BR112017010890B1 - Método para fazer um agregado plástico extrudado - Google Patents

Abstract

A invenção em geral se refere a um método para fabricar um agregado plástico, e seu uso para a produção de produtos de concreto. O agregado é formado pelo provimento de um material plástico granulado de rejeito, introduzindo o material plástico granulado de rejeito em um extrusor tendo um molde, o molde tendo uma razão de área aberta do injetor do molde para a área útil do molde de cerca de 1:10 a cerca de 1:40, e extrudando o material plástico granulado de rejeito pelo extrusor para gerar um agregado plástico extrudado. o método pode incluir a presença de resfriamento controlado, a adição de aditivos e o tratamento da superfície do agregado para produzir um agregado desejado que possa ser usado para produzir um produto de concreto com as desejadas propriedades, como resistência à compressão e peso.

Description

Campo da invenção

[0001] A presente invenção se refere à produção de um agregado plástico a partir de material plástico de rejeito por extrusão, e mais particularmente, a seu uso como um pelo menos substituto parcial de agregado na produção de concreto. Histórico da invenção

[0002] É conhecido o uso de plásticos no concreto, mas estes levam a um concreto com baixa resistência à compressão e/ou tração, e podem sofrer deterioração pela reação álcali-sílica (ASR) que resulta do uso de plásticos de rejeito que contenham resíduos de açúcar (isto é, provenientes de bebidas doces) .

[0003] O concreto agregado de baixo peso pode ser pode ser usado para reduzir os pesos mortos, fazendo economias nas fundações e reforços, melhorando as propriedades térmicas, reduz o esboroamento e reduz a necessidade de fôrmas e escoramento. Entretanto, como acima mencionado, geralmente o concreto de baixo peso pode ter uma resistência relativamente baixa quando comparado ao concreto feito com materiais tradicionais.

[0004] É um objetivo da presente invenção prover um agregado plástico que pelo menos proveja o público com uma escolha útil.

Sumário da invenção

[0005] Em um primeiro aspecto, a presente invenção se refere a um método para fabricar um agregado plástico, o método compreendendo: - prover um material plástico granulado de rejeito, - introduzir o material plástico granulado de rejeito em um extrusor tendo um molde, o molde tendo uma razão de área aberta do injetor do molde para a área útil do molde de cerca de 1:10 a cerca de 1:40, e - extrudar o material plástico granulado de rejeito pela extrusora para gerar um agregado plástico extrudado.

[0006] Em outro aspecto, a presente invenção se refere a um método de fabricação de um agregado plástico extrudado para uso em um produto de concreto que, em uso, permite a produção de um produto de concreto tendo uma resistência desejada à compressão, o método compreendendo: - prover um material plástico granulado de rejeito, - introduzir o material plástico granulado de rejeito em um extrusor tendo um molde, o molde tendo uma razão de área aberta do injetor do molde para a área útil do molde de cerca de 1:10 a cerca de 1:40, - extrudar o material plástico granulado de rejeito pela extrusora para gerar um agregado plástico extrudado, - tratar o agregado plástico extrudado por: i) resfriamento do agregado plástico extrudado, ou ii) revestimento do agregado plástico, ou iii) ambos (i) e (ii) para prover um agregado plástico extrudado para uso no produto de concreto.

[0007] Em ainda outro aspecto, a presente invenção se refere a um método de fabricação de um agregado plástico extrudado para uso em um produto de concreto que, em uso, permite a produção de um produto de concreto tendo uma resistência desejada à compressão, o método compreendendo: - prover um material plástico granulado de rejeito, - introduzir o material plástico granulado de rejeito em um extrusor tendo um molde, o molde tendo uma razão de área aberta do injetor do molde para a área útil do molde de cerca de 1:10 a cerca de 1:40, - extrudar o material plástico granulado de rejeito pela extrusora para gerar um agregado plástico extrudado, - tratar o agregado plástico extrudado por: i) controlar a razão de resfriamento do agregado de plástico extrudado, ou ii) revestimento do agregado plástico, ou iii) ambos (i) e (ii) - para prover o agregado plástico extrudado para uso no produto de concreto.

[0008] Em outro aspecto, a presente invenção se refere a um método de fazer concreto, o método compreendendo: - prover um agregado plástico extrudado de material plástico granulado de rejeito, o agregado plástico extrudado sendo produzido em um extrusor tendo uma razão de área aberta do injetor do molde para a área útil do molde de cerca de 1: 10 a cerca de 1:40, - combinar cerca de 18 a cerca de 60% em peso de cimento, cerca de 5 a cerca de 50% em peso de água e cerca de 5 a cerca de 40% em peso agregado plástico extrudado para formar uma mistura de agregado-concreto.

[0009] Em outro aspecto, a presente invenção se refere a um método de fazer concreto, o método compreendendo: - prover um agregado plástico extrudado de material plástico granulado de rejeito, o agregado plástico extrudado sendo produzido em um extrusor tendo uma razão de área aberta do injetor do molde para a área útil do molde de cerca de 1:10 a cerca de 1:40, - combinar cerca de 18 a cerca de 60% em peso de cimento, cerca de 5 a cerca de 50% em peso de água e cerca de 5 a cerca de 40% em peso agregado plástico extrudado para formar uma mistura de agregado-concreto, - em que a mistura de agregado-concreto proveja um concreto tendo uma resistência à compressão de pelo menos cerca de 10 a cerca de 50 MPa.

[0010] Em outro aspecto, a presente invenção se refere a um agregado plástico como uma substituição parcial pelo menos para o agregado metálico no concreto, o agregado plástico tendo um ou mais dos aspectos selecionados de, - uma dimensão de cerca de 1 a cerca de 30 mm, e - uma gravidade específica de cerca de 0, 90 a cerca de 1, 15, e - uma textura superficial que é tornada áspera e que tem uma grande área superficial para promover tanto ligação mecânica e/ou molecular; e - em que quando em uso na composição de concreto, o agregado plástico tem uma alta resistência de ligação dentro da mistura de concreto, a mistura de concreto tem uma resistência à compressão de cerca de 10 a cerca de 50 MPa.

[0011] Qualquer das seguintes realizações pode se referir a qualquer dos aspectos acima em qualquer combinação.

[0012] Em uma realização, o concreto compreende cerca de 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35 ou 40% em peso do agregado plástico extrudado, e podem ser selecionadas faixas úteis entre quaisquer desses valores.

[0013] Em várias realizações, o comprimento útil do molde pode ser cerca de 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65 e 70 mm, e podem ser selecionadas faixas úteis entre quaisquer desses valores.

[0014] Em várias realizações, o comprimento útil do molde pode ser cerca de 10 a cerca de 40 mm, e podem ser selecionadas faixas úteis entre quaisquer desses valores.

[0015] Em uma realização, o comprimento útil do molde é cerca de 20 mm.

[0016] Em uma realização, o comprimento útil do molde cria um agregado plástico extrudado com uma superfície rústica ou altamente texturizada.

[0017] Em uma realização, o material plástico granulado de rejeito é aquecido a uma temperatura dentro da extrusora de cerca de 120, 130, 140 150, 160, 170, 180, 190, 200, 210 ou 220° C.

[0018] Em uma realização, durante o processo de extrusão, pelo menos 60, 65, 70 75, 80, 85, 90 ou 95% do material plástico granulado de rejeito se funde.

[0019] Em uma realização, o material plástico granulado de rejeito tem um tamanho de partícula de cerca de 1 a cerca de 30 mm.

[0020] Em uma realização, o material plástico granulado de rejeito tem um tamanho de partícula de menos que 3 mm.

[0021] Em uma realização, o método ainda compreende uma etapa de resfriamento do agregado plástico extrudado após ou durante a saída do molde.

