada a Xina entre els segles VII i VII d.C. mentres que a Europa no es va fabricar fins el XVIII.

Per moldejar aquestes pastes es pot premsar l'argila tova en motlles, ajuntant les parts seques amb barbotina, que és una barreja de argila líquida. També es pot moldejar amb un torn o amb motlles especials que es pugui introduir barbotina.

La porcellana, un cop cuita i sense vitrificar, que es coneix om biscuit, però és més freqüent que si apliqui un vernís de feldespat a la pasta de porcellana aans de la primera cuita amb la finalitat d'obtenir una superfíci vidriada i no porosa. Es pot aplicar pintura sota el vernís i en el estat de biscuit, però fins a principis de segle XIX el balu del cobalt, i la púrpura del magnesi eren els únics colors que resistien a les elevades temperatures que havia al forn. La decoració vidriada amb colors esmaltats, fixats amb una recuita posterior a 750ºC, donava a la persona que decorava més llibertat d'espressió. La pasta tova solia recobrir-se amb pintures transparents que tenien plom, i això necessitava una segona cuitam i si a més a més s'utilitzaven pigments d'esmalt sobre la coberta, feia falta una tercera i última fornada, i això malgrat millorar molt l'aspecte visual de les peces encaria molt les peces de porcellana obtingudes.

CIMENT

1.- ELS CIMENTS: DESCRIPCIÓ GENERAL

Els ciments són materials en pols, constituïts fonamentalment per compostos de calci, els quals, amassats amb aigua, donen pastes plàstiques (pasta de ciment) que permeten l'adheriment adequat de pedres, rajoles...

En la pasta de ciment es produeixen transformacions químiques entre els components del ciment i l'aigua de pastament, a conseqüència de les quals el material adquireix rigidesa i resistència mecànica.

Aquestes transformacions són produïdes durant la presa del ciment (fase del procés d'obtenció durant la qual hi ha una pèrdua de plasticitat de la massa i un augment lent de la seva rigidesa), i durant l'enduriment posterior (augment gradual de resistència mecànica del material rígid).

Els ciments utilitzats en la construcció es poden “prendre” i “endurir” sota l'aigua (ciment hidràulic).

Amb els ciments es fabrica, sense tenir en compte la seva tipologia, que sempre en determina la composició i característiques de qualsevol producte derivat:

• el morter: mescla de calç, pasta de ciment amb la proporció adequada, sorra i aigua que es pren o s'endureix en un cert temps. Allò que caracteritza un morter determinat és:

+ la dosificació i el tipus dels seus components

+ la resistència característica. que pot oscil·lar entre 5 i 160 kg/cm2 al cap de 28 dies

+ la seva plasticitat

• el formigó: format amb sorra, pasta de ciment, grava menuda, grava i fins i tot pedra.

• les argamasses: elaborades a partir dels ciments, són una mescla de calç, sorra

i aigua usada, utilitzada per ajuntar les pedres, rajoles, etc., en les construccions.

• estructures resistents: com ara fonaments, pilars, bigues... aplicades a la construcció.

Els ciments es classifiquen en dos grans grups: els ciments naturals i els artificials.

Els ciments naturals són el resultat de la calcificació de margues (tipus de roca més o menys dura, de color gris, composta, principalment de carbonat de calci i argila, en proporcions quasi iguals), finament mòltes.

En relació al temps de presa, aquests ciments es divideixen en ciments lents i ciments ràpids.

Fonamentalment s'utilitzen en obres fetes per paletes de no massa envergadura.

Els ciments artificials són aquells que per a la seva fabricació es parteix de mescles de calç i argila, degudament preparades, dosificades i de proporcions constants, a partir de les quals s'obtenen, bàsicament, els ciments: pòrtland, putzolànics, siderúrgics i els aluminosos.

Aquests, són utilitzats com a matèria primera per a la fabricació del formigó, i també per a la fabricació de fibro-ciments, bigues armades, revestiments i paviments.

D'aquesta manera, doncs, podríem establir el següent esquema general, en el que queden classificades totes i cada una de les principals tipologies de ciments conegudes actualment, agrupades amb els dos grans grups, citats anteriorment, amb les seves corresponents variants:

1. Ciments artificials

1.1 Ciment pòrtland

1.2 Ciments siderúrgics

1.2.1 Bio-bio especial

1.2.2 Bio-bio alta resistència inicial pòrtland (ARI)

1.3 Ciments putzolànics

1.3.1 INACESA especial

1.3.2 INACESA alta resistència

1.4 Ciment aluminós

2. Ciments naturals

2.1 Ciments lents

2.2 Ciments ràpids

2.- LA INDÚSTRIA DEL CIMENT

La indústria del ciment ha experimentat un fort creixement, i el seu índex de producció i consum constitueix, juntament amb el del carbó, l'acer i l'energia elèctrica, un indici notablement aproximat del potencial econòmic d'un país.

Aquesta expansió ha estat vinculada a la diversificació creixent de la indústria (preparació de formigó, bigues armades, fibrociment, pre-tesats...) i a l'aparició dels prefabricats, que ha augmentat les possibilitats de substitució d'altres materials.

Pel fet que el preu del ciment és relativament baix respecte al seu pes, en l'establiment de les factories té un paper predominant la proximitat dels centres de consum, per tal d'evitar els excessius costs de transport, que acostumen a fer-se a través de cisternes o contenidors.

El 1953 la producció mundial va ser de 180 milions de tones i l'increment no ha cessat fins aquests darrers anys.

El fet que la producció dels països industrialitzats experimentés una caiguda a partir de l'any 1983 i el fet de la contínua aparició de nous productors, cal atribuir-los a la bona situació dels períodes de reconstruccions post-bèl.liques (Segona Guerra Mundial i la guerra de Corea, important econòmicament), i també, a la crisi estructural de l'economia occidental, ja present els anys anteriors, però desencadenada pels preus del petroli, i agreujada pels d'altres primeres matèries.

I és que la demanda de ciment no és tan constant com la d'altres productes bàsics, ja que sol dependre de tres sectors:

+ el de la infrastructura d'obres públiques, que acostuma a dependre dels estats i s'accentua quan aquests preveuen o volen impulsar un creixement ràpid de la població i per tant, del nombre de vivendes

+ el de l'habitatge i els equipaments, que, un cop resoltes les necessitats primàries, solen anar lligats amb l'expansió demogràfica i econòmica

+ el del turisme i l'estiueig que depèn, tant com de l'oferta pròpia, com de la prosperitat i predisposició externes

En l'època actual, doncs, el consum de ciment és indicador de nivell econòmic i de la dinàmica expansiva d'un determinat país.

3.- CLASSIFICACIÓ GENERAL DELS CIMENTS,

SEGONS LA NORMA EUROPEA ENV 197-1

>>Classificació segons els components:

Els ciments s'obtenen de la mòlta conjunta de tots els seus components, i es classifiquen en:

• ciments pòrtland, si estan compostos per clinker i un baix percentatge de guix.

• ciments pòrtland-siderúrgics, si estan compostos per clinker, escòria bàsica granulada, procedent d'alt forn i guix. El percentatge d'escòria ha de ser, com a mínim, d'un 30 %

• ciments siderúrgics, quan l'escòria d'alt forn està present en percentatges superiors als d'un 75%

• ciments pòrtland- putzolànics, compostos per clinker, putzolana i guix. El percentatge de putzolana a de ser superior a un 30%

• ciments putzolànics, quan el percentatge de putzolana està per sobre d'un 50%

>>Classificació segons les resistències mecàniques

D'acord amb les resistències mecàniques, la norma distingeix entre:

+ ciments corrents

+ ciments d'alta resistència

La resistència exigida per la norma, es mesura amb provetes confeccionades amb un morter normalitzat, a compressió i a flexió, a 7 i 28 dies d'edat. Al ciment d'alta resistència se li exigeix que, a 7 dies, compleixi amb la resistència mínima especificada a 28 dies per als ciments corrents. A efectes pràctics, es poden mesurar resistències a qualsevol edat.

D'aquesta manera, els ciments queden classificats per la resistència a la compressió durant 28 dies, en MPa, en: 32'5, 42'5 i 52'5, agregant una lletra R quan es requereix una major resistència a curta edat.

També s'especifiquen altres característiques, als ciments, : químiques i físiques.

Entre aquestes característiques i propietats, es troba el temps d'enduriment inicial, que és el període en el qual la pasta de ciment es manté elàstica, i durant el qual es poden executar les accions de mesclar, transportar, col·locar, compactar i donar terminació superficial al formigó o morter. El temps d'enduriment és, d'aproximadament, 1h per als ciments d'enduriment ràpid i de més de 3h per als ciments d'enduriment lent.

El temps d'enduriment no s'ha de relacionar amb la qualitat del ciment, ja que els avantatges i els inconvenients d'un enduriment ràpid o lent depenen del tipus d'obra i també, del temps de manipulació requerit pel formigó. De totes maneres, els temps d'enduriment, al igual que altres propietats dels ciments, es poden modificar amb additius.

La resistència dels ciments es desenvolupa en períodes de temps relativament llargs. El creixement és ràpid durant els primers dies i després de 4 setmanes, és poc important en els ciments pòrtland, però en el cas dels ciments amb additius, i depenent del tipus additius afegits i del seu contingut, l'augment de resistència pot anar més enllà dels 28 dies, fet que pot arribar a ser fonamental per a determinats tipus d'obres.

Els percentatges de resistències, comparats amb la resistència de 28 dies, estan entre un 30 i 50 % als 3 dies, i entre un 50 i 80 % als 7 dies.

