BR102012010159A2 - LOW RESISTIVITY MORTAR - Google Patents
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Abstract
ARGAMASSA DE BAIXA RESISTIVIDADE. Esta invenção trata de uma argamassa de baixa resistividade contendo um agente aglomerante, um agente eletrocondutor, excipiente e , um agregado; esta argamassa de baixa resistividade é útil na construção civil por apresentar baixa resistividade elétrica, podendo ser empregada na produção de estruturas de concreto armado em geral e para efetuar o aterramento de circuitos elétricos.MORTAR RESISTIVITY MORTAR. This invention deals with a low resistivity mortar containing a binding agent, an electroconductive agent, excipient and an aggregate; this low resistivity mortar is useful in civil construction because it has low electrical resistivity, and can be used in the production of reinforced concrete structures in general and to ground electrical circuits.
Description
ARGAMASSA DE BAlXA RESISTIVIDADELOW RESISTIVITY MORTAR
Área TécnicaTechnical area
Esta invenção pertence à área dos cimentos e suas composições; pertence particularmente a área das composições de argamassas, concretos, pedras artificiais ou similares, contendo Iigantes inorgânicos.This invention belongs to the field of cement and its compositions; It particularly belongs to the area of compositions of mortars, concretes, artificial stones or the like containing inorganic binders.
Descrição do Estado da TécnicaDescription of the prior art
O cimento é um dos tipos mais antigos de material de construção civil, tendo surgido junto com as técnicas de construção há séculos atrás. Já no Antigo Egito era utilizado um material feito de gesso calcinado como aglomerante. Entre os gregos e romanos, eram usados solos vulcânicos das proximidades de Pozzuoli ou da ilha de Santorini, que endureciam depois de misturados com água.Cement is one of the oldest types of building material, having appeared together with construction techniques centuries ago. In ancient Egypt, a material made of calcined plaster was used as a binder. Among the Greeks and Romans, volcanic soils were used near Pozzuoli or the island of Santorini, which hardened after mixing with water.
Como a civilização evoluiu e vem avançando com o passar dos anos, as suas necessidades também mudaram, e, em razão disso, a indústria cimenteira desenvolveu novos tipos de cimentos, como é o caso do cimento hidráulico, que 15 pode ser definido como um pó fino, com propriedades aglomerantes, aglutinantes ou ligantes, que endurece sob a ação de água. A adição de água, torna o cimento uma pasta homogênea, capaz de endurecer e conservar sua estrutura, mesmo em contato novamente com a água. Na forma de concreto, torna-se uma pedra artificial, que pode ganhar formas e volumes, de acordo com as necessidades de cada obra. 2 0 Graças a essas características, o concreto é o segundo material mais consumido pela humanidade, superado apenas pela água.As civilization has evolved and has been advancing over the years, its needs have also changed, and as a result the cement industry has developed new types of cement, such as hydraulic cement, which can be defined as a powder. thin, with binding, binding or binding properties, which hardens under the action of water. The addition of water makes the cement a homogeneous paste, capable of hardening and preserving its structure, even in contact with water again. In the form of concrete, it becomes an artificial stone, which can gain shapes and volumes, according to the needs of each work. Thanks to these characteristics, concrete is the second most consumed material by humanity, surpassed only by water.
O cimento Portland, foi criado em 1824 pelo químico britânico Joseph Aspdin, que queimou conjuntamente pedras calcárias e argila, transformando-as num pó fino. Aspdin misturou esse pó fino com a água e percebeu que após sua secagem, a 2 5 mistura se tornava tão dura quanto às pedras empregadas nas construções. A mistura não se dissolvia em água e foi patenteada pelo construtor no mesmo ano, com o nome de cimento Portland, que recebeu esse nome por apresentar cor e propriedades de durabilidade e solidez semelhantes às rochas da ilha britânica de Portland.Portland cement was created in 1824 by British chemist Joseph Aspdin, who burned limestone and clay together into fine powder. Aspdin mixed this fine powder with water and realized that after drying, the mixture became as hard as the stones used in the constructions. The mixture did not dissolve in water and was patented by the builder the same year under the name of Portland cement, named after it for its color and durability and solidity properties similar to the rocks of the British Isle of Portland.
