El Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión, REBT, es ...2. Materials de construcció. 2.1. Materials petris. 2.1.1 Materials petris aglomerats. 2.1.2.El vidre. 2.2. Materials

IES L’Assumpció Departament de Tecnologies 3ESO Diversificació Susana Gil

- 1 -

UD 4 MATERIALS D’ÚS TÈCNIC.

ÍNDEX: 1. Els plàstics.

1.1. Propietats.

1.1.2 Propietats ecològiques.

1.2. Classificació.

1.2.1 Segons la procedència.

1.2.2 Segons l’estructura.

1.3. Tècniques de conformació.

1.3.1 Extrusió.

1.3.2 Calandratge.

1.3.3 Conformació al buit

1.3.4 Emmotlament

2. Materials de construcció.

2.1. Materials petris.

2.1.1 Materials petris aglomerats.

2.1.2.El vidre.

2.2. Materials ceràmics.

1- ELS PLÀSTICS

Els plàstics ocupen un lloc destacat en el

desenvolupament de sectors com per exemple el

dels envasos i els embalatges, les

telecomunicacions, el transport, la construcció, la

medicina, l’agricultura o les tecnologies de la

informació i, en general, formen part de la nostra

vida.

Els plàstics són materials formats per polímers constituïts per cadenes

llargues d’àtoms que contenen carboni i hidrogen.

Els polímers són macromolècules, és a dir, molècules grans formades, al

seu torn, per altres de més menudes i senzilles que es repeteixen constantment.

1.1- Propietats dels plàstics.

Les propietats dels plàstics depenen de la naturalesa i la composició

d’aquests. Alguns com la duresa, l’elasticitat, la rigidesa, la tenacitat i la flexibilitat

són propietats específiques d’uns plàstics determinats i varien dels uns als altres.

Tanmateix, altres propietats, com les que es recullen en el quadre següent,

són comunes a la majoria dels plàstics.


- 2 -

Propietats Característiques

FÍS

IQU

ES

Mecàniques

Mal·leabilitat

Ductilitat

Resistència mecànica

Acústiques Aïllament acústic

Elèctriques Aïllament elèctric

Tèrmiques Aïllament tèrmic

Altres Densitat: són lleugers

Impermeabilitat

QUÍMIQUES No són oxidables

1.1.2 Propietats ecològiques.

Les propietats ecològiques dels plàstics depenen, en gran manera, de la

composició i del procés seguit per a eliminar-los. Així, certs plàstics poden ser

sotmesos a reciclatge. Se’n distingeixen dos tipus:

Reciclatge químic: constitueix a recuperar els constituents

originals i obtenir materials nous. Aquest procés exigeix una

labor prèvia de selecció i separació dels distints tipus de plàstics

que resulta costosa.

Reciclatge mecànic: Amb aquest procés es trituren els materials

fins que se n’obtenen grànuls que s’utilitzen per a fabricar un

plàstic nou o es mesclen per a produir un material compost

format per diversos tipus de plàstics (aglomerat). Se sotmeten a

aquesta mena de reciclatge les botelles de PVC i les peces dels

automòbils o les carcasses dels electrodomèstics, formades per

baquelites.

Hi ha plàstics biodegradables que es descomponen de manera natural per

l’acció de certs bacteris i agents biològics, com per exemple el biopol, emprat en la

fabricació de botelles i motlures, que és degradat pels microorganismes del sòl.

No obstant això, la majoria dels plàstics són no biodegradables i, per a

eliminar-los, se n’opta per la incineració. Tot i que en el procés d’incineració dels

plàstics es genera una gran quantitat d’energia (1 kg de plàstic produeix més

energia que la quantitat equivalent de gasoil), constitueix problema ambiental ben

greu, perquè contribueix a la contaminació atmosfèrica, a la destrucció de la capa

d’ozó i a l’increment de l’efecte d’hivernacle.

Reutilització dels pneumàtics: Els pneumàtics s’afigen a l’asfalt

granulats o trossejats per a conferir-hi elasticitat davant dels canvis de

temperatura i absorbir el soroll que provoca el rodatge dels vehicles.