L'augment de resistència, després dels 28 dies, en aquells ciments que tenen percentatges de resistència majors a 3 i 7 %, és molt baix, a diferència de tots aquells ciments que tenen percentatges baixos, perquè augmenten la seva resistència de forma molt significativa, després d'aquest període.

>>Classificació segons el comportament

En ambients amb sulfats, la norma distingeix entre els ciments comuns,

( mitjanament resistents als sulfats ), i ciments resistents als sulfats.

Davant la utilització d'àrids potencialment reactius, la norma senyala que el ciment pòrtland ha de ser de baix contingut en àlcali ( hidròxids metàlics que, per ser molt solubles en aigua poden actuar com a bases energètiques ).

Si els ciments contenen putzolanes o escòries bàsiques d'alt forn, la norma reconeix, en aquests materials, una acció inhibidora de possibles expansions que puguin perjudicar el material, però, de totes maneres, en determinats casos, exigeix la seva comprovació mitjançant ensajos de laboratori.

4.- EL CIMENT NATURAL

El ciment natural destaca per la seva baixa resistència mecànica, en comparació amb tots els altres tipus de ciments artificials que esmentarem a continuació.

Resulten de la cocció de mescles naturals de matèries calcàries i argiloses, a una temperatura que pot ser inferior a la requerida per a la clinkeritazació.

En relació amb el temps de presa, els ciments naturals queden classificats en ciments lents i ciments ràpids.

5.- EL CIMENT ALUMINÓS

El ciment aluminós és de naturalesa molt diferent a la de tots aquells ciments inclosos dins el grup de ciments artificials.

Obtingut, generalment, per fusió de mescles formades per un material calcari i bauxita ( hidrat d'alumini ), i constituït fonamentalment per aluminats, el més important dels quals és l'aluminat monocàlcic.

Aquest ciment confereix als formigons una resistència mecànica elevada, sobretot al cap de poques hores de la presa, i una resistència química notable, a l'acció agressiva dels sulfats.

6.- EL CIMENT PÒRTLAND

El ciment de més importància pràctica és l'anomenat ciment pòrtland, la fabricació del qual s'inicià a mitjans del segle XIX a Anglaterra. El seu nom prové de la semblança observada entre el ciment pres i la pedra natural de la localitat anglesa de Pòrtland.

En resulta de moldre, conjuntament, el clinker de pòrtland i una certa quantitat de sulfat de calci natural (guix), que regula el procés de la presa. El clinker és produït en forns rotatoris o verticals, escalfant, fins a fusió parcial, una mescla de materials argilosos i calcaris de gran finor, dosificats adeqüadament. La temperatura de clinkerització és de 1.400-1.500 ºC.

El clinker de pòrtland no és una material homogeni, sinó que està compost de diverses fases, les més abundants, formades per silicat dicàlcic i per silicat tricàlcic i, les que es troben en menor proporció són: una fase d'aluminat tricàlcic i una altra de composició propera a la del ferrit aluminat tetracàlcic.

Mitjançant la regulació de la proporció d'aquestes fases, s'obtenen les diverses classes de ciment pòrtland amb característiques especials, com ara :

+ els ciments de baixa calor d'hidratació, que són molt útils en la construcció de rescloses, en les quals intervenen grans masses de formigó.

+ els ciments d'enduriment ràpid.

+ els ciments d'altes resistències inicials, que permeten una rapidesa de treball més gran.

7.- EL CIMENT SIDERÚRGIC

El ciment siderúrgic és un tipus de ciment hidràulic, obtingut molent conjuntament el clinker de pòrtland i un altre producte capaç d'intervenir activament en les propietats del ciment.

En el ciment siderúrgic intervé escòria granulada d'alt forn en estat vitri, (que pot ser agregada en diferents proporcions: la norma europea accepta fins a un 95% en la mescla de clinker) amb un contingut d'òxid de calci menor que el pòrtland.

Les escòries que s'utilitzen en la fabricació del ciment han de complir tres requisits bàsics, sense els qual no servirien per a una òptima fabricació del producte final:

+ han de provenir d'un alt forn on es processi el mineral de ferro, (és per aquesta raó per la que se l' anomena escòria siderúrgica).

+ han de ser bàsiques, això vol dir que el contingut d'elements bàsics ha de ser superior al del contingut d'elements àcids.

+ ha de ser granulada, és a dir, s'ha de refredar bruscament a la sortida de l'alt forn, tot deixant-la en estat vitri.

Pertanyen als ciments siderúrgics, els anomenats bio-bio especial siderúrgic, bio-bio alta resistència inicial pòrtland (ARI), a més a més dels: pòrtland siderúrgic, pòrtland d'alt forn i pòrtland siderúrgic-clinker, en els qual la proporció d'escòria continguda en cada un d'ells és creixent en l'ordre en el que han estat citats.

Com que l'escòria no sol contenir compost de basicitat alta ni de calor d'hidratació elevada, la hidratació dels ciments siderúrgics acostuma a produir un petit desprendiment de calor i una proporció limitada de calç lliure, la qual cosa redueix els riscos d'atacs per aigua de mar o per aigües selenitoses, (que conté selenita, varietat del guix).

Ciments Bío Bío Especial Siderúrgic

>>Classificació/Descripció

Segons la norma europea, aquest ciment està classificat en resistència de classe 32'5. Es tracta de ciment d'us universal.

Per el seu contingut en escòria d'alt forn, està en la categoria dels ciments resistents als sulfats i a l'aigua de mar.

La seva baixa calor d'hidratació el fa apropiat per a obres massives, raó per la qual ha estat utilitzat amb èxit, en les grans centrals hidroelèctriques construïdes per Endesa.

Les seves resistències augmenten de forma important després dels 28 dies.

>>Propietats

Els valors mitjos de les seves propietats mecàniques, físiques i químiques, estan indicats en les taules següents:

Pes específic (g/cm3)	3.0		Enduriment inicial (h:m)	02:50
Aigua normal (%)	31'75		Enduriment final (h:m)	03:40

	1 dia	3 dies	7 dies	28 dies
Resistència compressió ( kg/cm2)	80	180	270 (180 mín)	430 (250 mín)

	1 dia	3 dies	7 dies	28 dies
Resistència flexió ( kg/cm2)	20	40	50 (35 mín)	75 (45 mín)

>>Anàlisis químic

SiO2 (%)	27'8	MgO (%)	4'8
Al2O3 (%)	8'4	SO3 (%)	1'3 (4'0 màx)
Fe2O3 (%)	1'8	Pèrdua calcinació (%)	2'3 (5'0 màx)
CaO total (%)	51	Residu insoluble (%)	0'6 (4'0 màx)

Ciment Bío Bío Alta Resistència Inicial Pòrtland (ARI)

>>Propietats

Pes específic (g/cm3)	3.0		Enduriment inicial (h:m)	02:10 (00:45 mín)
Aigua normal (%)	29'75		Enduriment final (h:m)	02:50 (10:00 màx)

	1 dia	3 dies	7 dies	28 dies
Resistència compressió ( kg/cm2)	160	300	380 (250 mín)	520 (350 mín)

	1 dia	3 dies	7 dies	28 dies
Resistència flexió ( kg/cm2)	38	55	65 (45 mín)	80 (55 mín)

>>Classificació/Usos recomanats

Es tracta de ciment universal. Ofereix avantatges en les següents aplicacions:

+ fabricació d'elements prefabricats de formigó

+ formigons pre i post-tensat

+ edificis que requereixin grans avenços en obra de gran envergadura

+ formigons fast track

8.- EL CIMENT PUTZOLÀNIC

El ciment putzolànic és un tipus ciment hidràulic obtingut molent conjuntament el clinker de pòrtland i un altre producte capaç d'intervenir activament en les propietats del ciment.

En el ciment putzolànic el producte que hi intervé és la putzolana, una roca molt porosa, formada de la consolidació de cendres i pols volcàniques. És molt abundant a Pozzuoli (Itàlia), d'on prové el seu nom. Aquesta roca, mòlta i barrejada amb calç, és emprada per a fabricar ciment hidràulic (ciment putzolànic).

La putzolana continguda en el ciment pot ser natural o artificial.

A causa de la reacció entre la putzolana i la calç, els ciments putzolànics presos, contenen una proporció mínima de calç lliure, la qual cosa pot explicar la seva general major resistència als agents agressius naturals i el seu ús en els ports.

El fet de tenir una calor d'hidratació més petita en determina el seu ús en grans masses de formigó.

La presència de la putzolana fa minvar la resistència a curt termini, encara que la resistència final sigui alta.

Per tant, l'addició de la putzolana a la mescla de clinker, transmet al ciment característiques com ara la elevada resistència química i mecànica, la disminució de la calor d'hidratació i la inhibició davant la reacció nociva d'àlcali ( hidròxids metàlics que, per ser molt solubles en aigua poden actuar com a bases energètiques ).

Ciment INACESA especial

>>Descripció/Classificació

INACESA especial, és un tipus de ciment elaborat a base de clinker, putzolana i guix.

D'acord amb la norma europea queda classificat, segons la seva composició i resistència, com a ciment del tipus “putzolànic” i de grau “corrent”.

>>Consum/Emmagatzematge/Presentació

El ciment s'ha d'afegir al formigó, el seu consum per m3 de formigó elaborat, dependrà del tipus de formigó utilitzat.