A patente americana US 7,772,166 (Willians et al) descreve uma mistura deUS 7,772,166 (Willians et al) describes a mixture of
cimento eletricamente condutivo composta por um cimento hidráulico, água, negro de carbono e entre 20 a 50% de partículas grossas de grafite apresentando entre 70 a 500μΓΠ de diâmetro. Essa mistura é indicada para ser usada em poços, como por exemplo, poços de petróleo.electrically conductive cement composed of hydraulic cement, water, carbon black and between 20 and 50% coarse graphite particles having a diameter of 70 to 500μΓΠ. This mixture is intended for use in wells, such as oil wells.
O pedido de patente americano US2011/0120347 (Chung et al) reivindica um material para amortecimento de vibração que compreende um composto contendo uma matriz de cimento hidráulico contendo silicato de sódio e entre 2 a 20% de escória de grafite com comprimento inferior a 80μΐη dispersa pelo dito composto.US2011 / 0120347 (Chung et al) claims a vibration damping material comprising a compound containing a hydraulic cement matrix containing sodium silicate and between 2 to 20% dispersed graphite slag of less than 80μΐη length by said compound.
Para se obter o dito material de amortecimento de vibração, o composto deve ser comprimido a uma pressão entre 3 a 10 Mpa e posteriormente, ser curado após a adição de água.In order to obtain said vibration damping material, the compound must be compressed at a pressure of 3 to 10 Mpa and then cured after the addition of water.
Portanto, como pode ser visto o estado da técnica não provê nenhumaTherefore, as can be seen the state of the art provides no
mistura de cimento hidráulico, bem como não provê nenhuma argamassa indicada ao uso em sistemas de aterramento elétrico de postes, torres elétricas e pela construção civil em geral.Hydraulic cement mix as well as provides no mortar suitable for use in electrical grounding systems for poles, electric towers and general construction.
Sumário da InvençãoSummary of the Invention
Um objeto desta invenção se trata de uma argamassa de baixa resistividadeAn object of this invention is a low resistivity mortar.
contendo Iigantes inorgânicos, útil na construção civil por apresentar baixa resistividade elétrica.containing inorganic binders, useful in civil construction due to its low electrical resistivity.
E ainda um objeto da presente invenção um sistema de aterramento de instalações elétricas no qual é empregada uma argamassa de baixa resistividade.Still another object of the present invention is an electrical system grounding system in which a low resistivity mortar is employed.
2 0 Breve Descrição dos Desenhos2 0 Brief Description of the Drawings
A figura 1 ilustra um esquema de fixação de um poste ao solo pela construção de 1 poço redutor.Figure 1 illustrates a schematic of fixing a pole to the ground by constructing a reducing well.
A figura 2 ilustra um esquema de construção de poços redutores.Figure 2 illustrates a construction scheme for reducing wells.
A figura 3 apresenta um gráfico contendo os dados do teste de resistividadeFigure 3 presents a graph containing the resistivity test data.
2 5 em relação ao teor de umidade da argamassa.2 5 in relation to the moisture content of the mortar.
Descrição Detalhada da Invenção Esta invenção trata de uma argamassa de baixa resistividade contendo Iigantes inorgânicos, útil na construção civil, podendo ser aplicada na construção de objetos de concreto armado, fundações de edificações dentre outros.DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION This invention relates to a low resistivity mortar containing inorganic binders, useful in civil construction, and can be applied in the construction of reinforced concrete objects, building foundations and others.
Todos os percentuais e proporções são aqui representados em faixas eAll percentages and proportions are represented here in ranges and
correspondem à relação peso / peso dos componentes da composição de argamassa desta invenção. A argamassa de baixa resistividade contendo Iigantes inorgânicos desta invenção compreende:correspond to the weight / weight ratio of the components of the mortar composition of this invention. The low resistivity mortar containing inorganic binders of this invention comprises:
(a) Um agente aglomerante;(a) a binding agent;
(b) Um agente eletrocondutor;(b) an electroconductive agent;
(c) Um excipiente;(c) an excipient;
(d) Um agregado.(d) an aggregate.
