La norma “ASTM C484-20 Método de prueba estándar para la resistencia al choque térmico de baldosas cerámicas esmaltadas” publicada por la Sociedad Americana para Pruebas y Materiales (ASTM) describe un método de prueba para determinar la resistencia de las baldosas cerámicas esmaltadas al choque térmico en condiciones normales de uso.
Para los efectos de esta norma, son válidos los términos y definiciones dados en la norma “Terminología estándar ASTM C242-18 para electrodomésticos cerámicos y productos relacionados”.
Este método de ensayo consiste en determinar la resistencia al choque térmico de baldosas cerámicas sometiendo una muestra a diez ciclos a temperaturas entre 15 grados más/menos 5 grados y 145 grados más/menos 5 grados. Este método de ensayo incluye dos procedimientos, con y sin inmersión, para baldosas con absorción de agua del 10 por ciento o menos y baldosas con absorción de agua de más del 10 por ciento, respectivamente. Una vez completados diez ciclos, se examinan las baldosas para comprobar si hay daños como resultado del ciclo.
Este método de prueba está destinado a probar baldosas cerámicas esmaltadas que se utilizarán en áreas que pueden estar expuestas a cambios de temperatura rápidos o severos.
El baño de agua utilizado en estas pruebas es un baño por donde fluye agua de 15 grados más/menos 5 grados a una velocidad de aproximadamente 4 L/min para la prueba de inmersión. El baño debe contener al menos 19 L de agua y tener un tamaño tal que la muestra de prueba quede completamente sumergida cuando se coloque verticalmente en el baño.
Un baño de agua cerrado es un baño formado cubriendo el baño de agua descrito anteriormente con una lámina de aluminio y una capa de granos de aluminio para realizar pruebas sin inmersión. La lámina de aluminio debe tener un espesor de 5,18 mm y un tamaño suficiente para permitir que la muestra de prueba se coloque sobre ella con el lado esmaltado hacia abajo. La lámina de aluminio debe cubrir la boca de la bañera por donde se dirige el flujo de agua para entrar en contacto con la superficie inferior de la lámina de aluminio. Toda la superficie superior de la chapa de aluminio debe estar cubierta con una capa de granos de aluminio de 3 mm de espesor. El diámetro de los granos de aluminio debe estar en el rango de 0,3 a 0,6 mm.
Además, en estas pruebas se utiliza un horno que puede mantener una temperatura constante de 145 grados más/menos 5 grados.
Las muestras de ensayo deberán constar de al menos cinco baldosas o unidades de acabado seleccionadas al azar del lote que se va a ensayar. Las muestras de prueba que midan hasta 30 cm × 30 cm deben dejarse sin cortar para la prueba. Las muestras con lados mayores a 30 cm pueden dimensionarse como mínimo a 30 cm.
Antes de probar la resistencia al choque térmico, se inspeccionan las baldosas para detectar defectos visibles. Se puede utilizar un tinte adecuado, como tinta china negra resistente al agua o una solución acuosa de azul de metileno al 1 por ciento, para ayudar a detectar defectos. Se aplica una solución de tinta o tinte a la superficie de las baldosas y después de 1 minuto se limpia con un paño húmedo. Todas las baldosas deben estar libres de defectos antes de la prueba.
El método de prueba de inmersión consiste en sumergir las baldosas verticalmente en un baño de agua sin contacto entre sí durante 10 minutos en condiciones de baja temperatura para baldosas con absorción de agua del 5 por ciento o menos.
El método de ensayo sin inmersión, para baldosas con absorción de agua superior al 10 por ciento, consiste en colocar las baldosas con sus caras esmaltadas hacia abajo en un baño de agua cerrado en condiciones de baja temperatura sin contacto entre sí durante 5 minutos.
En el método de prueba con y sin inmersión, después de pasar 5 minutos en condiciones de baja temperatura, las baldosas se transfieren inmediatamente al horno mantenido a 145 grados más/menos 5 grados.
La cerámica tiene propiedades térmicas excepcionales en comparación con los metales y los plásticos. La expansión térmica es baja para todos los tipos de cerámica. Otras propiedades, como la conductividad térmica, la resistencia al choque térmico y la resistencia a temperaturas extremas, varían de un grupo cerámico a otro.
La resistencia al choque térmico se refiere a la capacidad de un material para soportar cambios de temperatura extremos y rápidos. Estas fluctuaciones de temperatura provocan tensiones térmicas en la cerámica y con ello la propagación de microgrietas que dañan permanentemente el material. La mayoría de las cerámicas isótropas tienen una excelente resistencia a temperaturas extremas con bajos coeficientes de expansión, lo que les confiere una resistencia muy alta al choque térmico (por ejemplo, los compuestos ZTA, que son un material cerámico compuesto con granos de circonio en una matriz de alúmina). Una cerámica resistente a los cambios de temperatura, a las altas temperaturas y al choque térmico se clasifica en el grupo de las cerámicas refractarias.
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