El ciment, s'ha de protegir de la intempèrie al transportar-lo o a l'emmagatzemar-lo. En bones condicions d'emmegatzemament el ciment pot mantenir totes les seves característiques durant 3 mesos.

Pel què fa a la seva presentació, podem trobar-lo en forma de:

+ sacs de paper de 42'5 kg

+ “big bags” de 500 i 1.000 kg

+ “a granel”

>>Camps d'aplicació

* formigons, en general, de vivendes i edificis

* en morters de pega i estucats

* formigons en obres marítimes

* obres en les quals es requereixi baixa calor d'hidratació

* formigons en ambients agressius

* processos en els quals s'hagi d'evitar tot tipus de problemes derivats de la reacció de l'àlcali.

>>Propietats

El ciment INCESA especial té les següents característiques:

Pes específic (kg/dm3)	2.9		Enduriment inicial (h:m)	03:00 (1:00 màx)
			Enduriment final (h:m)	04:00 (12:00 màx)

	3 dies	7 dies	28 dies
Resistència compressió ( kg/cm2)	190	260 (180 mín)	370 (250 mín)

	3 dies	7 dies	28 dies
Flexo-tracció ( kg/cm2)	35	40 (35 mín)	55 (45 mín)

Pèrdua per calcinació (%)	1'6 (5 màx)	Residu insoluble (%)	30 (50 màx)
		SO3 (%)	1'7 (4 màx)

Ciments INACESA alta resistència

>>Descripció/Classificació

INACESA alta resistència és un tipus de ciment elaborat a partir de clinker, putzolana i guix.

D'acord amb la norma europea, queda classificat, segons la seva composició i resistència, com a un ciment de tipus “pòrtland putzolànic” i de grau “alta resistència”.

>>Consum/Emmagatzematge/Presentació

El ciment s'ha d'afegir al formigó, el seu consum per m3 de formigó elaborat, dependrà del tipus de formigó utilitzat.

El ciment, s'ha de protegir de la intempèrie al transportar-lo o a l'emmagatzemar-lo. En bones condicions d'emmegatzemament el ciment pot mantenir totes les seves característiques durant 3 mesos.

Pel què fa a la seva presentació, podem trobar-lo en forma de:

+ sacs de paper de 42'5 kg

+ “big bags” de 500 i 1.000 kg

+ “a granel”

>>Camps d'aplicació

* formigons en els que es requereixin resistències a poques edats del material

* prefabricats de formigó

* paviments de formigó

* formigó en temps fred

* formigó projectat

* “lechadas” de ciment: massa de calç o guix, o de calç barrejada amb sorra, que serveix per blanquejar parets i per unir pedres o totxanes

* formigó col·locat amb motlle

>>Propietats

Pes específic (kg/dm3)	3'0		Enduriment inicial (h:m)	02:30 (0:45 mín)
Residu insoluble (%)	15 (30 màx)		Enduriment final (h:m)	03:30 (10:00 màx)

	3 dies	7 dies	28 dies
Resistència compressió ( kg/cm2)	270	370 (250 mín)	480 (350 mín)

	3 dies	7 dies	28 dies
Resistència tracció ( kg/cm2)	45	55 (45 mín)	65 (55 mín)

FORMIGÓ

1.- EL FORMIGÓ: DESCRIPCIÓ GENERAL

El formigó és un material de construcció constituït per una barreja d'aigua, àrids (Materials de partícules dures de forma i tamany estable en el temps. Per a l'elaboració del formigó, s'utilitzen tres o més fraccions, en combinacions adequades, depenent de les seves característiques, aquests materials són: grava, grava fina i sorres) i ciment pòrtland. Generalment també conté additius o addicions.

La mescla pot fer-se a mà, amb l'ajuda de pales o mitjançant aparells mecànics o formigoneres.

Aquesta barreja ha de tenir la proporció adequada perquè en resulti una massa compacta en què la sorra ompli suficientment els buits compresos entre la grava, i el ciment faci de lligant dels grans de sorra i la grava i ompli els espais compresos entre aquests materials.

La proporció dels diversos elements que entren en la preparació del formigó, determina les seves característiques físiques i mecàniques. Existeixen factors externs, com ara la temperatura, la higrometria, l'aplanat o la vibració que també influeixen en el resultat final.

Les diverses menes de formigó es defineixen segons la proporció en volum en què hi intervenen els diferents components, per exemple, el formigó 1:4:8 està fet amb un carbassat de ciment, quatre de sorra i vuit de grava. L'adequada proporció dels ingredients fa que sigui més compacte i doncs, més resistent.

Per evitar que hi puguin restar bombolles d'aire, al formigó se l'atacona amb un pal, o, se'l fa vibrar amb una agulla vibradora.

Essent com és, una material originàriament pastós, se li fa agafar la forma desitjada, tot abocant-lo en una encofrat construït prèviament o en un sot, a terra, si ha de servir de fonament, i té la peculiaritat d'endurir-se de manera gradual.

El formigó es dissenya per a complir determinades característiques tècniques generals, especificades per l'usuari. Els requisits bàsics que ha de complir tot formigó són:

* capacitat per a ser treballat: també coneguda sota el nom de docilitat, consisteix en la capacitat que té el formigó per adaptar-se a les condicions de trasllat, col·locació i compactació en el lloc definitiu, dins de la obra.

* resistència: al endurir-se, el formigó ha de complir amb la capacitat de suportar grans càrregues per a les quals ha estat prèviament dissenyat.

* durabilitat: el material ha de mantenir-se innalterat al llarg del temps, essent capaç de suportar accions mecàniques, com ara el desgast o l'abrasió, les condicions climàtiques i altres ambients físics o químics agressius.

2.- LA INDÚSTRIA DEL FORMIGÓ

Tot i que el formigó ja era conegut pels antics, va ser François Hennebique qui, a partir de 1890, començà e explorar les possibilitats estructurals del formigó i les seves variants, i també, del formigó armat, aplicat en cases, ponts i fàbriques.

Posteriorment, A. de Baudot, A. Perret i F.L. Wright investigarien les possibilitats expressives del material.

Es començaren a elaborar sistemes d'arcs, bòvedes i voladissos, que revolucionaren el sistema ortogonal de pilars i bigues.

D'aquesta manera, Simon Boussiron va dissenyar les bòvedes parabòliques de la estació de Bercy el 1910, i més tard, Max Berg, dissenyà la “Jahrhunderthalle de Breslau”, l'any 1913.

A partir de 1930 aparegueren unes altres innovacions: sistemes de pòsters, noves estructures, complexes formes de petxina, cobertures suspeses “en cadira de muntar” (paraboloide hiperbòlic), en les quals el formigó s'associa amb uns cables d'acer.

Durant aquests anys, destacaren noms com els de E. Freyssinet, B. Lafaille,

P. Nervi i el dels espanyols E. Torroja i F. Candela.

També es desenvoluparen sistemes de prefabricació pesada, que en la actualitat, no únicament s'extenen als elements estructurals, sinó que també ho fan a través del què es coneix amb el nom de “cèl·lules de tres dimensions”, el muntatge de les quals és per superposició i creuament dels seus elements estructurals, i que constitueix un nou tipus d'immoble.

Actualment, existeix una gran varietat pel què fa als elements utilitzats en l'elaboració del formigó i que alhora, permeten obtenir una extensa gamma de diferents tipus de formigó amb característiques específiques totalment diferents les unes de les altres.

D'entre aquesta diversitat del producte en qüestió, destacarem les següents variants del mateix:

1. formigó corrent

1.1 formigons airejats

2. formigons lleugers i de baixa densitat

2.1 formigons cavernosos

2.2 formigons cel·lulars

2.3 formigons a base de fibra de fusta

3. formigó pre-barrejat/pre-mesclat

4. formigó d'alta resistència inicial

5. formigons bombejables

6. formigons per a paviments

7. formigons Fast Track

8. formigó armat

3.- PROCESSOS, CONTROLS, TRACTAMENTS i GUIA

PEL CORRECTE ÚS DEL FORMIGÓ

3.1 Condicions de compactació

Una correcta col·locació del formigó, ha de complir amb una condició bàsica: la correcta compactació del producte un cop aquest ha estat col·locat sobre els motlles. Per a això, el formigó es vibra, fent que ocupi tots els detalls del motlle i s'expulsi tot l'aire que hagués pogut quedar atrapat.

Una correcta compactació depèn del tipus de formigó i del tipus de vibradors utilitzats. S'ha de considerar que el volum de formigó, tamany màxim de l'àrid i volum de treball, incideix en la correcta determinació del equip a utilitzar.

3.2 Recepció del formigó en la obra

Per a una millor recepció de qualsevol tipus de formigó, s'han de considerar els següents punts bàsics:

• tenir una bona planificació i organització de la obra, en general.

• revisar els plànols i especificacions tècniques, i comprovar que el formigó rebut és el que prèviament s'havia sol·licitat.

• verificar les condicions d'accés a la obra, de manera que tots els camions utilitzats tinguin les dimensions i resistències adequades per poder suportar el pes del material i productes a transportar .

• verificar el bon funcionament de tots els equips i eines destinades a la col·locació del formigó, com ara: carreres, elevadors, cintes transportadores, bombes, pales, vibradors...

3.3 Tractament i proteccions

El tractament del formigó consisteix en aconseguir que aquest disposi de tota l'aigua que necessita el ciment per hidratar-se, i mantenir-lo en condicions moderades de temperatura. Amb una tractament ben realitzat s'evitarà la formació de fissures, i el formigó so patirà reduccions de resistència ni de durabilitat.