O agente aglomerante (a) aqui descrito é aquele componente da composição de argamassa que conferirá resistência mecânica à argamassa após esta ser hidratada e curada. A argamassa de baixa resistividade contém entre 10 a 35% do agente aglomerante, que é compreendido dentre: cal, cimento e gesso.The binder (a) described herein is that component of the mortar composition that will impart mechanical resistance to the mortar after it is hydrated and cured. The low resistivity mortar contains between 10 and 35% of the binder, which is comprised of: lime, cement and plaster.
Preferencialmente, o agente aglomerante pode ser um cimento empregado entre 15 a 25% da composição final da argamassa.Preferably, the binder may be a cement employed between 15 to 25% of the final mortar composition.
O agente eletrocondutor (b) tem a função de conduzir a eletricidade pela área ou superfície na qual esta composição de argamassa for aplicada, promovendo o aterramento de instalações elétricas.The electroconductive agent (b) has the function of conducting electricity through the area or surface to which this mortar composition is applied, promoting the grounding of electrical installations.
Este objeto da invenção contém entre 2 a 20% de um agente eletrocondutor pertencente ao grupo compreendido por: carbono grafite, escória siderúrgica, silicatos e outros compostos miscíveis no aglomerante. Preferencialmente, deve ser empregado entre 5,5 a 17% de carbono grafite. De forma mais preferencial, entre 7,5 2 0 a 15% de carbono grafite em pó fino.This object of the invention contains from 2 to 20% of an electroconductive agent belonging to the group consisting of: carbon graphite, steel slag, silicates and other miscible compounds in the binder. Preferably, between 5.5 and 17% carbon graphite should be employed. More preferably, from 7.5 20 to 15% carbon fine graphite powder.
Excipiente (c) é aquele composto empregado com a função de completar a massa ou volume especificado, mas que embora, conforme aqui empregados, não é diretamente responsável pela aglutinação da argamassa de baixa resistividade, e tão pouco pela condutividade elétrica desta composição, pode desempenhar uma ou 2 5 ambas as funções de forma secundaria.Excipient (c) is that compound employed with the function of completing the specified mass or volume, but although, as used herein, it is not directly responsible for the agglutination of the low resistivity mortar, nor the electrical conductivity of this composition, it may play one or 2 5 both functions secondarily.
O excipiente é adicionado à argamassa de baixa resistividade na proporção entre 15 a 45% da composição final, podendo ser utilizado como excipiente um composto pertencente ao grupo compreendido de: argila, argila pozolânica, bentonita cálcica, bentonita sódica, gesso e, uma mistura destes.The excipient is added to the low resistivity mortar in the proportion of 15 to 45% of the final composition. A compound belonging to the group consisting of: clay, pozzolanic clay, calcium bentonite, sodium bentonite, plaster and a mixture thereof may be used as excipient. .
Preferencialmente, é adicionado como excipiente entre 22 a 40% daPreferably, between 22 and 40% of the
composição final de bentonita cálcica. Mais preferencialmente ainda, entre 25 a 35% deste excipiente na composição final. Os agregados (d) são empregados nesta argamassa de baixa resistividade com a função de auxiliar a granulosidade final da composição. Na construção civil os agregados mais comuns são a areia bruta, areia lavada, pó de pedra e o farelo de borracha de pneu. Esta invenção compreende também a adição destes compostos como agregado.final composition of calcium bentonite. More preferably, between 25 to 35% of this excipient in the final composition. Aggregates (d) are used in this low resistivity mortar to assist in the final granularity of the composition. In construction the most common aggregates are rough sand, washed sand, rock dust and rubber tire bran. This invention also comprises the addition of these compounds as an aggregate.
Preferencialmente, deve ser adicionado a esta invenção entre 5 a 60% de um agregado. Mais preferencialmente ainda, deve ser adicionado até 45% do agregado.Preferably, from 5 to 60% of an aggregate should be added to this invention. Most preferably, up to 45% of the aggregate should be added.
A argamassa de baixa resistividade é capaz de escoar o excesso de carga elétrica proveniente de sobrecargas e sobretensões de energia, e apresenta potencial elétrico igual ou muito aproximado do ao potencial elétrico do solo.Low resistivity mortar is capable of draining excess electrical charge from energy surges and overvoltages, and has an electrical potential equal to or very close to that of the soil electrical potential.