[0022] Em uma realização, o resfriamento é feito somente pelo contato do agregado com um líquido de alta capacidade térmica. Em uma realização o líquido é a água.

[0023] Em uma realização o método de fazer um concreto com as desejadas propriedades inclui as desejadas propriedades de qualquer um ou mais das características de resistência à compressão, densidade e peso.

[0024] Em uma realização, a propriedade desejada do produto de concreto é a resistência à compressão.

[0025] Em uma realização a propriedade desejada do produto de concreto é a densidade.

[0026] Em uma realização, a propriedade desejada do produto de concreto é o peso.

[0027] Em uma realização, o resfriamento é feito somente borrifando um líquido de alta capacidade térmica sobre o agregado plástico extrudado. Em uma realização o líquido é a água.

[0028] Em uma realização, o resfriamento é feito somente pelo contato do agregado com o ar. Em uma realização o ar está em temperatura ambiente.

[0029] Em uma realização, o contato do agregado com a água provê resfriamento rápido controlado.

[0030] Em uma realização, o contato do agregado com o ar provê resfriamento lento controlado.

[0031] Em uma realização, a razão de resfriamento define a presença de espaços vazios no agregado.

[0032] Em uma realização, o resfriamento rápido do agregado leva à presença de espaços vazios no agregado.

[0033] Em uma realização, o resfriamento lento do agregado leva à ausência, ou à ausência substancial de espaços vazios no agregado.

[0034] Em uma realização, o método ainda compreende a etapa de prover substâncias polares à superfície do agregado plástico extrudado, para melhorar uma interface entre o agregado plástico extrudado e a mistura de concreto quando o agregado plástico extrudado for adicionado à mistura de concreto.

[0035] Em uma realização alternativa, o agregado plástico extrudado é tratado para aumentar a energia superficial do agregado. Em formas preferidas, o agregado plástico extrudado é tratado com plasma. Por exemplo, com o uso de tratamento com chama.

[0036] Em uma realização, o método ainda compreende a etapa de ainda resfriar o agregado plástico extrudado usando tanto ar como um pó de auxílio de resfriamento controlado, para promover a estrutura celular uniforme do gás do extrudado para obter uma gravidade específica de cerca de 0,80; 0,90; 0,91; 0,92; 0,94; 0,96; 0,98; 1,00; 1,02; 1,04; 1,06; 1,08 e 1,10; 1,11; 1,12; 1,13; 1,14; 1,15, e podem ser selecionadas faixas úteis entre quaisquer desses valores.

[0037] Em uma realização, o pó de auxílio de resfriamento controlado é um material pozolânico. Preferencialmente o material pozolânico é cinza volante.

[0038] Em uma realização, o método ainda compreende a etapa de deixar uma fina camada do material pozolânico fundida na superfície do agregado plástico extrudado após o resfriamento.

[0039] Em uma realização, a extrusora é um extrusor de eixo rotacional simples.

[0040] Em uma realização, a extrusora é um extrusor de alimentos.

[0041] Em uma realização, a extrusora opera cerca de 300 a cerca de 400 rotações por minuto.

[0042] Em uma realização, a superfície extrusora do molde compreende pelo menos 3 superfícies. Em algumas realizações, o molde tem substancialmente a forma de estrela.

[0043] Em uma realização, o volume da extrusora é maior que pelo menos 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 toneladas por hora.

[0044] Em uma realização, o método ainda compreende a etapa de prover um ou mais aditivos à mistura de extrusão. Exemplos de aditivos adequados incluem entre outros a areia, cinza volante, carbonato de cálcio, materiais pozolânicos moídos e/ou finas lascas de vidro, pó de vidro ou granulados de vidro. Outros exemplos de aditivos adequados incluem entre outros, minerais, materiais metálicos, pó de madeira, papel e subprodutos de cereal alimentar sob a forma de finos, pós ou grânulos.

[0045] Em uma realização, o aditivo é adicionado à mistura de extrusão em uma quantidade de pelo menos cerca de 1, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35 ou 40% em peso do agregado plástico extrudado, e podem ser selecionadas faixas úteis entre quaisquer desses valores.

[0046] Em uma realização, o método compreende a etapa de prover areia à mistura de extrusão. Em uma realização, a areia é adicionada na extrusora em uma seção de baixa pressão da extrusora.

[0047] Em uma realização, o método ainda compreende a etapa de adição de partículas de vidro na extrusora. Em uma realização, as partículas de vidro são adicionadas no início do processo de extrusão.

[0048] Em uma realização, o método ainda compreende a etapa de prover os agregados plásticos como acima descrito.

[0049] Em uma realização, o agregado plástico extrudado compreende uma grande área superficial para a razão de volume.

[0050] Em uma realização, para um agregado com cerca de 20 mm, o agregado plástico extrudado compreende uma área superficial para a razão de volume de cerca de 1; 1,1; 1,2; 1,3; 1,4; 1,5; 1,6; 1,7; 1,8 ou 1,9, e podem ser selecionadas faixas úteis entre quaisquer desses valores.

[0051] Nesta especificação, onde tiver sido feita referência a fontes externas de informações, incluindo especificações de patentes e outros documentos, estas são em geral para a finalidade de prover um contexto para a discussão dos aspectos da presente invenção. A menos que declarado de outra forma, não deve ser interpretada a referência a essas fontes de informação, em qualquer jurisdição, como uma admissão que essas fontes de informações são da técnica anterior ou fazem parte do conhecimento geral comum da técnica.

[0052] O termo "compreendendo" como usado nesta especificação e reivindicações significa "consistindo pelo menos em parte de". Ao interpretar declarações nesta especificação e reivindicações que incluam esse termo, os aspectos, prefaciados por esse termo em cada declaração, todos devem estar presentes, mas outros aspectos também podem estar presentes. Termos relacionados como "compreende" e "compreendido" devem ser interpretados da mesma forma.

[0053] Esta invenção também pode ser dita como consistindo amplamente das partes, elementos e aspectos mencionados ou indicados na especificação do pedido, individual ou coletivamente, e quaisquer ou todas as combinações de quaisquer duas ou mais das ditas partes, elementos ou aspectos, e onde inteiros específicos forem mencionados na presente, que tiverem equivalentes conhecidos na técnica aos quais a invenção se refere, esses equivalentes conhecidos devem ser incorporados à presente, como se individualmente apresentados.

Breve descrição dos desenhos

[0054] A invenção será agora descrita somente como exemplo e com relação aos desenhos.

[0055] A Figura 1 mostra um esquema das etapas do processo da presente invenção para produzir um agregado plástico extrudado para uso no concreto.

[0056] A Figura 2 mostra uma seção pelos agregados plásticos extrudados da presente invenção. É mostrado um agregado de baixa densidade produzido por rápido resfriamento no lado esquerdo, e um agregado de alta densidade produzido por resfriamento lento controlado é mostrado no lado direito.

[0057] A Figura 3 mostra um diagrama de um molde, mostrando a área aberta do injetor (A) e o comprimento útil (B) . A área útil é determinada multiplicando a circunferência do injetor pelo comprimento útil.

[0058] A Figura 4 mostra um exemplo de um projeto de molde para uso em um extrusor para produzir um agregado plástico extrudado da presente invenção.

[0059] As Figuras 5 e 6 mostram a capacidade do concreto, que compreende a capacidade do agregado plástico da presente invenção em transportar a carga após ser obtido o estresse máximo.

[0060] A Figura 7 mostra a incapacidade do concreto sem o agregado plástico da presente invenção em transportar a carga após ser obtido o estresse máximo.

[0061] A Figura 8 mostra formas exemplares de moldes que podem ser usados para a extrusão dos agregados plásticos da invenção.