El tractament s'ha d'aplicar quan el formigó té poca edat, i durant un període no inferior al de 4 dies per a formigons amb ciment d'alta resistència, i durant un període mínim de 7 dies per a formigons amb ciment corrent.

per protegir el formigó i proporcionar el tractament adequat, s'ha d'utilitzar algun mètode que eviti l'evaporació de l'aigua. Algunes formes per aconseguir aquesta protecció són:

* làmines impermeables de polietilè (plàstic)

* cobertes mullades

* membranes humides, especials per aquest tipus de tractament

* rec permanent

3.4 Control de qualitat

El control de qualitat s'ha d'aplicar a tota la obra, no només al formigó, ja que altres activitats dins de l'obra poden alterar les seves característiques, com ara la compactació d'altres elements que encara no estiguin acabats.

El formigó és un material essencialment variable, degut a que cada un dels seus components té les seves pròpies variacions. Per aquest motiu, el formigó compta amb un control de qualitat exhaustiu.

Al laboratori es controlen tots i cada un dels materials constituents del formigó, corregint, si és necessari, les seves proporcions, amb la finalitat d'ajustar-se als requeriments de l'obra.

El control de qualitat es divideix bàsicament en les següents activitats:

* Control en la Planta Productora

>>granulometria

>>humitat dels components àrids (grava i sorra)

>>contrast de les bàscules

* Control en l'Obra

>>assentament, per mesurar la capacitat de treball o la consistència

>>presa de mostres per mesurar resistències

4.- EL FORMIGÓ CORRENT

El formigó corrent de bona qualitat es prepara amb una proporció de 2 volums de morter per 3 volums de pedra.

En alguns tipus de formigó s'incorpora al ciment i a l'aigua una determinada quantitat de matèria escumejant d'origen orgànic ( grasses, olis animals, vegetals, agents humificants o sabons solubles ).

Aquest és el cas del formigó airejat o d'aire clos: un aglomerat tan resistent com el ciment pòrtland, i que té al voltant d'un 5 % de bombolles uniformement repartides arreu de la seva massa.

Aquest formigó resulta fàcil de treballar en estat fresc i presenta, un cop endurit, una major impermeabilitat i resistència a les gelades.

>>Classificació del ciment corrent segons la seva resistència

El formigó, principalment, es classifica segons la seva resistència a la compressió, mesurada amb provetes cúbiques normalitzades, d'acord amb la norma vigent, i assajades durant 28 dies.

Els resultats obtinguts, són els que es presenten a la taula següent:

Grau de flexo-tracció	H5	H15	H25	H35	H40	H45	H50
Resistència (MPa)	5	15	25	35	40	45	50
(Kg/cm2)	50	150	250	350	400	450	500

>>Classificació per tamany màxim

Les característiques de l'obra, com també els seus sistemes de construcció, poden fer necessari que determinats formigons de l'obra hagin de ser dosificats amb diferents tamanys de materials àrids, depenent de les dimensions de l'element, quantitat de ferro, etc...

Per solucionar aquesta problemàtica es poden seleccionar tres tamanys diferents de material àrid, essent els més utilitzats els de 40 i 20 mm, i els de 10 mm en casos especials. S'ha de procurar escollir el major tamany possible, d'acord amb la complexitat de l'obra.

>>Classificació per docilitat

La docilitat del formigó és molt important en el moment de la col·locació en la obra. Aquesta característica es mesura segons la norma vigent.

L'elecció de la docilitat del formigó que s'ha de col·locar, depèn, tal i com ja s'ha dit en l'apartat anterior, per la complexitat i col·locació específica de l'obra.

Una base per a la ja esmentada elecció pot trobar-se en la taula següent, tot i que en ella no s'hi presenta considerat el possible ús d'additius super-plastificants, amb els quals es poden aconseguir formigons que s'auto-nivellen, sense excés d'aigua d'amassat.

Tipus d'estructura	Formigó armat	Formigó sense armar	Paviments
Assentament i vibració mecànica	4 a 10 cm	2 a 8 cm	inferior a 5 cm

5.- FORMIGONS LLEUGERS i de BAIXA DENSITAT

Els formigons lleugers i de baixa densitat són tots aquells als quals s'hi han afegit determinats agregants al ciment i a l'aigua, com ara putzolana “pedra pómez”, o escòria.

Aquests productes permeten rebaixar la densitat del material, tot obtenint el què anomenem formigons lleugers.

Per tant, sota aquesta classificació s'agrupen tots aquells formigons, la densitat dels quals sigui inferior a la normal, que és, aproximadament de 2.450 kg/m3. En general, aquest tipus de formigons tenen una densitat compresa entre els 800 i 1800 kg/m3.

La densitat del formigó és inversament proporcional a la seva resistència.

Generalment s'utilitzen en lloses i altres elements no estructurals.

A aquest tipus pertanyen:

• els formigons cavernosos: formats únicament per agregats del mateix tipus de granulometria.

• els formigons cel·lulars: constituïts per una mescla de lligants hidràulics i d'agregats fins.

• els formigons a base de fibra de fusta: compostos per aquests mateix material, aglomerat amb ciment pòrtland.

6.- FORMIGÓ PRE-BARREJAT/PRE-MESCLAT

Es denomina formigó pre-mesclat o pre-barrejat a aquell que és subministrat per un proveïdor que és extern a l'empresa en qüestió, però que es dedica a la construcció.

Aquest tipus d'empreses tenen tots els medis tècnics i humans necessaris per dosificar, preparar i transportar el formigó fins el lloc en el qual es col·locarà definitivament.

El formigó pre-mesclat ofereix a l'usuari, elements d'alt valor tècnic de producció, transport, volum d'entrega, assessoria tècnica i altres tipus de requeriments

Malgrat tot, exigeix a l'usuari que aprofiti i s'adapti a les condicions d'entrega, que li permetran utilitzar i optimitzar les avantatges d'un producte ja pre-fabricat.

7.- FORMIGÓ D'ALTA RESISTÈNCIA INICIAL

Sota aquest concepte podem englobar tota la gamma de resistències i tipus de formigons sol·licitats, d'acord amb l'anàlisi particular derivat de la futura aplicació a al qual serà destinat el material.

Per diversos motius, es pot demanar formigó d'alta resistència a poques hores o a pocs dies. De totes maneres, la resistència especificada, és la resistència de projecte al cap de 28 dies.

Algunes aplicacions d'aquests formigons són:

* elements prefabricats de formigó

* lloses pre i post- tensades

* desmotllament anticipat

* paviments de ràpid ús

8.- FORMIGONS BOMBEJABLES

Els formigons bombejables neixen com una necessitat per poder transportar el formigó amb una major rapidesa i gran volum, a llocs de difícil accés, encara que aquesta, no sigui una condició imprescindible a l'hora de ser utilitzat.

El formigó bombejable és diferent al formigó tradicional, pel què fa a la seva concepció i disseny. Té un contingut més alt de materials fins, i una docilitat superior als 10 cm, característica que li proporciona una major facilitat en el transport, en la col·locació i en el compactat, essent molt eficaç en obres que requereixin condicions de col·locació difícils.

9.- FORMIGONS PER A PAVIMENTS

En el cas dels formigons utilitzats per a la pavimentació, la mesura de la seva resistència es realitza a través del assaig normalitzat segons la norma europea citada anteriorment, de resistència a la flexo-tracció.

Aquest assaig s'utilitza perquè el lloc en el qual anirà col·locat aquest tipus de formigó ha de treballar sota grans esforços de compressió.

La norma europea estableix la següent classificació (aquesta pot ésser complementada especificant el tamany màxim del component àrid, la docilitat o qualsevol altre tipus de característica particular):

Grau de flexo-tracció	HF3	HF3.5	HF4	HF4.5	HF5	HF5.5	HF6
Resistència (MPa)	3.0	3.5	4.0	4.5	5.0	5.5	6.0
(Kg/cm2)	30	35	40	45	50	55	60

10.- FORMIGONS FAST TRACK

Es denominen així tots aquells formigons que s'utilitzen en la pavimentació. Tenen la particularitat de presentar altes resistències inicials, raó per la qual poden ser posats en servei en períodes de temps molt breus, generalment al cap d'1 dia, tot aconseguint unes resistències de l'ordre dels 300 kg/cm2 en el plaç d'un sol dia.

La seva principal utilització és la de reparació de carrers o vies de molt trànsit.

11.- FORMIGÓ ARMAT

Habitualment, el formigó s'utilitza en combinació amb l'acer, en forma de barres de secció principalment rodona, que constitueixen una armadura disposada a l'interior del formigó tradicional, destinada a resistir esforços de tracció de flexió que el formigó ordinari no suportaria bé.

El formigó pretensat és un tipus de formigó armat en el qual s'han provocat tensions internes permanents, amb la finalitat que compensin les tensions de la càrrega que suportarà l'estructura durant el se ús.

Per això, l'estructura de la peça a pretensar és sotmesa a tracció, abans que es produeixi l'enduriment del formigó.

GRANIT, GRES I MARBRE

1.GRANIT

1.1 HISTÒRIA

Quan observem una roca de granit veiem en alguns casos que ja té una forma determinada, però a vegades no té cap forma determinada, sinó ben al contrari: el trobem fragmentat i fins i tot desfet com sorra. Això és degut a una sèrie de processos que han succeït al llarg dels temps geològics.

