Curvaturas diferidas y tensiones residuales en baldosas de gres porcelánico. V. Cantavella

Tamaño: px

Comenzar la demostración a partir de la página:

Download "Curvaturas diferidas y tensiones residuales en baldosas de gres porcelánico. V. Cantavella"

Aarón Guzmán Soto
hace 7 años
Vistas:

1 Curvaturas diferidas y tensiones residuales en baldosas de gres porcelánico V. Cantavella

2 Índice Introducción Fenomenología Posibles causas de las curvaturas diferidas Tensiones residuales Fluencia Expansión del soporte Efecto del pigmento 2 Convegno Società Ceramica Italiana sulla deformazione. 09/07/2015

3 Introducción Las baldosas de gres porcelánicopresentan curvaturas que cambian con el tiempo Curvaturas diferidas Características de las curvaturas diferidas Más acusadas en formatos grandes Falta de reproducibilidad (tiempo y magnitud) Aparentemente dependen de muchos factores 3

4 Introducción Fenomenología Posibles causas de las curvaturas diferidas Tensiones residuales Fluencia Expansión del soporte Efecto del pigmento 4 Convegno Società Ceramica Italiana sulla deformazione. 09/07/2015

5 Fenomenología de las curvaturas en diferido Medida de las curvaturas en diferido Flecha de curvatura en función del tiempo 8 5

6 Fenomenología de las curvaturas en diferido Casos típicos Flecha de curvatura en función del tiempo 6

7 Fenomenología de las curvaturas en diferido Casos típicos Flecha de curvatura en función del tiempo 7

8 Fenomenología de las curvaturas en diferido Casos típicos Flecha de curvatura en función del tiempo 8

9 Fenomenología de las curvaturas en diferido Casos típicos Flecha de curvatura en función del tiempo 9

10 Fenomenología de las curvaturas en diferido Casos típicos Flecha de curvatura en función del tiempo 10

11 Fenomenología de las curvaturas en diferido Casos típicos Flecha de curvatura en función del tiempo 11

12 Fenomenología de las curvaturas en diferido Casos típicos Flecha de curvatura en función del tiempo 12

13 Fenomenología de las curvaturas en diferido Casos típicos Flecha de curvatura en función del tiempo 13

14 Introducción Fenomenología Posibles causas de las curvaturas diferidas Tensiones residuales Fluencia Expansión del soporte Efecto del pigmento 14 Convegno Società Ceramica Italiana sulla deformazione. 09/07/2015

15 Posibles causas de las curvaturas diferidas Tensiones residuales Definición Tensiones presentes en la pieza sin que haya fuerzas externas aplicadas Deben ser asimétricas Una tensión simétrica nunca provoca curvaturas diferidas Causas de las tensiones residuales Acoplamiento esmalte-soporte Gradiente térmico durante el enfriamiento + fase vítrea 15

16 Posibles causas de las curvaturas diferidas Las tensiones residuales influyen en: Carga de rotura Curvatura durante el rectificado Curvatura durante el pulido Dificultad de corte 16

17 Posibles causas de las curvaturas diferidas Fluencia (creep) Debe existir un mecanismo de relajación de tensiones Si las tensiones no cambian tampoco lo hace la curvatura Definición Deformación asociada a un comportamiento viscoso o plástico Ejemplo Deformación progresiva de un material bajo aplicación de una carga constante 17

18 Posibles causas de las curvaturas diferidas Expansión del soporte En una pieza esmaltada la expansión del soporte podría provocar curvaturas en diferido Piezas de revestimiento poroso En gres porcelánico el efecto es menor Elevado módulo de elasticidad del soporte Bajo espesor de la capa de esmalte Curvaturas diferidas en gres porcelánico no esmaltado La expansión debería ser diferente en la cara vista y costilla 18

19 Posibles causas de las curvaturas diferidas Causas indirectas de las curvaturas diferidas Tensiones residuales + fluencia Expansión del soporte Pieza (baldosa) Viscosidad a alta T Módulo elástico Expansión térmica Ambiente Temperatura Humedad Cargas mecánicas Polvo atomizado Tamaño partícula Mineralogía Esmalte Composición Cocción Tiempo (ciclo) T máxima Tiempo a T máxima Enfriamiento 19

20 Introducción Fenomenología Posibles causas de las curvaturas diferidas Tensiones residuales Fluencia Expansión del soporte Efecto del pigmento 20 Convegno Società Ceramica Italiana sulla deformazione. 09/07/2015

21 Tensiones residuales Generadas por acoplamiento esmalte-soporte F 1 F 2 F 3 >F 2 sin tensión rotura F 1 F 2 F 3 rotura 21

22 Tensiones residuales Generadas por acoplamiento esmalte-soporte Hay curvaturas diferidas en piezas no esmaltadas No se explica la inversión de la curvatura 22