[0062] A Figura 9 mostra os produtos acabados do agregado de um molde em forma de estrela 10/5 star (escala 2 mm).

[0063] A Figura 10 mostra o extrudado de diâmetro de 8 mm com texturização de superfície variável em água.

[0064] A Figura 11 mostra uma versão de extrusor com um recipiente de coleta instalado para receber o extrudado.

[0065] A Figura 12 mostra a seção transversal do concreto, compreendendo o agregado plástico da invenção.

Descrição detalhada da invenção

[0066] A presente invenção se refere à produção de um agregado plástico para uso na fabricação de concreto. O método em geral inclui as etapas de prover um material plástico granulado de rejeito, introduzindo o plástico granulado de rejeito em um extrusor que tem uma razão de área aberta de molde para a área útil do molde de cerca de 1:10 a cerca de 1:40, e então extrudando o material plástico granulado pela extrusora para gerar o agregado plástico extrudado.

[0067] Tipicamente, na indústria de plásticos, a extrusão do plástico tem focalizado em produtos tendo a uma textura superficial ou cobrindo uma textura suave e/ou uniforme.

[0068] A presente invenção é direcionada para um agregado extrudado tendo uma superfície irregular.

1. Material fonte

[0069] O material fonte para uso na invenção é o material plástico de rejeito. Esse material é tipicamente uma mistura heterogênea de plásticos misturados. Por exemplo, o material pode ser uma mistura de materiais plásticos de rejeito que sejam tipicamente descartados de dependências residenciais e comerciais para reciclagem. Por exemplo, garrafas de leite, garrafas plásticas de bebidas (muitas das quais contêm bebidas açucaradas), recipientes plásticos, embalagens plásticas, etc.

[0070] O material plástico de rejeito pode compreender poliolefinas, por exemplo, polietileno de alta, média e/ou de baixa densidade, tereftalato de polipropileno ou de polietileno e/ou pode compreender outros plásticos, por exemplo, cloreto de polivinila não plastificado, cloreto de polivinila plastificado, poliestireno, acetonitrila butadieno estireno e poliuretano.

[0071] O uso de plásticos de rejeito como um material fonte para o agregado plástico extrudado provê outro uso para os plásticos que, de outra forma seriam enviados para um aterro. Tipicamente, os plásticos de rejeito devem passar por uma série de processos de lavagem antes de poderem ser colocados em um extrusor ou ser usados no concreto. Isso se deve à impurezas e resíduos de sobras dos plásticos de rejeito usados anteriormente. Entretanto, na presente invenção, o plástico de rejeito não exige muita limpeza. Por exemplo, apesar de ser desejado remover grandes partículas orgânicas, não existem exigências para que o plástico a ser limpo remova, por exemplo, açúcares residuais que permanecerem dos recipientes de bebidas açucaradas.

[0072] O plástico de rejeito é primeiramente retalhado para um tamanho de partícula de cerca de 10 a cerca de 200 mm, e preferencialmente cerca de 50 mm. Esse material plástico retalhado é então granulado até um tamanho de partícula de cerca de 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15 mm, e podem ser selecionadas faixas úteis entre quaisquer desses valores (por exemplo, de cerca de 1 a cerca de 15, cerca de 1 a cerca de 13, cerca de 1 a cerca de 12, cerca de 1 a cerca de 10, cerca de 1 a cerca de 9, cerca de 1 a cerca de 8, cerca de 1 a cerca de 7, cerca de 1 a cerca de 5, cerca de 1 a cerca de 4, cerca de 2 a cerca de 15, cerca de 2 a cerca de 14, cerca de 2 a cerca de 10, cerca de 2 a cerca de 8, cerca de 2 a cerca de 7, cerca de 2 a cerca de 5, cerca de 3 a cerca de 16, cerca de 3 a cerca de 13, cerca de 3 a cerca de 11, cerca de 3 a cerca de 9, cerca de 3 a cerca de 7, cerca de 3 a cerca de 5, cerca de 4 a cerca de 15, cerca de 4 a cerca de 12, cerca de 4 a cerca de 10, cerca de 4 a cerca de 8, cerca de 4 a cerca de 6, cerca de 5 a cerca de 15, cerca de 5 a cerca de 13, cerca de 5 a cerca de 11, cerca de 5 a cerca de 9, cerca de 5 a cerca de 7, cerca de 6 a cerca de 15, cerca de 6 a cerca de 12, cerca de 6 a cerca de 10, cerca de 6 a cerca de 9, cerca de 8 a cerca de 15, cerca de 8 a cerca de 14, cerca de 8 a cerca de 12, cerca de 8 a cerca de 10, cerca de 9 a cerca de 15, cerca de 9 a cerca de 14, cerca de 9 a cerca de 12, cerca de 9 a cerca de 11, cerca de 10 a cerca de 15, cerca de 10 a cerca de 14, cerca de 10 a cerca de 12, cerca de 11 a cerca de 15, cerca de 11 a cerca de 13, cerca de 12 a cerca de 15, cerca de 12 a cerca de 14 ou cerca de 13 a cerca de 15 mm).

2. Processo de extrusão

[0073] A presente invenção usa um processo de extrusão para produzir o agregado plástico extrudado. O método geral está mostrado na Figura 1.

[0074] O método de extrusão compreende as etapas de prover um material plástico granulado de rejeito, introduzindo o material plástico granulado de rejeito em um extrusor que tem uma razão de área aberta de molde para a área útil do molde de cerca de 1:10 a cerca de 1:40, e extrudando o material plástico granulado de rejeito pela extrusora para gerar o agregado plástico extrudado.

[0075] Durante a extrusão, uma parte pelo menos do material plástico granulado de rejeito se funde durante a extrusão. Em uma realização, durante o processo de extrusão pelo menos 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90 ou 95% do material plástico granulado de rejeito se funde.

2.1 Ajuste da extrusora

[0076] O agregado plástico extrudado é formado por uma extrusora. A extrusora adequada pode incluir extrusoras de plásticos e de cozinha.

[0077] Em uma realização, a extrusora é de um tipo de extrusora de cozinha. Essa extrusora de alimentos é tipicamente de um tipo de parafuso tipo trado dentro de um cilindro, que força a matéria prima por uma placa de molde restritivo para extrudar, nesse caso, o plástico de rejeito de maneira a produzir agregados plásticos ou um agregado plástico.

[0078] Uma vantagem de uma extrusora de alimentos quando comparada à típica extrusora de plásticos, é que opera com uma maior produção, com menor custo e proporciona maior capacidade de redimensionar que uma extrusora de plásticos. Em certas realizações, a velocidade do agregado plástico extrudado que sai do molde é de cerca de 0,02 a cerca de 0,04 m/s.

[0079] Em uma realização, a extrusora opera a cerca de 300 a 400 rotações por minuto.

[0080] Apesar de a extrusão poder ser usada para descrever uma gama de processos pelos quais o material é forçado através de um ponto de restrição, falando em geral, o processo de extrusão mais geralmente descreve uma rosca tipo trado dentro de um cilindro, que força a matéria prima por uma placa de molde restritivo. O processo é usado em uma ampla variedade de aplicações, incluindo o processamento de alimentos/alimentação, polímeros e alumínio, para nomear algumas.

[0081] As extrusoras de alimentos e alimentação são livremente denominadas de extrusoras de cozinha. Desenvolvem o calor necessário para alcançarem as condições ideais do processo desenvolvendo o corte (atrito) gerado pelo deslizamento/resistência ao fluxo da matéria prima contra o parafuso e, em menor alcance, o uso de entradas térmicas (tanto aquecimento como resfriamento) de cilindros jaquetados quando necessário. Os perfis do parafuso são geralmente complexos e refletem diferentes pontos dentro do cilindro, onde maiores ou menores quantidades de corte são necessárias para qualquer dado produto.