La història del granit, com la de tota roca ígnia, comença a l'interior de la Terra, en llocs on la pressió i la temperatura són prou altes com per a fondre volums importants de roca i així formar el conegut magma. Aquest procés reb el nom d'anatèxia i es pot produir tant a l'escorça com al mantell. Quan ja hi ha el magma, aquest comença a ascendir, ja que és més lleuger que les roques que l'envolten.

Si el magma arriba a la superfície es produeixen els volcans i per tant les roques volcàniques. En canvi si es cristal·litza a l'interior de l'escorça pot donar lloc a les roques plutòniques i a les roques filonianes.

Tot i aquesta explicació l'origen del granit sempre ha esta molt discutit entre els geòlegs, primer entre neptunistes i plutonistes durant les primeres etapes del desenvolupament de la geologia, i després entre magmatistes i transtornistes. En els últims temps la polèmica sobre l'origen del granit es centra en tres grans escoles, els magmatistes, representats entre d'altres per Bowen i Niggli, aquests consideren que el granit deriva de la cristalització fraccionada d'un magma inicialment bàsic. Els transformistes, representats per Reynolds, Roubault i Perrin, segons ells el granit s'orogina per la tranformació de roques preexistens i processos que es realitzen en estat sòlid per la migració de certs elements químics, un procés anomenta granitització. Una tercera escola és encapçalada pels escandinaus Sedeholm, Eskola, aquests asseguren que en les zones profundes de l'escorça de la terra es poden originar secundariament magmes de granitper fusió parcial de roques preexistents en especial metafòrica, en un procés que denominen anatèxia, segons aquesta escola, que sembla la més probable, els magmes cristalitzarien posteriorment originant els diversos tipus de roques granítiques.

1.2 PROCÉS D'OBTENCIÓ

El mecanisme essencial per poder obtenir el granit és la hidròlisis, la seva intenistat depen del tipus de clima on es trobi. L'alteració de la superfiie on es troba el granits'inicia amb una fragmentació de la roca i la formació d'una capa arenosa, continuada d'una alteració química, on l'aigua és molt important.

En les zones de clima moderat l'alteració del granit es coneix amb el nom d'arenització i dóna lloc a una espècie de mantell d'arenes granítiques amb els mateixos components que el granit a exepció de les plagioclasa i la biotita, aquestes per l'alteració química originen una petita fracció argilosa, formada per montmoronita, caolinita i gibsita. En aquest mantell arenós és freqüent que queden enclavaments de roca sense alterar i cal dir que alhora pot aconseguir una espessor de varis metres.

En les zones tropicals humides el procés d'arenització i formació d'arena granítica segueix unes fases d'alteració química, produint així un tipus d'evolució latentica.

1.3 TIPUS

Els granits es presenten en forma de grans masissos anomenats batolits o plutons. Tot i la seva diversitat, els grans masissos granítics els podem agrupar en tres tipus principals, que es diferencian entre si per la seves relacions amb les roques encaxants.

Els masissos granítics difusos aparèixen associats a zones de migmatitas i gneis. Els seus límits amb les roques encaixants són difícils d'establir, i estan constituides per roques heterogènies, amb freqüents enclavements de roques gnèisiques o anfibolites. En aquest tipus de masissos les roques granítiques predominants són els granits alcalins i les granodiorites.

Els masissos discordants de marge definits els contorns són nets i aparèixen freqüentment aureoles metamòrfiques. Aquestes quan trenquen les línies estructurals generals de les formacions encaixants.

El tercer gran tipus són els concordants, aquests no trenquen l'estructura general, es presenten en forma de cúpula que s'han desplaçat verticlament i han deformat les roques supraadjacents.

1.4 PROPIETATS

El granit és una roca magmàtica plutònica de textura holocristalina granuda, i constituida de minerals com el cuars, el feldespat i quantitats menors de minerals foscos, com les miques i els piroxens. Els granits són roques de colors clars, grisos o rosats.

És una roca rica en sílici, bastant rics en elements alcalins i pobre en ferro, magnesi i calci.

La densitat del granitvaria entre 2,63 i 2,75 g/cm3 , la seva resistència a la pressió es situa entre 1.000 i 1.400 kg per cm2. És un material més dur que l'arensica i el marbre, per tant la seva extracció és més difícil. Les millors classes d'aquest material són molt resistents a l'acció dels agents atmosfèrics.

1.5 APLICACIONS

Bàsicament aquest material s'utilitza per la construcció, però també és important la seva dedicació a la pavimentació i a la ornamentació.

2. GRES

HISTÒRIA

L'inici del gres el trobem en terres xineses, però des del segle XV el trobem també a les terres d'Occident.

El gres europeu es va desarrotllar a Alemania a finals del segle XIV. Era característic per que portava un varnís a la sal. Durant la cocció es tirvava al forn sal comú i el sodi d'aquesta sal formava una capa vidriada sobre la superfície de la peça. Les peces de Hafner, fetes de d'una llosa amb vidre de plom van tenir molt d'èxit en els segles XVI i XVII. Es tracatav ni més ni menys de vasos que imitaven les gerres de metall i les de cervesa. La llosa tradicional anglesa estava decorada amb un vidrat de plom, també estaven decorades d'aquesta manera la ceràmica que utlitzaven els camperols europeus, que són els que la van intriduir a Amèrica.

Si parlem de gres anglès (un dels més importants) no es va començar a utilitzar a gran escala i per tot el món fins a finals del segle XVII. Tot i això les millors peces de gres amb varnís a la sal de color blanc de Staffordshire es van realitzar entre el 1.720 i el 1.760. aquest any també va ser important per que es va fer la llosa fina amb vidrat de plom de gran difusió, fabricada amb argila blanca de Devonshire mesclada amb l'anomenada pedra foguera calcinada.

El ceramista anglès, Josiah Wedgwood, l'any 1.754 va començar a realitzar experiments amb lloses fines colorejades. El seu talent li va permetre poder obrir una fàbrica pròpia, però va continuar treballant a menut amb altres ceramistes que feien decoració calcada, aquesta va ser introduida en la dècada de 1.750 per la Worcester Porcelain Company. Aquest cemasita també va produir gres vermell i objectes en basalt, es tracta d'un gres negre sense vitrificar, i jaspes fets amb un gres blanc colorejat per l'adicció d'òxids metàl·lics. Aquesta jaspes acostumaven a estar decorats amb retrats en relleu de color blanc o amb escenes inspirades de la Grècia clàssica. Tot i aquestes noves invencions la major contribució de Wegdwood a la ceràmica europea va ser la llosa perlada, una llosa fina amb reflexes blau pàlids en el seu vitrificat.

PROCÉS D'OBTENCIÓ

El gres és una roca sedimentària detrítica consolidada per una sorra cimentada per materials que generalment són calacris, silicis, ferruginosos o d'altres. Les dimensions dels grans són com les de la sorra, i són units per un ciment de natura variable que en condiciona la porositat, la duresa, la densitat i la resistència a l'erosió.

La majoria de grans són de quars, però també hi ha feldespats i mica, com també d'altres minerals.

Tenint en compte la natura la natura del ciment, odem distingir diferents tipus de gresos, els més usuals són: silici, calcari, ferruginós, glautonític, guixenc i bituminós.

El gres s'obté per cocció fins a la vitrificació d'una pasta de composició variable segons el tipus de gres.

TIPUS DE GRES

El gres més comú és l'anomenat gres ordinari, és constiuït per argila plàstica refrectària, amb un cert contingut de ferro i, a vegades per sílice i feldespat. El producte que hom obté és impermeable i resistent als agents químics, i és utilitzat per l'home en la indústria química per la construcció de recipients, conduccions i revestiments.

Hi ha un altre de tipus de gres, és el gres fi, obtingut a base de caolí, quars i feldespat. S'utilitza per la fabricació de material sanitari, en les indústries química i elèctrica i en la ceràmica artística.

2.4. PROPIETATS

Les propietats d'aquest tipus de ceràmica és que es tracta d'un material dur ( si parlem de l'escala de Mohs, és situat entre el 6 i el 9, el que equival a que ratlla al vidre normal), compacta, impermeable i refrectari. La seva resistència al desgast és elevada. És un material que ens en permet fer una gran perfecció i precisió de les dimensions.

Aquesta gran precisió ens permet la colocació de les lloses dels paviments sense deixar cap espai buit entre elles, permetent així acabats d'aspecte pràcticament uniforme, com si es tractés d'un paviment continu.

El gres és un tipus d'argila fàcilment vitrificable, es cou als 1.250º fins a una fusió parcial. Té molt poca porositat (exactament una absorció màxima del 3%) el que fa com hem dit abans que sigui impermeable. És un material molt resistent als productes químics (resisteix l'atac de l'àcid sulfúric i també de les aigües residuals), té una resistència a la flexió molt més alta, resisteix també a les gelades i a les baixes temperatures i té una baix coeficient de dilatació.

APLICACIONS

Amb el gres es fabriquen, principalment, lloses pel revestiment de parets i especialment per la confecció de paviments, també és utilitzat per la fabricació de tuberies per la construcció de xarxes de sanejament i desgast. El gres és utilitzat també pels revestiments de cuines i laboratoris, i en alguns casos és utilitzat per un tipus de sanitat especial.

3. MARBRE

3.1 HISTÒRIA

La seva bellesa i la gran qualitat , fa que aquest sigui un material que s'estigui utlitzant en escultura i arquitectura amb funcions estructurals o decoratives des de l'antigüitat. Pel que fa a l'escultura es va iniciar a utilitzar-se a Grècia en el segle VII a.C., abans però, la civilització micènica ja havia prduit alguns objectes treballats d'aquest material, com vasos, o estatues dels seus ídols.

