Addition of sodium carbonate to reinforce unglazed ceramic tile

José Cirilo Garay Castillo¹, Juan Pablo Flores Sánchez¹, Ana María Guzmán Hernández^1,*, Ismael Díaz Peña² and Francisco Vázquez Rodríguez^3,4

1 Facultad de Ingeniería Mecánica y Eléctrica, Universidad Autónoma de Nuevo León, 66455, México; josga-ray@hotmail.com (JCGC), ana.guzmanhr@uanl.edu.mx (AMGH)

2 Tecnológico Nacional de México Campus Culiacán, 80220, México; diaz_1986@hotmail.es (IDP)

3 Facultad de Ciencias Físico Matemáticas, Universidad Autónoma de Nuevo León, 66455, México.

4 Facultad de Arquitectura, UANL, San Nicolás de los Garza, N.L. 66455, México; fcofimeuanl@gmail.com (FVR)

* Correspondencia: ana.guzmanhr@uanl.edu.mx, Tel.: +52 8183294020 ext. 1605 (AMGH)

https://doi.org/10.59335/ugaq3840

Summary

Nowadays, the study of the improvement of mechanical properties is of great importance in the ceramic industry. The strenuous demand to which industrial processes are subjected leads to the search for new raw materials in the production lines that transfer superior characteristics to the finished product, standing out in the search for non-synthetic raw materials of mineral origin that contribute greater savings when added to the manufacturing process of the material. This study is focused on the use of sodium carbonate as an alternative raw material in the process of making ceramic tiles, sodium carbonate was obtained from two sources, one synthetic (soda ash) and the other mineral (trona). Within the research, additions of 0.15, 0.30, 0.45% of soda (Na2CO3) and 0.30, 0.60 and 0.90% of trona were made in the formulation of the ceramic body and properties such as density, compressive strength and modulus of rupture were evaluated. The results obtained indicate an improvement of up to 65% in the compressive strength when adding 0.9% of the trona and a 30% increase in the modulus of rupture thanks to the insertion of sodium carbonate.

Resumen

En la actualidad el estudiar el mejoramiento de las propiedades mecánicas tiene una alta impor-tancia en la industria cerámica. La extenuante demanda a la que están sometidos los procesos industriales provoca la búsqueda de nuevas materias primas en las líneas de producción que transfieran características superiores al producto terminado, destacando en la búsqueda de materias primas no sintéticas de origen mineral que contribuyan un ahorro superior al momento de añadirse al proceso de fabricación del material. Este estudio está enfocado al uso de carbonato de sodio como materia prima alternativa en el proceso de la elaboración de la baldosa cerámica, el carbonato de sodio fue obtenido de dos fuentes una sintética (soda ash) y la otra mineral (trona). Dentro de la investigación se realizaron adiciones de 0.15, 0.30 0.45% de soda (Na2CO3) y 0.30, 0.60 y 0.90% de trona, en la formulación del cuerpo cerámico y se evaluaron propiedades como densidad, resistencia a la compresión y módulo de ruptura. Los resultados obtenidos señalan una mejora de hasta un 65% en la resistencia a la compresión al momento de adicionar 0.9% de trona y de un 30% de incremento en el módulo de ruptura gracias a la inserción de carbonato de sodio.

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