[0082] A extrusão de polímeros minerais tradicionais, por outro lado, se baseia mais pesadamente na entrada térmica (calor), com variação mínima no perfil do parafuso ao longo do comprimento do mesmo. Apesar do desenvolvimento do corte fazer parte do processo de fusão, é em um menor grau que a extrusão de alimentos/alimentar e a reologia de extrusão é de certa forma menos complexa.

[0083] Em uma realização da presente invenção, o plástico reciclado ou rejeitado é processado por meio de uma extrusora de cozinha de parafuso simples, usando um perfil de parafuso comumente usado para produzir alimentos de alta densidade para animais.

[0084] A fusão total dos plásticos de rejeito é obtida pela utilização de condições de alto corte e pela manipulação de restrição do molde. A energia mecânica específica pode ser otimizada para obter a fusão com ou sem entradas térmicas externas.

[0085] A extrusora desenvolve calor por meio do corte (atrito) gerado pelo deslizamento/resistência do produto ao fluxo da matéria prima contra o parafuso, assim como também pelo aquecimento do cilindro da extrusora. Os perfis do parafuso são complexos e refletem diferentes pontos dentro do cilindro, onde maiores ou menores quantidades de corte são necessárias para um dado produto.

[0086] O tipo de extrusora de cozinha usado na presente invenção pode variar consideravelmente.

[0087] Algumas de suas variáveis podem incluir: - parafuso simples ou múltiplo, - cilindro longo ou curto, - jaquetado ou não jaquetado, - parafuso de rosca contínua ou elemento de parafuso segmentado, ou - velocidade fixa ou velocidade variável.

[0088] Em uma realização, o sistema da extrusora compreende um longo cilindro (8 cabeçotes), jaquetado com vapor, elemento de passo variável, velocidade variável, extrusora de parafuso simples.

[0089] Em uma realização, a extrusora é uma extrusora de parafuso simples.

[0090] Em uma realização preferida, a extrusora é uma extrusora de alimentos.

[0091] Em uma realização, o material fonte alimenta a extrusora por meio de um funil.

2.2 Molde da extrusora

[0092] Os inventores determinaram que um determinado ajuste do molde da extrusora é importante para a produção de agregados plásticos extrudados aceitáveis. A seção transversal e comprimento útil do molde são variáveis do processo de extrusão para a criação de um produto efetivo.

[0093] A Figura 3 mostra a figura de um molde 1. O molde 1 inclui um injetor A e tem um comprimento conhecido como o comprimento útil B. A seção transversal do injetor é a área da parede aberta. O comprimento útil é o comprimento do molde na direção paralela ao parafuso.

[0094] Em uma realização, a razão da área do injetor do molde para a área útil (circunferência do injetor A multiplicada pelo comprimento útil B) é de 1 a cerca de 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65 ou 70, e podem ser selecionadas faixas úteis entre quaisquer desses valores (por exemplo, de cerca de 1:10-70, cerca de 1:10-60, cerca de 1:10-50, cerca de 1:10-40, cerca de 1:10-30, cerca de 1:1020, cerca de 1:15-70, cerca de 1:15-60, cerca de 1:15-50, cerca de 1:15-40, cerca de 1:15-35, cerca de 1:15-30, cerca de 1:15-25, cerca de 1:20-70, cerca de 1:20-65, cerca de 1:20-60, cerca de 1:20-45, cerca de 1:20-40, cerca de 1:2035, cerca de 1:20-30, cerca de 1:20-25, cerca de 1:25-70, cerca de 1:25-60, cerca de 1:25-40, cerca de 1:25-35, cerca de 1:25-30, cerca de 1:30-70, cerca de 1:30-60 ou cerca de 1:30-40).

[0095] Foi achado que uma área de injetor aberto A para a área útil (circunferência do injetor A multiplicada pelo comprimento útil B) de 1:10 a 1:40 cria uma superfície altamente texturizada. Essa superfície texturizada tem a aspereza superficial necessária e ou área superficial para o agregado plástico formar uma boa ligação química e/ ou mecânica com a mistura do concreto.

[0096] Em uma realização, o comprimento útil do molde é de cerca de 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65 e 70 mm, e podem ser selecionadas faixas úteis entre quaisquer desses valores (por exemplo, de 10 a cerca de 70, cerca de 10 a cerca de 65, cerca de 10 a cerca de 60, cerca de 10 a cerca de 50, cerca de 10 a cerca de 40, cerca de 10 a cerca de 30, cerca de 15 a cerca de 70, cerca de 15 a cerca de 65, cerca de 15 a cerca de 55, cerca de 15 a cerca de 40, cerca de 15 a cerca de 30, cerca de 20 a cerca de 70, cerca de 20 a cerca de 65, cerca de 20 a cerca de 55, cerca de 20 a cerca de 45, cerca de 25 a cerca de 70, cerca de 25 a cerca de 60, cerca de 25 a cerca de 50, cerca de 25 a cerca de 40, cerca de 30 a cerca de 70, cerca de 30 a cerca de 65, cerca de 30 a cerca de 50, cerca de 30 a cerca de 45, cerca de 40 a cerca de 70, cerca de 40 a cerca de 65, cerca de 40 a cerca de 55 ou cerca de 55 a cerca de 70 mm).

[0097] Em uma realização, o comprimento útil do molde é de cerca de 20 mm.

[0098] Deve ser apreciado que uma gama de formas do molde funcionará efetivamente com um molde comprimento útil como acima descrito. Por exemplo, um pequeno agregado plástico com formato de "ervilha" pode ser produzido efetivamente com um comprimento útil de 2 0 mm. O formato do molde do agregado plástico ervilha pode ter um diâmetro de 5 mm ou menos.

[0099] Sem desejar limitar-se pela teoria, o uso de moldes de comprimento útil muito longo, comparados com a extrusão típica de alimentos, provoca um período ampliado de arraste superficial dentro do molde, levando a alterações distintas na velocidade de fluxo do centro do molde quando comparadas com as de borda, levando a irregularidades de superfície na saída do molde. 2.3 Formato do parafuso

[0100] O perfil do parafuso usado contido em uma seção inicial de alimentação com parafusos de rosca simples e passo longo.

[0101] A seguir, a seção inicial de alimentação é a seção central onde o corte é maximizado com um parafuso de compressão de rosca dupla e parafuso de lóbulo, seguidos por uma placa de afogamento altamente restritiva.

[0102] Esse ponto de alto corte provoca uma mistura máxima e desenvolvimento de calor, levando a uma maioria da matéria prima a atingir a fase de fusão antes de entrar na seção final do parafuso.

[0103] A seção final é uma rosca simples de passo longo, provendo uma fase de residência de menor corte durante a qual a temperatura continua a se elevar e ocorrer a fusão completa.

[0104] Um parafuso de compressão de rosca tripla cônica final permite que todo o parafuso seja preenchido e que a alta pressão uniforme seja mantida no molde.

[0105] São necessários travamentos de corte na extrusora para criar restrições de alta pressão, pelas quais o gás não possa escapar. De outra forma, os gases tomam o caminho de menor resistência, retornando pela garganta da extrusora (entrada) e rompendo o fluxo do material, ou mesmo evitando todo o fluxo para frente (particularmente em máquinas de parafuso simples). 2.4 Formato do molde

[0106] O formato do molde usado na presente invenção contribui para a produção de um agregado plástico extrudado tendo a superfície texturizada.

[0107] Como discutido, existe uma vantagem para a produção dos agregados plásticos extrudados que não possuam regiões planares substantivas, já que a presença de regiões planares pode promover planos de estresse dentro do produto em que o agregado plástico extrudado foi incorporado.