Va ser a partir del segle VI a.C. quan l'escultura de marbre va adquirir importància artística, juntament amb el bronze, de manera que aquests dos materials es van convertir en els més utlitzats en les oibres més importants de l'escultura grega.

Així, mentres l'escola de Argos va preferir treballar amb bronze, mentres que l'escola d'Atenes va preferir utilitzar el marbre. Entre les seves realitzacions destaca las de Fidies, Praxíteles i Calímco. També van utilitzar el marbre per realitzar elements arquitectònics com motllures, i desrpés de les guerres mèdiques es van construir edificis sencers de marbre, com el conegut Parteó d'Atenes.

A la Roma imperial, l'utilització de marbre que s'importava des de Grècia, Egipte i Àsia Menor, va augmentar notablement després de l'explotació de les pedreres de Carrara, cap a l'any 50 a.C.. Els emperadors romans van construir també edificis totlament de marbre, aquest material es va arribara a utilitzar per la pavimentació del Fòrum romà. En el temps de Claudi es van començar a utilitzar marbres sense polir amb incrustacions de marbres d'altres colors amb formes geomètriques ornamentals, aquesta tècnica va ser aplicada després per l'arquitectura bizantina.

L'arquitectura romànica toscana va utilitzar revestiments esterns de marbre, mentres que la gòtica el va utilitzar en funcions estructurals i decoratives.

L'arquitectura del renaixement va utilitzar el marbre policrom en revestiments externs. En canvi en l'època del barroc es vva utilitzar només per l'interior dels eedificis amb brillants efectes de policromia.

Al segle XIX el marbre for utilitzat per a les escales de les cases de veïns, intentant imitant els grans palaus. En els segle XX aquest material és molt usat en la decoració interior. Aquest material ha estat sempre molt utilitzat per a l'arquitectura funerària.

3.2 PROCÉS D'OBTENCIÓ

L'excavació del marbre es realitza generalment en explotacions a cel obert, aquest material és desprèn de la massa del jaciment i baixa pel davant de la pedrera, aquí segueix un primer desgast per donar als bloues una forma prismàtica. Aquestes dues operacions es realitzen a l'actualitat mitjançant un cable helicoidal d'acer que fa córrer sobre el marbre junt amb aigua i arena de quars. El bloc queda tallat pel fregament de l'arena transportadora del cable i s'arrenca en la paret.

L'extracció s'efectua en mina només si el material es particularment preat, el que queda compensat amb el major cost d'extracció, tot i això en aquest procediment s'utilitza també el cable helicoidal, aquest permet un aprofitament molt superior respecte als antics mètodes d'extracció amb palanques i inclús algunes vegades amb càrregues explosives. Els explosius s'utilitzan per alliberra el marbre el material estèril que el recobreix o quan no és possible utlitzar el cable helociodal. El mètode més antic de transport de material es troba al peu de les muntanyes i es feia a partir de que el marbre rellisqués en bigues de fusta.

El següent pas és el tall, aquesta operació es realitza en tallers on són transportats el blocs obtinguts. El que es fa és treure capes de diferents gruixos, ja sigui de la capa superior o de la inferior. S'utilitza una carcassa de serra que comprèn fins a 150 fulles mecàniques paral·leles, convenientment espaiades per un moviment alternatiu, que penetra, arrastrant aigua i un abrasiu, en els blocs, assentats en carros o plataformes de suport.

A continuació vé un pas anomenat marbreria, aquest comprèn tots els treballs d'acabament a partir de les plaques de marbre obtingudes per la serra al taller. Es distingueix la igualació o el ajust de les dimensions, mitjançant una serra de marbres, el moldejat segons laforma de les peces que es desitgen obtenir i el poliment. Aquesta última fase es realitza mecànicament, passant per sobre la superfície de les plaques que es treballa.

3.3 TIPUS

Per la seva estructura podem distingir:

- els marbres per senzills o monòcroms, si tenen un color uniforme

- policroms, si tenen varis colors

- vinsat, si està llinsat de diferent color que el fons

- portell, si estan formats per fragments angulars de diferents coloracions

- arborescent, si tenen dibuixos vinsats

- marbres fosilífers, si tenen fragments de petxines i altres fòssils.

Segons la seva tonalitat cromàtica, dir que els marbres monòcroms poden ser grocs, verds, negres o vermells. Els policroms es denominen segons el colr que més abunda o a vegades es diuen caractrístiques del seu aspecte físic. Generalment per facilitar la seva identitat s'afegeix al nom del marbre el lloc de procedència. A continuació tenim els marbres espanyols més coneguts:

NOM Blanc país Blanc Macael Blanc Tranco Blanc Coín Gris Arratia Gris Erasun Gris Rambla Gris Carranza Gris Novelda Negro Marquina Manyaria Castellar Murviedro Crema Horna Crema Finestrat Crama clara Crema fosca Morata de Tajunya Buixcarró crema Llers Figueres Alcora Vermell Alicant Vermell Aspe Vermell Bilbao Turquesa Rosa València Verd Nord Verd Pirineus Verd mar Verd serpentina

PROCEDÈNCIA Almeria Almeria Almeria Màlaga Guipúzcoa Guipúzcoa Córdoba Viscaïa Alicant Viscaïa Viscaïa València València València València Alicant Alicant Madrid Castelló Girona Girona Castelló Alicant Alicant Guipúzcoa Guipúzcoa València Guipúzcoa Zona pirenaica Galicia Andalusia

TONALITAT Blanc sacaroide Blanc sacaroide Blanc sacaroide Blanc sacaroide Gris clar, amb veta fina de color ocre Gris amb taques beige Gris vinsat Gris fosc Gris Negre intens, amb fines vetes blanques Negre intens, vetes i taques blanques Negre, amb veta castanya Negre, amb vetes de varis colors Vetat ametllat Vetat ametllat Color marfil clar, amb veta fosca Color marfil fosc, amb veta més fosca Beige fosc Crema groc, amb veta fina ocre Beige fosc Beige clar, amb fina veta blanca Terrós fosc, amb petites incluions Vermelló suau, amb veta blanca Vermell tirant a terrós Vermell fosc, i restes de blanc i negre Rosaci, amb taques i vetes blanques Fons rosat, amb vetes blanques Verd fosc, amb vetes blanques Verd fosc, amb vetes i taques fosques Verd fosc, sense vetar Verd clar, amb vetes fosques

3.4 PROPIETATS

Roca calcària metamòrfica, cristal·lina, granular i de gra microscòpic. És fromada quasi totalment per grans de clacita. Quan és pur, és de color blanc, però a vegades, conté quars, silicats i sobretot ferro i grafit, els quals donen els colors que caracteritzen els diferents marbres.

Entre les roques calcàries el marbre és la més densa ( 2.700kg/m3 ), i també és de les més resistents ( carga de trencament de 1.200 a 1.500 kg/cm3). Es una roca que admet un polit molt intens.

La seva superficie es desfà amb facilitat si s'exposa a una atmosfera humida i àcida, però és durarera en ambients secs si es protegeix de la pluja. El marbre és un material molt brillant.

3.5 APLICACIONS

És un material molt utilitzat per l'escultura i la ornamentació, i també per la construcció.

EL VIDRE

El vidre el podem definir com una substància dura i trencadissa quan és freda, però pastosa i plàstica a temperatures elevades, generalment transparent o translúcida, resistent a l'acció de la majoria dels agents químics ordinaris i que es dissol en àcid fluorhídric, mala conductora de la calor i de l'electricitat, feta generalment fonent una mescla de sílice i potassa o sosa amb petites quantitats d'altres bases i a la qual hom pot donar diferents coloracions, mitjançant l'adicció d'òxids metàl·lics, i diverses formes, afaiçonant- la en calent.

1. El vidre a través de la història

1.1 L'origen del vidre

Hom creu que els primers vidres foren produïts Egipte cap als anys 4000 aC, a fi d'obtenir substitutius de les pedres precioses.

Els historiadors pensen que els antics egipcis revestien l'esteatita i el quars amb una barreja d'arena silívia, àlcali i un baix contintingut de calç, i posteriorment hom ho coïa en un forn.

També es considera que el primer objecte buit de vidre va ser fabricat pels artesans d'auest mateix país. Aquests introduïen un motlle sòlid en una massa de vidre en fusió i , quan el motlle estava recobert per una capa de vidre, el retiraven. Aquests objectes eren decorats amb dibuixos de colors, que s'obtenien

a partir dels metalls coneguts en aquella època: ferro, coure i magnesi.

Els romans van fer servir molts utensilis creats pels egipsis fins el reinat d'Augúst, que va ser quan van saber el procés del vidre. Llavors va ser quan els romans van crear una indústria vidriera, fent d'ella un monopoli durant més de dos segles.

Durant el primer segle dC va tenir lloc el primer progrés important en la fabricació del vidre, quan un vidrier anònim té la gran idea de fer servir un tub buit i bufar.

L'aparició d'aquest mètode de bufat, amb la invenció de la caña, va transformar el material del vidre en un article de primera necessitat. La caña era, més o menys, de les mateixes dimensions que les d'ara ( un tub de ferro de 1'2 a 1'5 m de llarg amb una boca a cada extrem, l'una per bufar i l'altre on queda adherit el vidre).

1.2 El vidre en el Renaixement

Aquesta etapa va ser una era de gran capacitat creadora.

Els vidriers posseixen tota classe de privilegis de la noblesa i es lluita pel manteniment dels seus secrets, arribant fins i tot a amenaçar a mort a aquell qui portés es seu art en un país extranger.