A argamassa de baixa resistividade é preparada pelos métodos tradicionais de produção de argamassas, devendo seus componentes serem misturados de forma homogênea na composição, de modo a possibilitar que a condutibilidade elétrica possa ocorrer em qualquer condição de uso, como por exemplo, na ausência 15 de água, após a hidratação em fase anterior a cura ou, após a hidratação em fase posterior a cura da composição.Low resistivity mortar is prepared by traditional mortar production methods, and its components should be mixed homogeneously in the composition, so that electrical conductivity can occur under any conditions of use, such as in the absence of 15 water after hydration in the pre-cure phase or after hydration in the post-cure phase of the composition.
Portanto, qualquer processo de produção de argamassas pode ser empregado na obtenção do objeto aqui descrito.Therefore, any mortar production process can be employed in obtaining the object described herein.
Esta argamassa de baixa resistividade pode ser empregada na construção de 2 0 objetos e estruturas úteis a indústria da construção civil, podendo, por exemplo, ser empregado na produção de estruturas de concreto armado como, por exemplo, tijolos, blocos, placas, gradegramas, pisos, lajotas, postes, pedras artificiais, baldrames, vigas, lajes, painéis e dormentes, além de fundações de construções, poços e colunas de edificações, mas não limitados a estes objetos e estruturas.This low resistivity mortar can be used in the construction of 20 objects and structures useful for the construction industry and can be used for the production of reinforced concrete structures such as bricks, blocks, slabs, gradegrams, etc. floors, flagstones, poles, artificial stones, baldrames, beams, slabs, panels and sleepers, as well as building foundations, wells and columns of buildings, but not limited to these objects and structures.
2 5 Esta invenção trata ainda de um sistema de aterramento de instalaçõesThis invention further relates to a system grounding system.
elétricas que é capaz de realizar o contato entre um circuito elétrico e o solo com a menor resistividade possível, e compreende a construção de um ou mais poços redutores preenchidos por uma argamassa de baixa resistividade contendo Iigantes inorgânicos e, opcionalmente conter um condutor elétrico inserido no poço redutor.capable of making contact between an electrical circuit and the ground with the lowest resistivity possible, and comprises the construction of one or more reducing wells filled with a low resistivity mortar containing inorganic binders and optionally containing an electrical conductor inserted into the reducing well.
O poço redutor compreende um ou mais orifícios escavados no solo; cada umThe reducing well comprises one or more holes dug in the ground; each one
dos um ou mais orifícios do poço redutor serão preenchidos com uma quantidade suficiente de argamassa contendo Iigantes inorgânicos. O poço redutor serve para aumentar a área de contato entre a argamassa de baixa resistividade e o solo.One or more holes in the reducing well will be filled with a sufficient amount of mortar containing inorganic binders. The reducing well serves to increase the contact area between the low resistivity mortar and the soil.
Opcionalmente, um condutor elétrico pode ser inserido no meio do poço redutor. Este condutor elétrico tem a função de conduzir as descargas elétricas até o poço redutor com o intuito de promover o aterramento de tais descargas elétricas.Optionally, an electrical conductor may be inserted into the middle of the reducing well. This electrical conductor has the function of conducting the electric discharges to the reducing well in order to promote the grounding of such electric discharges.
O condutor elétrico pode ser compreendido pelo do grupo consistido de: umThe electrical conductor may be comprised of the group consisting of: a
fio, uma haste, um cabo, um vergalhão e outros materiais condutores semelhantes. O condutor elétrico é produzido em material metálico e resistente a elevada tensão elétrica. Preferencialmente, o condutor elétrico é composto de cobre, aço, cobre revestido por aço, ligas de cobre ou ligas de aço. Mais preferencialmente ainda, o condutor elétrico é composto por cobre ou cobre revestido por aço.wire, a rod, a cable, a rebar and similar conductive materials. The electrical conductor is made of metallic material and resistant to high electrical voltage. Preferably, the electrical conductor is composed of copper, steel, steel clad copper, copper alloy or steel alloy. Most preferably, the electrical conductor is comprised of copper or steel-coated copper.
