PROPIEDADES QUIMICAS Y FISICAS DE MATERIALES CERAMICOS, POLIMERICOS Y METALICOS

SESIÓN 6

PROPIEDADES QUIMICAS Y FISICAS DE MATERIALES CERAMICOS, POLIMERICOS Y METALICOS

OBJETIVO

Identificar, clasificar y describir propiedades de los grupos materiales reconocidos como tecnológicos y usados en la ingeniería civil así como reconocer el efecto potencial de entornos acido-base en materiales cerámicos, metálicos, polímeros, y materiales compuestos.

MATERIALES Y REACTIVOS

Pipetas

Godetes

Cinta adhesiva

Disoluciones de concentración conocida

Ácidos y bases concentradas

Muestras de materiales tecnológicos asociados a la ingeniería civil

Agitadores de vidrio

Vasos de precipitado

Science cube y sensor de PH

Papel filtro

Embudo de vidrio

Piseta

MÉTODO

1.- Coloque muestras de cada tipo en los godetes y describa organolépticamente (excepto sabor).

2.- Agregue las disoluciones en cantidad suficiente para cubrir cada muestra, mezcle, espere de 10 a 15s, observe y registre lo que ocurre.

3.- Pesar una cantidad fija de cada una de las muestras y disolverlas en agua. Agite por espacio de 2min, filtre y la disolución que se obtenga medirle el PH en cada caso.

4.- Organice la información tabularmente de tal forma que se simplifique el análisis de resultados.

MARCO TEORICO

Los materiales se clasifican generalmente en cinco grupos: metales, cerámicos, polímeros, semiconductores y materiales compuestos. Los materiales de cada uno de estos grupos poseen estructuras y propiedades distintas.

Metales: Tienen como característica una buena conductividad eléctrica y térmica, alta resistencia, rigidez, ductilidad. Son particularmente útiles en aplicaciones estructurales o de carga. Las aleaciones (combinaciones de metales) conceden alguna propiedad particularmente deseable en mayor proporción o permiten una mejor combinación de propiedades.

Cerámicos: Tienen baja conductividad eléctrica y térmica y son usados a menudo como aislantes. Son fuertes y duros, aunque frágiles y quebradizos. Nuevas técnicas de procesos consiguen que los cerámicos sean lo suficientemente resistentes a la fractura para que puedan ser utilizados en aplicaciones de carga. Dentro de este grupo de materiales se encuentran: el ladrillo, el vidrio, la porcelana, los refractarios y los abrasivos.

Polímeros: Son grandes estructuras moleculares creadas a partir de moléculas orgánicas. Tienen baja conductividad eléctrica y térmica, reducida resistencia y debe evitarse su uso a temperaturas elevadas. Los polímeros termoplásticos, en los que las cadenas moleculares no están conectadas de manera rígida, tienen buena ductilidad y confortabilidad; en cambio, los polímeros termoestables son más resistentes, a pesar de que sus cadenas moleculares fuertemente enlazadas los hacen más frágiles. Tienen múltiples aplicaciones, entre ellas en dispositivos electrónicos.

Semiconductores: Su conductividad eléctrica puede controlarse para su uso en dispositivos electrónicos. Son muy frágiles.

Materiales compuestos: Como su nombre lo indica, están formados a partir de dos o más materiales de distinto grupos, produciendo propiedades que no se encuentran en ninguno de los materiales de forma individual.

Físicas: La mayoría son más ligeros que los metales y más pesados que los polímeros. Los puntos de fusión son más altos que la mayoría de los metales, algunos se descomponen antes que fundirse.

Dentro de sus desventajas se encuentra su fragilidad y que prácticamente no poseen ductilidad.

Su importancia comercial y tecnológica se debe a sus aplicaciones como:

Productos de barro para la construcción – como ladrillos, tubos de barro y losetas para construcción, por su dureza y baja conductividad térmica y eléctrica.

• Cerámicos refractarios – paredes de hornos, crisoles y moldes.

• Cemento para el concreto – construcción y carreteras.

• Productos de loza – vajillas cerámicas, de gres, de porcelana, porcelana fina, etc.

• Losetas térmicas – para transbordadores espaciales, por su baja conductividad térmica.

• Productos de vidrio – botellas, vasos, lentes, vidrio para ventana y bombillas para alumbrado.

• Fibras de vidrio – para lana de aislamiento térmico, plásticos reforzados (con fibras de vidrio), fibras ópticas para líneas de comunicación.

• Abrasivos – óxido de aluminio y carburo de silicio.

• Materiales para herramientas de corte – carburo de tungsteno, óxido de aluminio y nitruro cúbico de boro.

• Aislantes cerámicos – componentes para transmisión eléctrica, bujías para motores de combustión interna y sustratos para componentes microelectrónicas.

• Materiales cerámicos magnéticos – en memorias de computadoras.

• Combustibles nucleares – basados en el óxido de uranio (UO2).

• Productos biocerámicos – dientes artificiales y huesos.

La clasificación de los materiales cerámicos es:

• Tradicionales – arcilla, sílice, feldespato.

Cerámicos de uso específico en ingeniería – óxido de aluminio, carburo de silicio, nitruro de silicio.

POLÍMEROS EN LA CONSTRUCCION

El empleo de los polímeros en este campo es muy antiguo, se comenzó con los biopolímeros obtenidos directamente de la naturaleza.

Evolución De Los Polímeros En La Construcción

La evolución de este sector ha sido lenta hasta la mitad del siglo pasado, pero a raíz de la “revolución del plástico” la sociedad y este sector sufrieron un cambio excepcional con la entrada de los polímeros sintéticos. Gracias a que los arquitectos, ingenieros y especialistas del sector empezaron a adquirir conocimientos de las ventajas que pueden brindan estos polímeros, hoy en día nos podemos beneficiar de múltiples y diferentes aplicaciones en la construcción y equipamiento de una vivienda y resto de obras públicas. Además otro objetivo de estos profesionales es la de conseguir un equilibrio entre las necesidades de construcción de la población y la protección del medio ambiente, así como de la salud de sus habitantes.

Estos polímeros resultaron ser materiales idóneos para satisfacer todas estas necesidades debido a sus características particulares. En general serían las siguientes:

Durables y resistentes a la corrosión, por ello se aplican en elementos que están expuestos al aire libre pudiendo durar décadas.

Aislantes tanto de frío como del calor, lo cual permite el ahorro de energía, y también aislantes acústicos.

Muy ligeros frente a otros materiales usados en la construcción, siendo así manejables y fáciles de

...