Secció esquemàtica d'una mufla a combustió de fuel-oil.

1) entrada del foc; 2) Càmara de combustió; 3) sortida de fums de combustió.

En aquells temps, el principal centre d'aquesta indústria fou Murano, prop de Venècia, on s'instal·làgairebé la totalitat de la indústria del vidre del nord d'Itàlia, a fi de preservar-ne millor els secrets i de controlar les desercions dels aretsans, els quals tenien prohibit d'abandonar el país.

Les millores en el treball del vidre proporcionaren l'oportunitat per a gairebé tots els descobriments científics més importants, llevat dels matemàtics, dels ss XVI i XVII.

A països com Anglaterra, l'any 1615 una proclama reial, a petició de l'armada, prohibí l'ús de la fusta en els forns de vidre, i tingué com a conseqüència el desenvolupament dels forns de carbó, en el qual hom podia treballar a temperatures més elevades.

L'ús del carbó convertí definitivament la indústria del vidre, en una indústria urbana, preparada per a incorporar les noves tècniques sorgides de la revolució industrial.

1.3 Època Moderna

A fi d'obtenir un vidre transparent, George Ravenscroft, afegí al 1675 plom a les matèries primeres i produí un material de tal transparència i docilitat, que competia amb avantatge amb el cristall venecià: fou l'anomentat flint.

Gràcies a aquest invent, al 1729 Moor Hall creà la primera lent acromàtica.

A mitjan s XVII es desenvolupà a França la tècnica de l'emmotllament pla i del bufat cilíndric, això va produir una gran demanda de llunes de vidre i de miralls.Cal dir que a aquestes tècniques hom li aplicà la màquina de vapor de Watt.

La Revolució Industrial, a la fi del s XIX i començament del s XX, inicià el període actual de la indúsria del vidre. D'una banda aparegueren nous productes per a la composició de la massa, i d'altre banda, la maquinària n'augmentava la producció.

Motivats per les exigències de l'òptica, Abbé i Schott aplicaren els avenços de la química a la producció de vidres especials, com els vidres al borosilicat, capaçaos de soportar atacs químics. Més tard Schott i Zeiss, inicià la famosa vidriera de Jena.

Carl Zeiss Ernst Abbe Otto Schott

(1816-1888) (1840-1905) (1851-1935)

Pel que fa a la fabricació del vidre pla, Fabricació del vidre amb el sistema

els primers processos es limitaven a Froucault

imitar els sistemes d'obtenció manual.

L'any1870 fou produït el vidre catedral,

i al 1898 hom produïa ja vidre armat.

Uns passos molt importants en la història

del vidre foren el sistema de Fourcauld al

1913, que permetéde retirar el vidre pla

directament del forn.

Des de l'any 1959 gairebé tot el vidre

pla és produït pel sistema contunu de

flotació.

A partir dels anys cinquanta aparegueren

màquines que permeten el premsatge i el

bufament mecànics alhora, i els elements de

vidre que necessitarien ambdues tècniques

per separat són produïts automàticament d'una

sola peça i amb un sol motlle.

Procés de fabricació del vidre

2.1 Principis generals

En l'actualitat s'han substituit els sistemes artesanals per procediments mecànics, que permetan la producció de moltíssimes peces en un petit espai de temps.

Per a la elavoració del vidre és important una elecció adecuada de les primeres matèrias.

Dintre d'aquestes primeres matèries podem distingir entre:

• Elements vitrificants

Dintre d'aquest gran bolc l'element principal per l'obtenció del vidre seria el sílice, en forma d'òxid ( SiO2), que s'obté per fusió de sorres de quars a altes temperatures. Aquest element proporciona rigidesa i duresa.

• Elements bàsics o estabilitzants

El calç és l'element principal que forma part d'aquest segon bloc de matèries primeres. Aquest proporciona elasticitat i un elevat punt de fusió en relació amb la quantitat empleada. Si la quantitat afegida és petita, obtindrem un vidre de baix punt de fusió, però de durabilitat química deficient. En canvi, si és gran la quantitat afegida , la durabilitat química augmenta al igual que creix la dificultat de fusió.

En aquest grup, també és important per constituir una substància denominada vidre el plom. Aquest rebaixa el punt de fusió, millorant les condicions de treball.

• Elements fundents

Dintre d'aquests trobem especialment sodi, potassi i àlcalis, especialment carbonat de sosa.

• Elements colorants o decolorants

La fabricació del vidre colorat o descolorat requereix de substàncies minerals específiques que afegeixen en fusió. Mintjançant la adició d'aquestes substàncies, es pot aconseguir tota una gama de colors.

Colorants:

Colors blancs: El vidre blanc opac es coloreix amb antimoni o amb òxid d'estany. El blanc translúcid, amb un vidre al plom.

Colors grocs: aquests en general s'aconsegueixen afegint mineral de ferro, clorur de plata, sofre...

Colors vermells: en general s'aconsegueixen mitjançany l'adició del mineral de coure al material en fusió.

Colors blaus: normalment s'afegeix cobalt.

Colors verds: els colors verds s'aconsegueixen gràcies als minerals de coure, ferro o crom.

Colors negres: per l'obtenció d'un vidre de color negre es precisa grans quantitats de mineral de ferro, que al escalfar-lo dona lloc a un negre vermellós.

Decolorants

El diòxid de magnèsi ( MnO2), és l'element més empleat per la decoloració del material en fusió.

El segon pas constitueix en assegurar-se que la sorra i els demés components estiguin en les quantitats corresponents per tal de seguir totes les altres operacions.

Les dos etapas fonamentals en la fabricació del vidre estan formades per la mescla i fusió de sílice i òxids metàl·lics necessaris.

La fabricació del vidre es realitza per premsat, per laminació, per estirat o per bufat d'aquell, reduit a líquid espès.

El procés de fabricació, pròpiament dit, comença amb la preparació de la carga, és a dir, la mescla en proporció adecuada de les primeres matèries, previament polvoritzades en molins. La mescla es caldeja per eliminar l'aigua i queda preparada per la fusió en retortes o gresol (forns).

Forns per la fusió del vidre

Es pot observar que els antics forns de fusió del vidre no han variat massa a partir del s XIX.

En els principis del vidre, primer es coien els materials per facilitar la fusió, ja que les temperatures no podies arribar a gaires graus.

Es necessari que el vidre es refredi gradualment i lentament per tal que no es produeixin tensions. Per això és indispensable introduir les peces dintre d'un nou forn, del qual parlarem més tard. Aquest és lanomenat procés de cocció, que en l'actualitat té una duració entre una hora i quaranta minuts fins a dos hores ( antigament durava més de tres hores).

El mètode més sencill de preparar el

vidre és l'antic sistema venencià; en ell,

la fusió dels materials té lloc en retortes

obertes o gresols fabricats per una certa

argila molt refrectària i disposats en

forns circulars de bòlta. En aquesta

varietat de forns els respiradors

solen ésser túnels subterranis que

també serveixen com a col·lectors

de cendra. Al entorn del forn poden

haver-hi dos o tres forants d'alimentació

per al combustible i sis o set boques per

treballlar la càrrega.

En la foto podem observar vidriers treballant

en un forn medieval.

En aquesta volta és generalment de totxos refrectàris.

En l'actualitat, molts artesans fan servir com gresols retortes covertes provistes d'obertires relativament petites.

Els forns empleats perllonguen considerablement l'uns dels altres, principalment, segons el sistema d'extracció lligat a la producció.

En els forns circulars els estrets forats de bugada estan cap a una de les altres obertures i van colocats prop de la paret exterior per facilitar el procés de “recolecció”.

Els forns moderns cremen, per lo general, gas natural. És acinsellable preescalfar l'aire necessari per la combustió.

En els últims anys el forn de cubeta ha remplaçat en gran part el model antic, particularment en la fabricació de vidres de finestra i ampolles.

Els forns d'aquesta industria solen ésser d'un gran tamany, amb gresols o tanques a vegades capaces de contenir varies tones de material. Una vegada afectuades totes les operacions de fusió i afinació de la massa vitri, es disminueix la temperatura fins que la pasta té un determinat punt de consistència pastosa per tal de poder-la treballar en aquest estat.

Secció esquemàtica de un forn Siemens o Boetius per la fusió del vidre en crisols.

Actualment els gresols contenen una o dos tones de vifre fos. Poden ser oberts o coberts; els últims estan destinats a protegir el vidre tot el possible de l'atmosfera del forn. La seva forma peculiar de caputxa, amb obertures tapades, els permet oferir protecció a la massa del vidre i ésser accesibles per l'alimentació i el treball.

Els forns de gresols estan formats per una càmbra amb forma de volta de solera plana, totes dues revestides amb material refractori per la part interior i amb maons aïllants per la part exterior.

El vidre fos s'extreu dels gersols amb culleres de ferro, o bé són els mateixos gerosols que es treuen del interior del forn, per buidar-los en punts convenints fent-los bascilar.

Els forns de bassa són d'estructura igual a l'indicada però amb una cubeta de grans dimensions, a on es carregan les primeres matèries i a on el bany fos circula, de manera uniforme, d'un extrem de la cubeta a l'altre.

El mateix que en els forns de gresol, es pot fondre el vidre durant la nit i elavirar la massa refinada de dia.

Els següents dibuixos podem veure diferents forns de fusió de vidre de tipus bassa.