S’utilitzen també en el revestiment de fatxades i túnels, la fabricació de calçat...

1.2- Classificació dels plàstics.

Els plàstics es poden classificar en funció de la procedència o segons

l’estructura.

1.2.1 Segons la procedència.


- 3 -

Segons la procedència els plàstics poden ser naturals o sintètics:

Els plàstics naturals s’obtenen directament de matèries primeres

vegetals (per exemple, la cel·lulosa i el làtex; suc lletós de color

blanc o groc que s’extrau de la corfa d’un arbre tropical) o animals,

(com la caseïna; una de les principals proteïnes de la llet de vaca).

Els plàstics sintètics s’elaboren a partir de compostos derivats del

petroli, gas natural o el carbó. La majoria dels plàstics pertanyen a

aquest grup.

La transformació industrial d’aquestes primeres matèries en

plàstics es du a terme mitjançant processos de síntesi o polimerització que

constitueixen la unió repetida de grans molècules per a donar lloc al

polímer.

Durant la fabricació dels plàstics s’afigen les denominades

càrregues, materials de fibra de vidre, fibres tèxtils, paper, sílice, pols

mineral o serradura que, a més de reduir els costos de producció, potencien

algunes propietats de la matèria primera o compost inicial. S’incorporen

també alguns additius (substàncies químiques), com per exemple,

plastificants per incrementar la flexibilitat i resistència, o pigments

colorants.

1.2.2 Segons l’estructura.

Segons la seua estructura existeixen tres tipus de materials plàstics:

termoplàstics, termostables i elastòmers.

Termoplàstics Termostables Elastòmers

Els plàstics termoplàstics presenten una estructura lineal. Les

cadenes estan unides entre si tan dèbilment, que es trenquen si el

plàstic es calfa. La majoria dels termoplàstics s’obtenen de

compostos derivats del petroli; altres com la cel·lofana i el biopol

procedeixen de matèries primeres vegetals. Aquestos materials

s’ablaneixen quan es calfen i es poden modelar, de manera que se’ls

dóna formes noves que conserven quan es refreden. Aquest procés de

calfament i refredament es pot repetir tantes vegades com es vulga.


- 4 -

Nom Propietats Aplicacions

PVC (clorur de

polivinil)

Ampli rang de

duresa.

Impermeable.

Canonades, soles de sabates, guants, vestits

impermeables, mànegues...

Poliestiré

(PS)

Dur

Transparent.

Pigmentable.

Films transparents per a

embalatges, embolcalls de

productes alimentaris...

Expandit

(porexpan)

Esponjós i bla.

Embalatge, envasament, aïllament tèrmic i acústic...

Polietilé

(PE)

Alta

densitat

Rígid i resistent.

Transparent.

Estris domèstics (poals, recipients,

botelles...) i joguets.

Baixa

densitat

Bla i lleuger.

Transparent.

Bosses, sacs, gots, plats..

Metacrilat (plexiglàs)

Transparent

Fars i pilots d’automòbils, finestres, cartells lluminosos,

ulleres de protecció, rellotges..

Tefló (fluorocarboni)

Lliscant.

Antiadherent.

Estris de cuina (paelles,

paletes...) superfícies de plaques

de cocció...

Cel·lofana

Transparent (amb

color o sense color).

Flexible i resistent.

Brillant i adherent

Embalatge, envasament, empaquetatge...

Niló ( PA o poliamida)

Translúcid, brillant,

de qualsevol color.

Resistent, flexible i

impermeable.

Teixits, raspall de dents, cordes de raquetes..

Els plàstics termostables estan constituïts per cadenes enllaçades

fortament en diferents direccions. Els enllaços són tan forts que no es

trenquen quan es calfa el plàstic. Igual que els termoplàstics, la


- 5 -

majoria s’obtenen del petroli. Quan se sotmeten a la calor, es tornen

rígids, per la qual cosa només es poden calfar una vegada i no es

deformen. En general tenen una superfície dura i extremadament

resistent, i són més fràgils que els termoplàstics. No s’ablaneixen

quan es calfen novament, sinó que es descomponen i carbonitzen

abans d’arribar a fondre’s.