[0108] Os formatos do molde usados na presente invenção que levam a um agregado plástico extrudado com a superfície texturizada, são em geral baseados em um formato não regular. Por exemplo, um formato regular como um círculo ou oval levará a um agregado plástico extrudado tendo uma superfície de baixa textura. Os produtos feitos com este agregado plástico extrudado podem ter um maior número de planos de estresse e, como resultante, uma menor resistência à tração.

[0109] O formato do molde pode ser não regular, incluindo alguns vértices. Como mostrado na Figura 4, é um formato do molde com quatro vértices. A Figura 8 mostra dois moldes com um formato "estrela".

[0110] Em uma realização, o formato do molde tem mais de pelo menos 2, 3, 4, 5, 6, 7,8, 9, 10, 11, 12 vértices. Por exemplo, um formato de molde triangular tem 3 vértices, um quadrado 4, etc.

[0111] Em uma realização, o formato do molde se baseia em um formato primário convencional. Por exemplo, o formato convencional da forma do molde mostrado na Figura 4 é quadrado, já que os vértices da estrela têm um formato quadrado. As paredes dos moldes entre os vértices são feitas não lineares, de maneira a promover a superfície texturizada (ver a Figura 9) . No caso do molde da Figura 4, um formato secundário, tendo base triangular, é aplicado ao formato primário. Este produz um molde com formato de estrela tendo quatro vértices e entre cada um dos vértices um corte com formato triangular para produzir um arco entre cada um dos vértices.

[0112] Em algumas realizações, o formato primário é um quadrado, circular ou oval.

[0113] Em algumas realizações, o formato secundário aplicado ao formato primário tem qualquer formato, de maneira a adicionar vértices ao formato primário e/ou criar um perímetro não linear entre os vértices do formato primário.

[0114] Esses formatos de moldes usados com um adequado comprimento útil como acima descrito, fornecerão um agregado plástico extrudado tendo uma superfície texturizada/irregular.

[0115] Em uma realização, é preferido um formato complexo como um formato do molde. Por exemplo, um formato como de uma estrela como mostrado na Figura 4 maximiza o arraste, particularmente nos pontos, e pode agir para minimizar a propagação de trincas no concreto devido à produção de um agregado plástico extrudado sem substanciais superfícies planares.

[0116] O agregado plástico formado pelo processo de extrusão tem em geral um formato similar ao do formato do molde. Por exemplo, um molde triangular tendo três lados e três cantos produzirá um agregado plástico com em geral três lados e três cantos. Entretanto, nota-se que os três lados serão altamente texturizados ou tornados ásperos e os três cantos não serão precisos e definidos. Esta é uma vantagem da presente invenção. Isso vale para formatos similares como quadrados, formas irregulares, etc. 2.5 Corte

[0117] Em uma realização, o extrudado que sai do molde é dividido em comprimentos adequados para formarem um agregado plástico extrudado.

[0118] Em uma realização, o extrudado é dividido em comprimentos adequados, cortando o extrudado.

[0119] Por exemplo, o extrudado é cortado no comprimento desejado por lâminas na saída da extrusora, que gira nas aberturas do molde em uma velocidade especificada. O produto é então resfriado e seco, tornando-se rígido e mantendo a porosidade.

[0120] Em uma realização, a lâmina é uma lâmina dentada.

[0121] Em uma realização, a lâmina é espaçada da face do molde em cerca de 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9; 1,0; 1,1; 1,2; 1,3; 1,4; 1,5; 1,6; 1,7; 1,8; 1,9 ou 2 mm, e podem ser selecionadas faixas úteis entre quaisquer desses valores.

[0122] Em uma realização, as lâminas são posicionadas tendo uma borda de corte e uma borda de fuga, de maneira que a borda de corte esteja mais perto da face do molde que a borda de fuga da faca.

[0123] Em uma realização, a lâmina inclui corrugações. 2.6 Resfriamento

[0124] Em uma realização, o método ainda compreende uma etapa de resfriamento do extrudado após ou durante a saída do molde.

[0125] O resfriamento pode ser feito pelo contato do agregado com um líquido de alta capacidade térmica, como a água. A água pode ser borrifada sobre o agregado, ou o agregado pode ser imerso em um banho contendo água.

[0126] Para controlar a razão de resfriamento, a temperatura da água pode ser modulada. Por exemplo, para uma alta taxa de resfriamento pelo uso de água fria. A taxa de resfriamento do agregado pode ser menor, aumentando-se a temperatura da água.

[0127] O resfriamento do agregado pode ocorrer no ar. Novamente, a razão de resfriamento pode ser modificada controlando-se a temperatura do ar para o resfriamento do agregado.

[0128] O resfriamento em água tende a levar ao resfriamento rápido do agregado, devido à alta transferência de calor térmico da água. O resfriamento no ar tende a levar a menores taxas de resfriamento do agregado, devido à menor capacidade de transferência de calor do ar quando comparada à da água.

[0129] O resfriamento lento do agregado conduz a um agregado que, ou não tenha espaços vazios ou pelo menos substancialmente nenhum espaço vazio.

[0130] O resfriamento rápido ou repentino do agregado leva a um agregado com espaços vazios. A razão de resfriamento pode ser usada para controlar o tamanho e a extensão dos espaços vazios no agregado.

[0131] Isso pode ser importante, dependendo da natureza do concreto que se deseja produzir. Por exemplo, se um concreto tem baixo peso, sendo desejada uma alta resistência térmica, então o resfriamento rápido é feito somente quando o agregado contiver espaços vazios que, portanto, reduzirão seu peso e aumentarão sua resistência térmica.

[0132] Na alternativa, se for desejado um concreto de alta resistência, então o agregado é resfriado lentamente. Isso tem o efeito de levar a um agregado com poucos ou nenhum espaço vazio, aumentando sua densidade e levando à produção de um concreto de alta resistência.

[0133] Um concreto de alta resistência é tipicamente aquele com uma resistência à compressão de pelo menos 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 ou 30 MPa, e podem ser selecionadas faixas úteis entre quaisquer desses valores (por exemplo, cerca de 20 a cerca de 30, cerca de 20 a cerca de 28, cerca de 20 a cerca de 26, cerca de 20 a cerca de 27, cerca de 20 a cerca de 25, cerca de 20 a cerca de 23, cerca de 21 a cerca de 30, cerca de 21 a cerca de 28, cerca de 21 a cerca de 26, cerca de 21 a cerca de 25, cerca de 22 a cerca de 30, cerca de 22 a cerca de 27, cerca de 22 a cerca de 25, cerca de 23 a cerca de 30, cerca de 23 a cerca de 29, cerca de 23 a cerca de 25, cerca de 24 a cerca de 30, cerca de 24 a cerca de 28, cerca de 24 a cerca de 27, cerca de 25 a cerca de 30, cerca de 25 a cerca de 28, cerca de 25 a cerca de 26, cerca de 26 a cerca de 30, cerca de 36 a cerca de 29, cerca de 26 a cerca de 27, cerca de 27 a cerca de 30, cerca de 27 a cerca de 29, cerca de 28 a cerca de 30 MPa).

[0134] Em uma realização alternativa, o resfriamento é feito somente pela adição de um pó selecionado de pós como cinzas volantes ou outros materiais pozolânicos, vidro pulverizado, carbonato de cálcio, microssílica, areia e suas combinações.

[0135] Os inventores determinaram que a aplicação de uma taxa controlada de água (por ex., névoa de água) ajuda a manter a separação do material imediatamente após o extrudado sair da extrusora. Esta água de resfriamento (por exemplo, névoa de água) é consumida quase imediatamente, mas dá a oportunidade para que o agregado quente se agregue para desenvolver uma fina camada dentro do ambiente altamente úmido do transportador pneumático. Segundo, a aplicação de água (por ex., névoa de água) fornece um mecanismo para o resfriamento inicial controlado, permitindo a contração dos gases internos em uma taxa uniforme, evitando o desenvolvimento de grandes espaços vazios.