A descarga elétrica conduzida pelo condutor elétrico será dissipada e/ou neutralizada no poço redutor devido ao preenchimento com a argamassa de baixa resistividade.The electrical discharge conducted by the electrical conductor will be dissipated and / or neutralized in the reducing well due to filling with low resistivity mortar.
Finalmente, para fins desta invenção, entende-se como baixa resistividade elétrica aquela resistividade menor ou igual a 10 ohms (10Ω).Finally, for purposes of this invention, low electrical resistivity is understood to mean resistivity less than or equal to 10 ohms (10Ω).
Portanto, a argamassa de baixa resistividade desta invenção apresenta uma resistividade inferior a 10 ohms e preferencialmente, a resistividade da argamassa é inferior a 5Ω.Therefore, the low resistivity mortar of this invention has a resistivity of less than 10 ohms and preferably the resistivity of the mortar is less than 5Ω.
O aterramento elétrico produzido com o emprego da argamassa de baixa 2 0 resistividade, contendo Iigantes inorgânicos, é capaz de promover a dissipação de correntes elétricas de origem ambiental, bem como, corrente elétricas geradas pelo homem e conduzidas por redes elétricas.The electrical grounding produced with the use of low resistivity mortar, containing inorganic ligands, is capable of promoting the dissipation of electric currents of environmental origin, as well as man-made electric currents driven by electric networks.
A corrente elétrica de origem ambiental é aquela produzida por: raios, relâmpagos, trovões e eletricidade estática; redes elétricas são aquelas redes deThe electric current of environmental origin is that produced by: lightning, lightning, thunder and static electricity; electric networks are those networks of
2 5 distribuição de energia em alta tensão, redes de distribuição de energia em altíssima tensão, redes elétricas residenciais, comerciais e industriais, podendo apresentar pequeno, médio e grande porte.2 5 high voltage power distribution, very high voltage power distribution networks, residential, commercial and industrial power grids, which may be small, medium and large.
ExemplosExamples
Os exemplos aqui contidos tem o intuito de auxiliar o entendimento das modalidades preferíveis da invenção. Estes exemplos e as figuras que se seguem são ilustrativos e não são Iimitativos da invenção. Exemplo 1 Produção da argamassa Foram adicionadas em um misturador: 20% de cimento e 10% de carbono grafite, 30% de bentonita e 40% de areia lavada.The examples contained herein are intended to assist in understanding the preferred embodiments of the invention. These examples and the following figures are illustrative and not limitative of the invention. Example 1 Mortar Production 20% cement and 10% graphite carbon, 30% bentonite and 40% washed sand were added in a mixer.
Após homogeneização da mistura a argamassa seca foi obtida.After homogenization of the mixture the dry mortar was obtained.
Exemplo 2 Teste de resistividade da mistura A resistividade elétrica da argamassa foi testada por métodos conhecidos do estado da técnica. O teste teve início com a argamassa seca (- de 3% de umidade) e a resistividade foi medida em amostras de argamassa com diferentes teores de umidade, de acordo com o gráfico da figura 3 e a tabela abaixo.Example 2 Mix Resistivity Test The electrical resistivity of the mortar was tested by methods known in the art. The test started with the dry mortar (- 3% humidity) and the resistivity was measured in mortar samples with different moisture contents, according to the graph in figure 3 and the table below.
