El Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión, REBT, es ...2. Materials de construcció. 2.1....
Transcript of El Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión, REBT, es ...2. Materials de construcció. 2.1....
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.
IES L’Assumpció Departament de Tecnologies 3ESO Diversificació Susana Gil
- 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.
IES L’Assumpció Departament de Tecnologies 3ESO Diversificació Susana Gil
- 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.
IES L’Assumpció Departament de Tecnologies 3ESO Diversificació Susana Gil
- 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
IES L’Assumpció Departament de Tecnologies 3ESO Diversificació Susana Gil
- 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..
.
IES L’Assumpció Departament de Tecnologies 3ESO Diversificació Susana Gil
- 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.
IES L’Assumpció Departament de Tecnologies 3ESO Diversificació Susana Gil
- 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).
IES L’Assumpció Departament de Tecnologies 3ESO Diversificació Susana Gil
- 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
IES L’Assumpció Departament de Tecnologies 3ESO Diversificació Susana Gil
- 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.
IES L’Assumpció Departament de Tecnologies 3ESO Diversificació Susana Gil
- 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.
IES L’Assumpció Departament de Tecnologies 3ESO Diversificació Susana Gil
- 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...
IES L’Assumpció Departament de Tecnologies 3ESO Diversificació Susana Gil
- 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,..
IES L’Assumpció Departament de Tecnologies 3ESO Diversificació Susana Gil
- 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
IES L’Assumpció Departament de Tecnologies 3ESO Diversificació Susana Gil
- 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