Nom Propietats Aplicacions

Poliuterà

(PUR)

Esponjós i flexible.

Bla i massís.

Elàstic i adherent.

Escuma per a matalafs i seients, esponges, aïllaments tèrmics i

acústics, juntes, corretges per a transmissió de moviment, rodes

de fricció, gomes d’apegar i vernissos.

Resines

fenòliques

(PH):

baquelites

Amb fibres de

vidre, resistents al

xoc. Amb amiant,

termoresistents.

Color negre o molt

fosc. Aïllants

elèctrics.

Mànecs i anses d’estris de cuina, rodes dentades, carcasses

d’electrodomèstics , aspiradors, aparells de telèfon, endolls,

interruptors, cendrers...

Melamina

Lleuger.

Resistent i d’una

duresa considerable.

Sense olor ni sabor.

Aïllant tèrmic.

Accessoris elèctrics, aïllament tèrmic

i acústic, plaques de cocció, vaixells,

recipients per a aliments.

Els elastòmers estan formats per cadenes unides lateralment i

plegades sobre si mateixes, com un cabdell. Quant s’hi aplica una

força, les cadenes s’estiren, fet que confereix a aquest materials una

gran elasticitat, adherència i duresa.

Nom Obtenció Propietats Aplicacions

Cautxú

natural

Làtex

Resistent.

Inert.

Aïllament tèrmic i

elèctric, matalafs,

pneumàtics...

Cautxú

sintètic

Derivats del

petroli

Resistents a agents

químics.

Pneumàtics, volants, para-xocs, paviments,

canonades, mànegues, esponges de bany,

guants, matalafs...

Neopré

Cautxú

sintètic

Millora les propietats

del cautxú sintètic: és

més dur i resistent.

Impermeable

Vestits d’immersió, juntes,

mànegues, guants..

.


- 6 -

1.3- Tècniques de conformació del plàstic.

Els materials plàstics que s’obtenen industrialment es presenten de formes

ben diverses: pols, grànuls, resines (líquids viscosos)... Aquest materials se sotmeten

posteriorment a tècniques de conformació, que varien segons les aplicacions. Entre

les més importants destaquen l’extrusió, el calandratge, la conformació al buit i

l’emmotlament.

1.3.1 Extrusió.

Aquesta tècnica cons dels passos següents:

El material termoplàstic s’introdueix en forma de grànuls per

l’embut o tremuja d’alimentació de l’extrusora i cau en un cilindre

calfat prèviament.

El cilindre té un eix o caragol de dimensions grans que desplaça

el material fos i el força a passar per una embocadura o motle

d’eixida.

El material, ja format, es refreda lentament i se solidifica en un

bany de refrigeració.

Finalment, s’arrepleguen les peces obtingudes mitjançant un

sistema d’arrossegament.

Aplicacions: Films per a embalatge, perfils per a rematar obres,

recobriment aïllant per a cables elèctrics, canonades i tubs per a canonades.

1.3.2 Calandratge.

Consisteix a fer passar el material termoplàstic, procedent del procés

d’extrusió, entre uns cilindres o

corrons giratoris per a obtenir

làmines i planxes contínues. Amb

el calandratge, es poden

aconseguir superfícies amb un

tipus d’acabat diferents (brillant,

mat...), segons el recobriment

aplicat en l’últim corró.


- 7 -

Aplicacions: Acabat mat o brillant de superfícies, com, per

exemple plaques de cocció o mobles de cuina.

1.3.3 Conformació al buit.

Aquesta tècnica s’utilitza, sobretot, amb làmines de plàstic de gran

superfície. Aquest procés té els passos següents:

El material termoplàstic se

subjecta a un motle.

La làmina es calfa amb un

radiador per a ablanir el material.

A continuació, se succiona l’aire

que hi ha davall de la làmina es fa el

buit, de manera que el material

s’adapta a les parets del motle i, per

tant, a la forma que es busca.