[0136] O uso da névoa de água inicia o processo de resfriamento em uma taxa lenta, enquanto permite a contração dos gases internos em uma taxa uniforme, evitando o desenvolvimento de grandes espaços vazios.

[0137] Os gases são provenientes de contaminados residuais, água, ar e de produtos químicos usados como enchimentos nos recipientes originais.

[0138] Em uma configuração, pelo menos cerca de 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6; 0,7; 0,8; 0,9 ou 1L, caso seja usado líquido por 1,0 kg de plástico extrudado, e podem ser selecionadas faixas úteis entre quaisquer desses valores (por exemplo, cerca de 0 ,1 a cerca de 1,0 ; cerca de 0,1 a cerca de 0, 9; cerca de 0,1 a cerca de 0,8; cerca de 0,1 a cerca de 0, 6; cerca de 0,1 a cerca de 0,5; cerca de 0, 2 a cerca de 1,0; cerca de 0, 2 a cerca de 0, 9; cerca de 0, 2 a cerca de 0,7; cerca de 0, 2 a cerca de 0, 6; cerca de 0, 2 a cerca de 0,5; cerca de 0, 3 a cerca de 1,0; cerca de 0, 3 a cerca de 0, 9; cerca de 0, 3 a cerca de 0,8; cerca de 0, 3 a cerca de 0,7; cerca de 0, 3 a cerca de 0, 6; cerca de 0, 3 a cerca de 0,5; cerca de 0,4 a cerca de 1,0; cerca de 0,4 a cerca de 0,8; cerca de 0,4 a cerca de 0, 6; cerca de 0,4 a cerca de 0,5; cerca de 0, 5 a cerca de 1,0; cerca de 0, 5 a cerca de 0,8; cerca de 0,5 a cerca de 0,7; cerca de 0,7 a cerca de 1,0; cerca de 0,7 a cerca de 0,8; cerca de 0,8 a cerca de 1,0; cerca de 0,9 a cerca de 1,0 L por 1,0 kg de plástico extrudado).

[0139] Em uma realização, o tempo de residência do agregado plástico extrudado na névoa de vapor é cerca de 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5 ou 4 segundos, e podem ser selecionadas faixas úteis entre quaisquer desses valores.

[0140] Em uma realização, o agregado plástico extrudado é submetido a aeramento ciclônico.

[0141] Em uma realização, o método ainda compreende a etapa de outro resfriamento do extrudado, usando tanto o ar como um pó de auxílio de resfriamento controlado para fazer com que a estrutura uniforme celular do gás do extrudado alcance a gravidade específica de cerca de 0,80; 0,81; 0,82; 0,85; 0,87; 0,88; 0,89; 0,90; 0,91; 0,92; 0,93; 0,94; 0,95; 0,96; 0,97; 0,98; 0,99; 1,00; 1,01; 1,02; 1,03; 1,04; 1,05; 1,06; 1,07; 1,08; 1,09; 1,10; 1,11; 1,12; 1,13; 1,14; 1,15; 1,16; 1,17; 1,18; 1,19 ou 1,20, e podem ser selecionadas faixas úteis entre quaisquer desses valores.

[0142] Em uma realização, o método ainda compreende a etapa de deixar uma fina camada do material pozolânico fundida na superfície do extrudado após o resfriamento.

[0143] Em algumas realizações, o processo inclui a adição de ar e/ou de um pó de auxílio de resfriamento controlado ao agregado plástico extrudado quente, mas separado, para outro resfriamento. Um exemplo de um pó de auxílio de resfriamento controlado adequado é um material pozolânico como cinzas volantes, vidro pulverizado, carbonato de cálcio e microssílica.

[0144] Em uma realização, cinzas volantes são usadas como pó de auxílio de resfriamento controlado. As cinzas volantes possuem moléculas de aproximadamente 10-200 μm de diâmetro, permitindo uma boa transferência térmica de calor, permitindo que o agregado se degaseifique de forma suficiente.

[0145] Em uma realização, as cinzas volantes residuais são removidas e recicladas por um sistema pneumático.

[0146] Em uma realização, o agregado plástico recém extrudado resfria a uma taxa de resfriamento como a mostrada na Tabela 1 abaixo. Tabela 1 - Taxa de resfriamento do agregado plástico extrudado

[0147] Os inventores determinaram que o uso de um pó de auxílio de resfriamento controlado, como materiais pozolânicos (por exemplo, cinza volante) para o resfriamento controlado deixa uma fina camada do material pozolânico fundida na superfície do agregado. Isso aumenta a área superficial, deixando uma superfície significativamente maior para a pasta do cimento se ligar.

[0148] Em uma realização, o aumento na superfície exposta é de um fator de 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 7000, 8000, 9000, 10000 ou 11000, e podem ser selecionadas faixas úteis entre quaisquer desses valores.

[0149] Além disso, a adição de um revestimento pozolânico adiciona propriedades hidrofílicas ao agregado plástico.

[0150] Em uma realização, o controle da taxa de resfriamento do agregado plástico extrudado pode ser usada para controlar o tamanho dos vazios de ar dentro do agregado e, portanto, a densidade do agregado plástico extrudado resultante.

[0151] Sem desejar ser limitado pela teoria, os inventores determinaram que o resfriamento do agregado plástico extrudado em baixa taxa permite que os gases dentro do agregado escapem, levando ao colapso dos vazios do ar dentro do agregado e a formação de um denso agregado plástico extrudado. Em uma realização, o resfriamento controlado permite que o agregado se densifique, permitindo que os gases entranhados se contraiam continuadamente em taxa uniforme. Em uma realização, a densidade do agregado plástico extrudado é de cerca de 300, 310, 320, 330, 340, 350, 360, 370, 380, 390, 400, 410, 420, 430, 440, 450, 460, 470, 480, 490, 500, 510, 520, 530, 540 ou 550 kg/m3, e podem ser selecionadas faixas úteis entre quaisquer desses valores.

[0152] Em uma realização, o agregado plástico extrudado é resfriado em um período menor que cerca de 20, 19, 18, 17, 16, 15, 14, 13, 12, 11, 10, 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2 ou 1 minuto, e podem ser selecionadas faixas úteis entre quaisquer desses valores, para a produção de uma alta taxa de agregado plástico extrudado resfriado. Em uma realização, a densidade do agregado plástico extrudado de alta taxa resfriada é cerca de 200, 300, 310, 320, 330, 340, 350, 360, 370, 380, 390 ou 400 kg/m3, e podem ser selecionadas faixas úteis entre quaisquer desses valores. Em uma realização, a Dureza Shore D do agregado plástico extrudado de alta taxa resfriado é de aproximadamente 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65 ou 70, e podem ser selecionadas faixas úteis entre quaisquer desses valores.

[0153] Em uma realização, o agregado plástico extrudado é resfriado em um período de cerca de 5, 10, 20, 30, 40, 50, 60 ou 70 minutos, e podem ser selecionadas faixas úteis entre quaisquer desses valores, para a produção de um agregado plástico extrudado de baixa taxa resfriado. Em uma realização, a densidade do agregado plástico extrudado de baixa taxa resfriado ser cerca de 400, 410, 420, 430, 440, 450, 460, 470, 480, 490 ou 500 kg/m3, e podem ser selecionadas faixas úteis entre quaisquer desses valores. Em uma realização, a Dureza Shore D do agregado plástico extrudado de alta taxa resfriado é de aproximadamente 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85 ou 90, e podem ser selecionadas faixas úteis entre quaisquer desses valores.