23 Tensiones residuales Generadas por acoplamiento esmalte-soporte Hay curvaturas diferidas en piezas no esmaltadas No se explica la inversión de la curvatura Pueden contribuir, pero no son la causa fundamental 23

24 Tensiones residuales Generadas por gradiente térmico dentro del soporte 24

25 Tensiones residuales Deformación medida con la galga extensiométrica 25

26 Tensiones residuales Deformación medida con la galga extensiométrica 26

27 Tensiones residuales Perfil de tensiones costilla cara vista 27

28 Tensiones residuales Comparación modelos 28

29 Introducción Fenomenología Posibles causas de las curvaturas diferidas Tensiones residuales Fluencia Expansión del soporte Efecto del pigmento 29 Convegno Società Ceramica Italiana sulla deformazione. 09/07/2015

30 Fluencia Medida de la fluencia σ t ε sin fluencia ε con fluencia t 30 t

31 Fluencia Medida de la fluencia 31

32 Fluencia Medida de la fluencia 32

33 Fluencia Comparación modelos

34 Introducción Fenomenología Posibles causas de las curvaturas diferidas Tensiones residuales Fluencia Expansión del soporte Efecto del pigmento 34 Convegno Società Ceramica Italiana sulla deformazione. 09/07/2015

35 Expansión del soporte Hay muchos estudios de expansión en soportes porosos Sufre expansión el gres porcelánico? Medida expansión Compensación térmica - equipo medida industrial 35

36 Expansión del soporte Corrección efecto térmico 36

37 Expansión del soporte Corrección efecto térmico 37

38 Expansión del soporte Se han llegado a medir expansiones de 0.25 mm/m ( ) La expansión homogénea del soporte no conduce a curvaturas diferidas Una expansión diferencial de provocaría una curvatura de 0.8 mm en una pieza de 50 cm de longitud Existe la expansión diferencial? 38

39 Introducción Fenomenología Posibles causas de las curvaturas diferidas Tensiones residuales Fluencia Expansión del soporte Efecto del pigmento Convegno Società Ceramica Italiana sulla deformazione. 09/07/2015

40 Efecto del pigmento Generación de tensiones residuales por gradiente térmico Ingredientes para tensiones residuales Diferencia térmica a alta temperatura Viscosidad baja (fase vítrea) / Deformación elástica y viscosa 1 d d 1 3 Θy η 0 se pueden determinar en laboratorio 40

41 Efecto del pigmento Generación de tensiones residuales por gradiente térmico Es más sencillo medir y usar el índice de piroplasticidad(ip) que Θy η Si velocidad de enfriamiento tensión residual Si IP tensión residual 41

42 Efecto del pigmento Efecto pigmento sobre las tensiones residuales Ejemplo Ensayos realizados con tres pigmentos negros (diferente composición) Coordenadas colorimétricas a T cocción Pigmento T c (ºC) L a b A B C

43 Efecto del pigmento Efecto pigmento sobre densidad (ρ) y AA 43

44 Efecto del pigmento Efecto pigmento sobre densidad (ρ) y el IP 44

45 Efecto del pigmento Deformación medida por la galga extensiométrica 45

46 Efecto del pigmento Perfil de tensiones residuales 46

47 Bibliografía Grazie per l'attenzione V. Cantavella, J. García-Ten, E. Sánchez, E. Bannier, J. Sánchez, C. Soler, J. Sales. Curvaturas diferidas en gres porcelánico. Análisis y medida de los factores que intervienen. En X Congreso mundial de la calidad del azulejo y del pavimento cerámico - Qualicer A. de Noni Junior, D. Hotza, V. Cantavella, E. Sánchez. Influence of macroscopic residual stresses on the mechanical behavior and microstructure of porcelain tile. J. Eur. Ceram. Soc. 28, pp , M. DalBó, V. Cantavella, E. Sánchez, D. Hotza, A. Boschi. Modelización mecánica del enfriamiento rápido en sistemas tipo gres porcelánico. En XII Foro Global del recubrimiento cerámico. Qualicer E. Bannier, J. García-Ten, J. Castellano, V. Cantavella. Delayedcurvatureand residual stressesin porcelaintiles. J. Eur. Ceram. Soc., Vol. 33(3), pp , Convegno Società Ceramica Italiana sulla deformazione. 09/07/2015

48 Curvaturas diferidas y tensiones residuales en baldosas de gres porcelánico Grazie per l'attenzione V. Cantavella

Documentos relacionados

Tema 2: Propiedades de los Materiales Metálicos.

Tema 2: Propiedades de los Materiales Metálicos. 1. Propiedades mecánicas. 2. Mecanismos de deformación (Defectos). 3. Comportamiento elasto-plástico. 4. Comportamiento viscoso (fluencia y relajación).