Una vegada refredat, s’obri el

motle i se n’extrau la peça.

Aplicacions: Aparells per a sanitaris (per exemple, banyeres),

taulers de control de cotxes, rètols per a comerços, oueres...

1.3.4 Emmotlament.

Les tècniques principals de fabricació de peces mitjançant motles que

proporcionen la forma que es busca són l’emmotlament per bufatge, per injecció i

compressió.

Emmotlament per bufatge: Els passos de què consta aquest

procés són els següents:

El material en forma de tub

(obtingut en el procés

d’extrusió) s’introdueix en un

motle buit la superfície interior

del qual correspon a la forma de

l’objecte que es vol fabricar.

Una vegada tancat el motle,

s’injecta aire comprimit a

l’interior del tub perquè el

material s’adapte a les parets

del motle i n’agafe la forma.

Després de refredar-se, s’obri el motle i se n’extrau

l’objecte.

Aplicacions: objectes buits (botelles per a oli d’ús culinari i

aigua mineral..) i alguns joguets (per exemple, pilotes).


- 8 -

Emmotlament per injecció:

Aquest procés consisteix en els

passos següents:

S’injecta material

termoplàstic fos en un

motle.

Quan el material s’ha

refredat i solidificat, s’obri

el motle i se n’extrau la

peça.

Aplicacions: estris domèstics (poals, recipients...), components per a

automòbils, avions, naus espacials i joguets.

Emmotlament per compressió: Aquest procés es desenvolupa en

les fases següents:

S’introdueix el material

termostable en forma de pols

o grànuls en un motle

femella.

Es comprimeix amb un

contramotle mascle, mestre

un sistema de recalfament

ablaneix el material per a fer-

lo mal·leable.

El material adopta la

forma de la cavitat interna dels dos motles.

A continuació, es refrigera i s’extrau la peça del motle.

Aplicacions: Recipients per a diferents productes (alimentaris, per exemple)

i carcasses de màquines i electrodomèstics.

2- MATERIALS DE CONSTRUCCIÓ: PETRIS I CERÀMICS.

En la construcció de les estructures de les nostres vivendes han calgut

diversos materials. Alguns ja els coneixes: les fustes, els metalls i els plàstics. Uns

altres, com per exemple els materials petris i ceràmics, els estudiarem a continuació.

2.1- Materials petris.

Els materials petris s’obtenen de les roques. Estan en la natura i

constitueixen grans blocs i lloses, com ocorre amb el marbre, el granit i la pissarra,

que s’extrauen de les pedreres. També els podrem trobar en forma de grànuls i

fragments de diverses grandàries com les arenes i les graves.

El marbre i el granit són dues roques que es caracteritzen per una densitat

elevada, pel tacte fred i per una duresa i una gran resistència a les condicions

ambientals i als esforços de compressió. Presenten dibuixos i coloracions naturals


- 9 -

molts variades i, una vegada polits, la superfície adquireix una brillantor intensa.

S’utilitzen per a recobrir sòls i parets, fabricar plaques de cocció, en arquitectura

(estructures, columnes, elements decoratius...) i en escultura.

La pissarra és un material dur, dens i compacte, la qual cosa el fa

impermeable. S’extrau e forma de lloses (pedres llises) que, després de ser tallades i

premsades, s’utilitzen principalment per a recobrir teulades i revestir paviments.

2.1.1. Materials petris aglomerants.

Les arenes i les graves s’usen, sobretot, com a àrids, és a dir, materials

fragmentats que s’aprofiten directament per a fabricar asfalt i aglomerants. Aquests

últims són materials emprats per a unir uns altres materials: ferm de carreteres i vies

fèrries, etcètera. Els aglomerats més utilitzats són:

Aglomerant Composició Característique

s

Aplicacions

Algeps

(yeso)

Algeps o pedra

d’algeps que es

tritura i es cou

fins la

deshidratació.

Material soluble i

adherent.

Resistent a la

tracció, a la

compressió i al

foc, i produeix

corrosió en el

ferro i l’acer.