[0154] A Figura 2 mostra a estrutura do agregado de rápido resfriamento (no lado esquerdo) e o agregado resfriado controlado lento (no lado direito). O agregado que resulta do resfriamento controlado lento tem uma estrutura mais densa. 2.7 Aditivos

[0155] Em uma realização, o método ainda compreende a etapa da adição de um ou mais aditivos à mistura de extrusão. Exemplos de aditivos adequados incluem entre outros areia, vidro, cinzas volantes, carbonato de cálcio e/ou um ou mais materiais pozolânicos moídos.

[0156] Em uma realização, o aditivo é adicionado à mistura de extrusão em uma quantidade de pelo menos cerca de 1, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35 ou 40% em peso do agregado plástico extrudado, e podem ser selecionadas faixas úteis entre quaisquer desses valores.

[0157] Em uma realização, o aditivo é o vidro. Em uma realização, as partículas de vidro são adicionadas no início do processo de extrusão.

[0158] Sem desejar ser limitado pela teoria, os inventores determinaram que a adição de partículas micromoídas como cinza volante, carbonato de cálcio e vidro moído proporciona um efeito emulsificante. Os inventores determinaram que isso cria uma estrutura celular do gás fina mais uniforme do que sem o uso da inclusão de partículas finas.

[0159] Em uma realização, o método ainda compreende a etapa de prover substâncias polares à superfície dos agregados plásticos para melhorar uma interface entre os agregados e a mistura de concreto quando os agregados são adicionados à mistura de concreto.

[0160] Em uma realização alternativa, o agregado plástico extrudado é tratado para aumentar a energia superficial do agregado. Em formas preferidas, o agregado plástico extrudado é tratado com plasma. Por exemplo, com o uso de tratamento com chama. 3. Agregado plástico extrudado

[0161] A presente invenção produz um agregado plástico extrudado.

[0162] Em uma realização, o agregado plástico extrudado tem uma dimensão de cerca de 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29 ou 30 mm, e podem ser selecionadas faixas úteis entre quaisquer desses valores.

[0163] O volume do agregado é muitas vezes maior que o da área. Por exemplo, para um agregado de 20 mm, a área superficial para a razão de volume ser cerca de 1; 1,1; 1,2; 1,3; 1,4; 1,5; 1,6; 1,7; 1,8 ou 1,9, e podem ser selecionadas faixas úteis entre quaisquer desses valores.

[0164] Em uma realização, o agregado plástico extrudado tem uma gravidade específica de cerca de 0,90; 0,91; 0,92; 0,93; 0,94; 0,95; 0,96; 0,97; 0,98; 0,99; 1,00; 1,01; 1,02; 1,03; 1,04; 1,05; 1,06; 1,07; 1,08; 1,09; 1,10; 1,11; 1,12; 1,13; 1,14; 1,15; 1,16; 1,17; 1,18; 1,19 ou 1,20, e podem ser selecionadas faixas úteis entre quaisquer desses valores.

[0165] Em uma realização, o agregado plástico extrudado tem uma textura superficial que é tornada áspera e tem uma grande área superficial para promover tanto a ligação mecânica como molecular.

[0166] Um aspecto da presente invenção é criar superfícies de áreas diferentes na mesma peça de agregado. Este aspecto ajuda a reduzir a tendência para que planos de clivagem se alinhem na mistura do cimento. Essa redução nos planos de clivagem aumenta a resistência à compressão do concreto quando misturado ao dito agregado plástico.

[0167] Isso é obtido pela extrusão de um agregado plástico, de maneira que tenha muitas qualidades assimétricas e ásperas áreas superficiais. Isso é obtido pelos parâmetros e variáveis do processo de extrusão, que serão descritos posteriormente.

[0168] Um formato preferido do agregado plástico é o cuboide. Tanto a resistência à compressão como a resistência à flexão podem ser aperfeiçoadas usando agregados cuboides, que podem aumentar a capacidade de trabalho e reduzirem o sangramento e o encolhimento.

[0169] Em outras realizações, o agregado plástico pode ser alternativamente conformado. Esses formatos podem incluir, entre outros, substancialmente esféricos, irregulares, elipsoidais, etc.

[0170] Preferencialmente, o agregado plástico compreende uma grande área superficial para a razão de volume.

[0171] A superfície altamente texturizada causada durante a saída do molde é devida à reologia do extrudado e às forças de arrasto produzidas pela parede lateral do injetor do molde. A redução da velocidade induzida das partículas cria uma superfície altamente deslocada.

[0172] Os benefícios desta superfície altamente texturizada são duplos. Primeiro, a área superficial é substancialmente aumentada provendo mais área superficial para ligar o cimento. Segundo, o rompimento da superfície extrema fornece um mecanismo de ligação mecânica para o cimento formar uma ligação capturada independentemente à volta da ligação molecular.

[0173] Preferencialmente tonado extrudado, o agregado plástico tem pelo menos 80, 85, 90, 95 ou 99% da área superficial como uma superfície texturizada ou rugosa, e podem ser selecionadas faixas úteis entre quaisquer desses valores, (por exemplo, cerca de 80 a cerca de 99, cerca de 80 a cerca de 95, cerca de 80 a cerca de 90, cerca de 85 a cerca de 99, cerca de 85 a cerca de 90, cerca de 90 a cerca de 99, cerca de 90 a cerca de 95% da área superficial).

[0174] Em outras realizações, é preferível que não mais que 30, 25, 20, 15, 10, 5, 1% da área superficial seja uma superfície linear plana, e podem ser selecionadas faixas úteis entre quaisquer desses valores, (por exemplo 30 a cerca de 1, cerca de 30 a cerca de 5, cerca de 30 a cerca de 10, cerca de 30 a cerca de 20, cerca de 25 a cerca de 1, cerca de 25 a cerca de 10, cerca de 25 a cerca de 15, cerca de 25 a cerca de 20, cerca de 20 a cerca de 1, cerca de 20 a cerca de 5, cerca de 20 a cerca de 10, cerca de 15 a cerca de 1, cerca de 15 a cerca de 10, cerca de 10 a cerca de 1, ou cerca de 10 a cerca de 5% da área superficial).

[0175] A superfície altamente texturizada causada durante a saída do molde é devida à reologia do extrudado e das forças de arraste produzidas pela parede lateral do injetor do molde. A redução da velocidade induzida da partícula cria uma superfície altamente deslocada.

[0176] Em uma realização, o agregado plástico extrudado tem uma superfície texturizada/irregular. Uma superfície texturizada ou irregular é desejada no agregado plástico extrudado. Em uma realização, o formato do molde tem a forma de uma "estrela", como mostrado na Figura 4. Esse projeto de estrela cria uma superfície texturizada na superfície do agregado plástico extrudado.

[0177] O molde com forma de estrela tem duas vantagens. Primeira, a textura não ocorre igualmente no mesmo plano. Isso comprova um agregado mais forte, já que há uma menor tendência para a textura ocorrer no plano do agregado plástico.

[0178] A segunda vantagem é que o molde com formato de estrela proporciona nódulos irregulares no perímetro do agregado plástico. Os nódulos irregulares proporcionam um mecanismo para reduzir a propagação de trincas por estresse no cimento.

[0179] Outro aspecto do molde com forma de estrela é que permite uma simetria assimétrica.

[0180] A assimetria reduz as probabilidades de múltiplos agregados plásticos alinhando-se na mistura de concreto; isso pode evitar a propagação de trincas ao longo do plano.

[0181] A assimetria também cria uma curva a ser projetada no agregado, devido ao arraste da parede lateral assimétrica. Tendo uma curva no agregado plástico, existe uma menor tendência para que o agregado se insira no mesmo plano da mistura do cimento.

