Minerales y rocas de sílice

La sílice (silica) pura es una materia prima que se utiliza para la formulación de vidriados, y también se añade a las pastas cerámicas.

Los cristales de sílice pura son silicatos del grupo Tectosilicatos, es decir tetraedros de SiO4 enlazados por todos sus vértices con otros tetraedros formando así una red en tres dimensiones.  En la naturaleza, los minerales más comunes de sílice casi pura son el cuarzo, el sílex o pedernal y la arena. 

La sílice puede encontrarse en tres formas cristalinas distintas en los rangos de temperatura con los que se trabaja en cerámica: cuarzo, tridimita y cristobalita. Las tres tienen idéntica composición química pero se diferencian en su estructura cristalina (polimorfismo).

Además, cada forma cristalina tiene dos fases que ocurren reversiblemente al cambiar la temperatura, denominadas α y β. Estos cambios de fase, que consisten en una reordenación de la red cristalina, implican cambios de temperatura más o menos acusados. Por ejemplo, la transición entre las fases α y β de la cristobalita, que ocurre a 226º implica una brusca contracción que se aprovecha para evitar el craquelado en los vidriados si se añade cristobalita en la composición del cuerpo cerámico.

La sílice pura funde a 1710ºC para dar un vidrio transparente, sin embargo, es una temperatura demasiado alta para los hornos cerámicos por lo que los fundentes deben acompañar necesariamente a la sílice. La única sustancia comparable a la sílice en cuanto a su capacidad para formar vidrio es el boro, pero el vidrio de boro es poco resistente, por lo cual sin la sílice no se puede obtener un vidriado de calidad. Las arcillas tienen sílice como parte de su estructura química pero, además, todas ellas contienen cantidades adicionales en forma de sílice pura o integrada en otros silicatos mezclados en la pasta cerámica. 

Cuarzo (Quartz)

Es la denominación de una de las variedades cristalinas de la sílice (junto a cristobalita y tridimita) y también es una roca de color lechoso con la misma composición química. El cuarzo pulverizado se utiliza como fuente de sílice en la composición de pastas y vidriados. En las pastas, a veces, se añade el cuarzo en grano más grueso y actúa como chamota.

Pedernal o silex (Flint)

 Roca de estructura criptocristalina, es decir, formada por diminutos cristales de cuarzo (SiO2) que incluye en su composición ciertas impurezas de carbonato cálcico que pueden llegar hasta el 5%. Como materia prima para vidriados se funde un poco antes que el cuarzo debido a la cantidad de calcio que contiene.

Cristobalita (Cristobalite)

Es la denominación de una de las variedades cristalinas de la sílice (junto a cuarzo y tridimita) y también es un mineral de sílice. Tiene interés en la cerámica porque su estructura hace que tenga un coeficiente de dilatación diferente. Se suele añadir cristobalita a las pastas cerámicas para evitar el craquelado de los vidriados que apliquemos sobre ellas. Cuando se mete en el horno la pasta, a los 226ºC la cristobalita se transforma y cambia de cristobalita α a cristobalita β y se produce una expansión del 3% (si la temperatura está aumentando), lo cual puede contrarrestar la diferencia que hubiera con el coeficiente de dilatación del vidriado para así evitar el craquelado.

Arena (Sand)

Se trata de cuarzo molido de forma natural. La composición de la arena varía desde la sílice pura a una mezcla de sílice con compuestos de calcio (conchas marinas), arcilla y sales solubles. También, con frecuencia, incluye trazas colorantes de hierro y manganeso o de otros minerales como el óxido de titanio o el silicato de circonio. Las especies más puras se usan como chamota en la composición de pastas, y las más impuras pueden producir texturas interesantes.

Tridimita (Tridymite)

Es la denominación de una de las variedades cristalinas de la sílice (junto a cuarzo y cristobalita). Se produce durante la cocción al alcanzar determinadas temperaturas

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