Mesclat amb aigua, per a obtenir una

pasta que s’endureix ràpidament i que

s’utilitza en la construcció de voltes,

envans, plaques i motles; per a

revestiments d’edificis, paviments,

marbre artificial, rajoles..

Ciment

Pols de color

grisenc que

s’obté a partir de

la mescla

triturada i cuita

de calcària i

argila. També

s’afegeix una

quantitat

menuda

d’algeps.

Barrejada amb

aigua forma una

pasta fàcil de

treballar que

s’adorm i

adquireix molta

duresa i

resistència.

En la fàbrica de morter i com

aglomerat d’altres materials de

construcció: rajoles, blocs, paviments

i tubs.

Morter

Arena i ciment

Pastat amb

aigua, forma una

pasta que

s’endureix.

Com a aglomerat d’altres materials

de construcció (rajoles, blocs i

paviments), en la fabricació de pedra

artificial i, juntament amb fibres

d’amiant, en l’elaboració de

fibrociment, més conegut com a

uralita.


- 10 -

Formigó

Mescla de

grava, arena,

aigua i ciment,

que s’adorm i

endureix.

Molt resistent a

la compressió.

S’adhereix a

l’acer, amb la

qual cosa s’obté

el formigó armat

(molt resistent a

la tracció).

Com a aglomerat per a construir

fonaments, ponts, estructures, bigues,

i volades.

2.1.2. El vidre.

El vidre és un material transparent o translúcid que pot adquirir diferents

qualitats cromàtiques. És impermeable, suau al tacte, dur, però molt fràgil, i resistent

a les condicions mediambientals i als agents químics. Constitueix un bon aïllant

tèrmic, elèctric i acústic.

El vidre s’obté a partir d’una mescla d’arena de quars, sosa (fundent) i calç,

que es fon en un forn a temperatures molt elevades (1400ºC). El resultat és una pasta

vítria que se sotmet en calent a diverses tècniques de conformació, segons la forma

que s’hi vulga donar:

Conformació per bufatge automàtic. El material vitri entra en

un motle buit la superfície interior

del qual correspon a la forma de

l’objecte que es vol fabricar. Una

vegada tancat el motle, s’injecta

aire comprimit a l’interior perquè el

material s’adapte a les parets. Una

vegada refredat, s’obri el motle i se

n’extrau l’objecte.

Aplicacions: botelles, flascons,

gots...

Conformació per flotació

sobre un bany d’estany. El material fos s’aboca en un depòsit que

conté estany líquid. Com que és menys dens, el vidre es va distribuint

sobre l’estany en una

làmina, que es espentada

per un sistema de

corrons cap a un forn de

recuita, on es refreda.

Aplicacions: vidres

plans i llunes, làmines

de vidre de gruixos

compresos entre 3 mm i

18 mm.


- 11 -

Conformació per laminatge. El material fos es fa passar per un

sistema de corrons de laminatge gravats o llisos.

Aplicacions: vidres de seguretat.

2.2- Materials ceràmics.

S’obtenen a partir de matèries primes argiloses. L’argila es modela, es

torneja o es premsa. A continuació, se sotmet a un procés de cocció en un forn a

temperatures molt elevades.

Segons la naturalesa i el tractament de les matèries primeres i del procés de

cocció, se’n distingeixen dos grans grups: ceràmiques gruixudes i ceràmiques fines.

Les gruixudes, a diferència de les fines, es caracteritza perquè són permeables.

Ceràmiques gruixudes Propietats Aplicacions

Argila cuita. S’elabora

amb argila ordinària de

color rogenc mat.

Tacte dur i aspre.

Fràgil.

Pot aparèixer recoberta o no d’un

esmalt blanc: rajoles, teules,

altres elements de construcció,

objectes de terrisseria (atuells,

recipients , pitxers, testos…)

Pisa (loza). S’obté a partir

d’una mescla d’argila

blanca amb sílice i

feldespat.

Tacte fi i suau.

Duresa elevada

Coberta per una capa de vernís o

d’esmalt que proporciona a la

superfície un aspecte atractiu,

s’empra en la fabricació de

vaixelles, objectes decoratius,

taulellets de bany...