Aquests són diferents tipus de forns i flames:

A B

Forns recuperadors de calor i de flames continues:

Forn de flames transversals

Forn de flames longitudinals

A B

Forns a regeneració i flames discontínues:

Forn a flames transversals

B) Forn a flama bucle

2.3 Forns continus de túnel per recoure el vidre

El progrés científic aplicat a la tecnologia de la fabricació del vidre ha creat procediments i operacions que permeten millorar els prossesos de manufacturació.

Aquest és el cas dels forns continus per la recuita. En aquest forn, el material que s'ha de recoure entra per l'esquerra i és escalfat de forma gradual, refredanse en una temperatura baixa. Després de passar a través de la zona de temperatura més alta, el vidre recuit cedeix la seva calor a l'aire de combustió, preesclfant-lo de manera efectiva.

Els objectes fabricats, abans d'usar-se, han de sotmetre's a un procés de refrigeració uniforme per eleminar les tensions internes del refredament irregular que pateix la massa en la seva elavoració. És per aquesta raó que fa falta recoure el vidre, deixant-lo enfredar lentament. Aquest enfredament que segueix la recuïta pot fer-se amb distinta rapideza durant les fases que la temperatura baixa.

Si el vidre es deixa enfredar rapidament, la part exterior perd temperatura abans que la interior, i amb això es crean tensions desiguals. Si això no s'evita, no es podran fabricar artícles que durin.

Per això és necessari refredar-lo molt lentament dintre d'uns gradients de temperatura que varia per les diverses classes.

En la majoria de cassos la recuita s'hauria de començar immediatament després de la manofactura dels objectes.

En els forns de túnels contigus, la recuïta es gradua de tal manera, que els objectes de parets primes perden les tensions internes en pocs minuts.

En el modern forn de túnel és molt llarg i està format per una cinta metàlica que transporta els artícles que han de ésser recuits.

L'extrem receptor del forn està calent a temperatura més elevada que el límit superior del marge de la recuita; el material avança per el forn a una velocitat que permet el seu refredament fins arribar a la boca de sortida.

En aquest tipus de forns la flama és desarrollada en la càmara interior, la transmissió del calor a la càrga s'efectua per radiació de les refrectaries parets i els fums de la combustió són expulsats a l'exterior.

2.4 El vidre templat

Aquest és un producte amb bona flexibilitat i resistència a la abrasió, al impacte i a altres solicitacions mecàniques.

Aquest vidre térmicament endurit es fabrica escalfant-lo, després de la seva elavoració a temperatura bastant superior a la del producte de recuita, més tard la seva superfície és refredada amb aire a presió o per olis o per sals foses.

Màquina per templar

el vidre plà o el vidre

que es fa servir en

l'aqrquitectura i

transport.

3. Propietats generals dels vidres

Densitat: 2'5 Kg / dm3

Duresa: 6'5 (Mètode Mohs), aproximadament igual que la del quars

Resistència a la comprensió: 6.300 a 12.600 Kg / cm2

Resistència a la flexió: Un vidre treballat a flexió té una cara sotmesa a compresió i l'altre a tracció: recuit pla: 400 Kg / cm2

Temperat: 1.200 a 2.000 Kg / cm2

Punt de recuita: entre 350 i 890 ºC

Transmisió térmica (K): 5' 47 Kcal / hm2

Conductivitat elèctrica: dialèctric de primera ordre, adquirint moltes aplicacions en aquest aspecte; la seva conductivitat elèctrica es proporcional a la temperatura

Estabilitat química: teòricament tan sols el FH l'ataca i dissol amb producció de fluorurs; però, els vidres comuns, en calent i amb el concurs de la humitat i del CO2 atmosfèric, poden ser atacats per les bases i els àcids minerals energètics.

Punt de reblandició. 500 a 1500 ºC

Resistivitat del volum: 108 a 1018 ohmios / cm3

Constantdialèctrica : 3'7 a 16'5

Fragilitat: per la seva capacitat per sufrir deformacions, ni elàstiques ni plàstiques, el vidre és un dels materials més fràgils que es conèixen; aquesta fragilitat es corregeix mitjançant la recuita.

4. Tipus de vidre

Aquest material varia en funció de la seva textura, no és el mateix el vidre fet servir per les finestres d'una casa que el que s'utilitza per seguritat. Això significa que la seva composició es modifica a partir del us que tindrà. Les seves infinites aplicacions abarquen desde la fabricació d'ampolles fins a cables de fibre de vidre.

Les seves característiques peculiars i distintes el converteixen en un element únic, que a més a més es pot recuperar.

El vidre anomenat de sosa i calci consisteix en una mescla de silicie, òxid de calci i carbonat de sosa. La gran aplicació d'aquest es degut, sobre tot, al seu baix preu. Encara que les seves qualitats no són bones, ja que no resisteix l'acció del temps i la seva transparència és menor que els altres tipus de vidre.

Per evitar aquests defectes, es sol reemplaçar alguns dels seus components per altres cossos químics. Així doncs es substitueix la quantitat de sosa que es creu convenient per potassi, així aconseguirem una major resistència de la mescla. El conegut vidre de Bohemia és, en realitat, un vidre a on el sodi queda substituit pel potassi.

En altres cassos, per obtenir una mescla més manejable, s'utilitza el magnesi.

Els tipus comercials de vidre son: vidre de sílice i sílice vitrea, vidre de sílice del 96%, vidres càlcics o alcalins, vidres de borsilicat ( resisteix a la corrució dels àcids per això s'utilitza en la industria: objectes de lavoratoris, termèmetres), vidres de color, vidres fotosensitius i vidres de plom.

Aquests últims s'obtenen substituint la cal dels vidres sòdics per òxid de plom PbO disminuint encara més el punt de fusió de la mescla, el que permet treballar amb major facilitat. Aquesta qualitat juntament amb la brillantor del producte, el fan molt apreciat per als treballadors artístics, que són els que més utilitzen per a fer lents òptiques, figures precioses, cristalleries...

Un dels triomfs de l'industria moderna és el vidre resistent a el calor. Si es tira aigua calent en un got de vidre, la superfície interna es dilata molt depresa, però la part externa està freda. El got es trenca degut a aquesta desigualitat de temperatura.

El vidre resistent a el calor és una mescla de sorra, àcid bòric i carbonat de sodi, ja que té la propietat de dilatar-se o contraures de manera uniforme segons pugi o baixi la temperatura.

El vidre comú, utilitzat en portes i finestres, es produeix per una mescla de sorra, òxid de calci, sosa i sulfat de sodi, a més a més s'afegeixen restes de vidre per facilitar la fusió de tots els ingredients. En la fabricació del vidre pla, es fan servir forns amb tancs de base continua. La mescla de materies primeres penetra progressivament per l'extrem de l'entrada del tanc, dintre del qual es va movent de forma lenta, a més aquesta mescla estarà sotmesa a l'acció de la calor durant varies hores. La part de la massa vitrea que ha arribat a l'extrem oposat del tanc en fusió, surt del forn i entra per una càmara a on disminueix la seva temperatura fins a tenir la consistència necessària. Després s'extreu, a través d'uns mecanismes transportadors, i es porta a les seccions de la fàbrica a on, en funció de la seva qualitat, sotmeten el vidre pla, ja refredat, a diferents operacions de neteja, puliment, i finalment ho tallen segons les mesures necessàries.

Durant tot el s XX s'han creat d'altres classes de vidres que tenen importants aplicacions en les arts i en les industries.

Els vidres refractaris resistents a el calor i que es fan servir per fer recipients, objectes de cuina, aïlladors tèrmics, diversos artefactes, dispositius industrials i de laboratoris...

La fibra de vidre formada per fils més fins que un cabell que s'entrecreuen entre ells i formen cintes, teles diverses, cordes. Aquestes mesclades amb plàstic i d'altres materials s'aconsegueixen importants aplicacions en diverses industries, com en la de comunicacions.

Com podeu veure en les fotografies següents el vidre es pot utilitzar per fabricar una gran varientat d'objectes.

5. Algunes aplicacions segons el tipus de vidre

• El vidre pla prim, especialment emprat per a col·locar-lo en portes i finestres,

és fabricat per estiratge vertical de la massa en forma de cinta contínua que és arrossegada i igualada per diversos parells de corrons i tallada regularment a les dimensions establertes.

• Els vidres plans gruixuts fets servir especialment per a llunes i aparadors,

són obtinguts abocant la massa del gresol en una taula de manera que forma una capa que és laminada i arrossegada per corrons, i després sotmesa a recuita i tallada.

• Els objectes de vidre buits, tals

com les ampolles, són fabricats

industrialment amb màquines especials

que injecten aire.

• Objectes obtinguts pel premsatge en

motlles o en matrius com és el cas dels

plats, cendrers, elements prismàtics, esfèrics..

• Entre els vidres especials cal destacar entre els vidres de seguretat, constituïts

per diverses làmines de diferents gruixus amb juntures a base de naterials orgànics elàstics,...

Fabricació del vidre seguretat

El vidre armat, proveït interiorment d'una tela metàl·lica, serveix principalment per portes o finestres per tal d'evitar que es trenquin tan facilment.

El vidre esmerilat obtingut per serratge o per un raig d'àcid fluorhídric.

El vidre neutre, que conté molta sílice, és molt emprat per a fer-ne flascons per a productes farmacèutics perquè no els altera.

El vidre ondulat, obtingut en sotmetre la làmina encara plàstica a raigs d'aire comprimit.

I finalment el vidre opac fet servir per portes, finestres o cristalleria.

Materials: ceràmiques

44

Materials: ceràmiques

55