Amostra de Umidade % Resistividade Ohm.m argamassa 1 2,56 691,20 2 8,33 559,20 3 9,72 136,80 4 12,38 57,60 5 16,04 19,20 6 20,18 12,00 7 29,70 9,60 Tabela 1: Resistividade x UmidadeMoisture Sample% Resistivity Ohm.m mortar 1 2.56 691.20 2 8.33 559.20 3 9.72 136.80 4 12.38 57.60 5 16.04 19.20 6 20.18 12, 00 7 29.70 9.60 Table 1: Resistivity x Humidity
Exemplo 3 Construção do poco redutorExample 3 Construction of the reducing well
As figuras 1 e 2 apresentam esquemas preferenciais de construção do poçoFigures 1 and 2 show preferred well construction schemes
redutor. Em ambas as figuras, cada poço redutor é construído com as seguintes medidas: 3 metros de profundidade com 0,7 metros sobre a superfície e recoberto por terra; 20 centímetros de diâmetro. Todo o poço foi preenchido com a argamassa do exemplo 1. O volume de água adicionado à argamassa varia de acordo com osreducer. In both figures, each reducing well is constructed with the following measures: 3 meters deep with 0.7 meters above the surface and covered with earth; 20 centimeters in diameter. The entire well was filled with the example 1 mortar. The volume of water added to the mortar varies according to
2 0 dados da tabela 1 e o tipo de solo. A figura 1 apresenta o poço redutor mais adequado para promoção do aterramento de postes elétricos, e indica o posicionamento do poste elétrico (1) em relação ao solo (2) e ao poço redutor (3) que se encontra preenchido pela argamassa de baixa resistividade. O condutor elétrico (4) utilizado é de cobre.2 0 data from table 1 and the soil type. Figure 1 shows the most suitable reducing well to promote the grounding of electric poles, and indicates the positioning of the electric pole (1) in relation to the ground (2) and to the reducing well (3) that is filled by low resistivity mortar. . The electrical conductor (4) used is copper.
Como o número de poços redutores depende da dimensão da instalaçãoAs the number of reducing wells depends on the size of the installation
elétrica a ser aterrada, bem como, da tensão de carga a ser dissipada, observamos na a figura 2 indica a forma preferencial de construção de poços redutores para promoção do aterramento de redes de transmissão de energia.to be grounded, as well as the load voltage to be dissipated, we observe in figure 2 indicates the preferred form of construction of reducing wells to promote the grounding of power transmission networks.
Na figura 2 pode ser observada a construção de dois conjuntos de poços 10 redutores (HT1 a HT12) alinhados de forma simétrica, de modo que cada conjunto de poços apresente um formato de “pé-de-galinha”. Cada poço redutor HT é preenchido com a argamassa de baixa resistividade. Os poços redutores de um mesmo conjunto são interconectados entre si por um condutor elétrico, entretanto, somente poços redutores adjacentes em um mesmo conjunto são interconectados e 15 os conjuntos alinhados de poços redutores não são conectados um ao outro.Figure 2 shows the construction of two symmetrically aligned sets of 10 reducing wells (HT1 to HT12) so that each set of wells has a "crow's foot" shape. Each HT reducing well is filled with low resistivity mortar. The reduction wells in the same set are interconnected by an electrical conductor, however, only adjacent reduction wells in the same set are interconnected and the aligned sets of reducing wells are not connected to each other.
Todos aqueles versados no estado da técnica perceberão a possibilidade de alterações das formas de realização acima descritas, sem desviar-se do amplo conceito inventivo ora apresentado. Compreende-se, portanto, que esta invenção não está restrita às formas particulares de realização apresentadas, destinando-se,All those skilled in the art will appreciate the possibility of alterations of the embodiments described above, without departing from the broad inventive concept presented herein. It is therefore understood that this invention is not restricted to the particular embodiments presented, but is intended to
2 0 pelo contrário, a abranger alterações realizadas dentro do espírito e do escopo da presente invenção, conforme definido pelas reivindicações em anexo.20 instead, encompassing changes made within the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims.
Claims (8)
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|---|---|---|---|---|
| CN113149560A (en) * | 2021-04-27 | 2021-07-23 | 清华大学 | High-fluidity conductive concrete and preparation method thereof |
| CN114804668A (en) * | 2022-05-27 | 2022-07-29 | 山东汉博昱洲新材料有限公司 | Preparation method of activated carbon-fixing material for producing recycled aggregate |
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2012
- 2012-04-30 BR BR102012010159A patent/BR102012010159A2/en not_active Application Discontinuation
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| B06V | Preliminary requirement: patent application procedure suspended [chapter 6.22 patent gazette] | ||
| B07A | Technical examination (opinion): publication of technical examination (opinion) [chapter 7.1 patent gazette] | ||
| B09B | Patent application refused [chapter 9.2 patent gazette] | ||
| B09B | Patent application refused [chapter 9.2 patent gazette] |
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