Refractaris. Estan

formats per argila cuita

amb òxids de metalls.

Resistents a

temperatures superiors a

3000ºC

S’utilitza per a

revestir l’interior

d’alts forns,

components elèctrics

i electrònics...


- 12 -

Ceràmiques fines Propietats Aplicacions

Gres. Es compon d’argiles

refractàries.

Aspecte vidriat. Duresa

elevada (ratlla el vidre).

Gran compacitat. So

metàl·lic per percussió.

S’empra per a taulells

especialment durs i

resistents, tubs, rajoles

Porcellana. S’obté d’una

argila blanca molt

seleccionada, denominada

caolí.

Transparent o translúcida.

Compacta. So metàl·lic per

percussió. Duresa elevada

(no és ratllada per l’acer) i

resistent als àcids.

S’usa en vaixelles, objectes

decoratius, aïllants elèctrics,

sanitaris, indústria química,..


- 13 -

ÜESTIONS:

1- Què són els plàstics? En què es diferencien els plàstics

naturals dels sintètics?

2- Què és el reciclatge químic? I el reciclatge mecànic? Què significa

que un plàstic és biodegradable?

3- Què s’entén per polimerització?

4- En què consisteix el reciclatge mecànic dels materials plàstics?

5- Indica si les següents afirmacions són vertaderes. En cas contrari explica per

què:

a) La duresa i elasticitat dels plàstics diversa molt poc uns dels altres.

b) En general els plàstics són bons conductors del calor i l’electricitat.

c) Durant el reciclatge químic, el plàstic es descompon per a recuperar els

constituents inicials.

6- Com es classifiquen els plàstics?

7- Què són els plàstics naturals? I els sintètics?

8- Cita les característiques dels plàstics termoplàstics, termostables i elastòmers.

9- Per què utilitzem plàstics termostables en la fabricació d’objectes que han

d’estar en contacte amb la calor?

10- Relaciona cada plàstic termostable amb l’aplicació corresponent:

Melamina Mànec de paella

Poliuretà Plaques de cocció

Baquelita Aïllament acústic

11- Relaciona la columna de l’esquerra amb els materials plàstics de la columna de

la dreta:

Aïllament de parets Metacrilat

Bossa de supermercat Poliestiré

Far d’automòbil Cel·lofana

Canonada de conducció d’aigua PVC

Envasament Polietilé

12- Cita les principals tècniques de conformació de plàstics que existeixen.

13- En què consisteix l’extrusió?

14- Què és el calandratge? I la conformació al buit?

15- Quins tres tipus d’emmotlament existeixen? Cita les característiques de cada u

d’ells.

16- Classifica les tècniques de conformació segons els materials plàstics empleats

sigan termostables o termoplàstics.

17- Enumera les aplicacions fonamentals del marbre i la pissarra.

18- Quins són els materials petris aglomerants? En quin camp de la tecnologia

s’utilitzen?

19- Què és el morter? De què està format?

20- En què consisteix el bufatge automàtic com a mètode de conformació del vidre?

21- Quines aplicacions té l’argila cuita?

22- Què són els materials refractaris?

23- Indica les propietats característiques de la pisa i la porcellana.

Q


- 14 -

24- Indica quines tècniques de conformació s’utilitzen en l’elaboració dels objectes

de vidre següents: una botella, el vidre d’una finestra, un pitxer, la lluna d’un

aparador, un got.

25- Què són els materials ceràmics? Assenyala les propietats generals que els

caracteritzen.

26- Quins materials petris fa servir la teua professora per a fer les explicacions?

NVESTIGA:

27- Investiga d’on s’obtenen els plàstics termoplàstics

següents: clorur de polivinil (PVC), poliestiré,

metacrilat, tefló, cel·lofana, niló i polipropilé.

I

Documents

El Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión, REBT, es ...2. Materials de construcció. 2.1. Materials petris. 2.1.1 Materials petris aglomerats. 2.1.2.El vidre. 2.2. Materials