[0182] O efeito dos agregados plásticos inserindo-se em um plano comum pode criar planos de clivagem ao estresse direto. Essa direção do estresse pode causar falha prematura da carga. Garantindo que esses planos de clivagem não se alinhem, ajuda a aumentar a resistência à força aplicada ao concreto, isto é, tornando o concreto mais forte. 4 . Usos

[0183] A presente invenção é um agregado plástico que pode ser usado pelo menos como uma substituição parcial do agregado normal para produzir um concreto de menor peso. O uso de um agregado plástico reduz o peso do concreto comum, já que o agregado plástico tem uma menor densidade quando comparada à do agregado.

[0184] Em uma realização, o concreto compreende cerca de 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35 ou 40% em peso do agregado plástico extrudado, e podem ser selecionadas faixas úteis entre quaisquer desses valores (por exemplo, cerca de 5 a cerca de 40, cerca de 5 a cerca de 3,0, 5 a cerca de 20, cerca de 5 a cerca de 10, cerca de 10 a cerca de 40, cerca de 10 a cerca de 35, cerca de 10 a cerca de 25, cerca de 15 a cerca de 40, cerca de 15 a cerca de 35, cerca de 15 a cerca de 30, cerca de 20 a cerca de 40, cerca de 20 a cerca de 35, cerca de 20 a cerca de 30, cerca de 25 a cerca de 40, cerca de 25 a cerca de 35, cerca de 30 a cerca de 40, cerca de 35 a cerca de 40% do agregado plástico extrudado).

[0185] Tipicamente, o plástico de baixo peso tem uma menor resistência à compressão que o concreto de alto peso. Entretanto, foi achado que uma determinada configuração do agregado plástico pode aumentar a resistência à compressão de um concreto de baixo peso para valores similares aos do concreto de alto peso.

[0186] O agregado plástico da presente invenção faz isso, tendo uma superficial área muito grande de maneira a aumentar tanto a ligação química como mecânica do agregado plástico à mistura de concreto.

[0187] Além disso, com o uso do agregado com espaços vazios, pode ser obtido um produto de concreto que tem melhor resistência térmica, sendo até mais leve. Esse concreto terá uma menor resistência à compressão que o concreto feito com agregado que, por exemplo, não tenha ou tenha poucos espaços vazios. Entretanto, isso pode ser adequado para aplicações que não exijam um concreto de alta resistência à compressão e, um valor de peso leve e/ou de resistência térmica (por exemplo, para propriedades de isolação).

[0188] Em uma realização, o método ainda compreende a etapa de prover areia para a mistura de concreto. Em uma realização a areia é adicionada a uma extrusora em uma seção de baixa pressão da extrusora.

[0189] Em uma realização, o método ainda compreende a etapa de prover os agregados plásticos como acima descrito.

[0190] Em uma realização, o concreto contendo agregado plástico compreende 100,150,200, 250, 300, 350, 400, 450 500, 550 ou 600 kg de cimento por m3 de concreto, e podem ser selecionadas faixas úteis entre quaisquer desses valores.

[0191] Em uma realização, o concreto contendo agregado plástico compreende 50, 100, 150, 200, 250, 300 ou 350 kg de agregado plástico extrudado por m3 de concreto, e podem ser selecionadas faixas úteis entre quaisquer desses valores.

[0192] Em uma realização o concreto contendo agregado plástico compreende 10 a 50 % de água por kg de concreto, e podem ser selecionadas faixas úteis entre quaisquer desses valores.

[0193] Em uma realização, a resistência à compressão do concreto formado com o agregado plástico extrudado da presente invenção tem pelo menos 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 50 MPa, e podem ser selecionadas faixas úteis entre quaisquer desses valores, (por exemplo, cerca de 10 a cerca de 50, cerca de 10 a cerca de 40, cerca de 10 a cerca de 30, cerca de 10 a cerca de 20, cerca de 15 a cerca de 50, cerca de 15 a cerca de 45, cerca de 15 a cerca de 37, cerca de 15 a cerca de 35, cerca de 15 a cerca de 34, cerca de 15 a cerca de 33, cerca de 15 a cerca de 32, cerca de 15 a cerca de 31, cerca de 15 a cerca de 30, cerca de 15 a cerca de 20, cerca de 20 a cerca de 50, cerca de 20 a cerca de 45, cerca de 20 a cerca de 40, cerca de 20 a cerca de 30, cerca de 25 a cerca de 50, cerca de 25 a cerca de 45, cerca de 25 a cerca de 35, cerca de 30 a cerca de 50, cerca de 30 a cerca de 40, cerca de 40 a cerca de 50 MPa).

[0194] Em algumas realizações, o uso do agregado plástico extrudado pode produzir um concreto com uma compressão de até cerca de 50, 60, 70, 80, 90 ou 100 Mpa.

[0195] O concreto contendo agregado plástico da presente invenção pode ser usado de várias formas, como para fazer concreto para caminhos, rodovias, lajes, e pavimentadoras. Exemplos 1. Avaliando o efeito das condições do processo nas propriedades do agregado. Exemplo 1

[0196] A finalidade deste exemplo foi: - avaliar a adequação do equipamento de extrusão de cozinha para a extrusão de plástico reciclado, desenvolver um processo mais rápido com menor custo e maior capacidade de redimensionar que a extrusora de plásticos, e refinar as variáveis de processamento por volta da temperatura e/ou do vapor necessários para a obtenção de um produto de acordo com a presente invenção.

[0197] O processo usou um fardo de 400 kg de plástico industrial usado e misturado. Esse plástico é proveniente de um comércio de recuperação de plásticos, sendo considerado como representativo de um fluxo de plásticos de rejeito.

[0198] O plástico foi retalhado em Te Puke, Nova Zelândia usando um triturador de eixo único alimentando um granulador com uma tela de 3 mm.

[0199] O experimento foi feito em dois lotes para os Exemplos 1 e 2.

[0200] A extrusão foi feita em uma planta Wenger X-20 usando moldes de 15 mm de diâmetro.

[0201] A faca usada foi uma faca simples espaçada de 0,01 mm da face do molde e foi operada o mais lentamente possível.

[0202] Foi usado um banho de água para resfriar o extrudado ao sair da extrusora. O banho de água foi aerado por agitação com uma pá manual.

[0203] Foram testados os seguintes ajustes do molde e da extrusora, como segue. Tabela 2 - Ajuste da faca

Tabela 3 - Ajustes da extrusora

[0204] Foi notado que o processo produziu uma boa fusão (estimada em 99%), pressão uniforme e um extrudado uniforme.

[0205] As cinzas volantes foram investigadas como um revestimento no agregado plástico extrudado.

[0206] Para determinar as propriedades do agregado plástico extrudado, foram feitas as seguintes análises.

[0207] Densidade aparente (usando um tubo de teste de vidro de volume e peso conhecidos.

[0208] A seção transversal (usando uma guilhotina para abrir o agregado plástico extrudado e buscar vazios). Isso também forneceu um teste preliminar de resistência.

[0209] Determinamos que a secagem ao ar ou um revestimento de cinzas volantes ajuda a controlar o resfriamento do agregado em uma taxa uniforme.

[0210] Também determinamos que o resfriamento do agregado plástico extrudado com água forma um endurecimento do envoltório, evitando ainda a contração dos gases internos e criando grandes espaços vazios, que permanecem no estado de vácuo. O produto resultante foi mais leve, mas com menor resistência à compressão.

[0211] Por outro lado, achamos que o resfriamento a ar é mais lento e leva a vazios internos significativamente reduzidos e mais uniformes e bolsas de ar produzindo um agregado plástico extrudado com melhor resistência à compressão.

[0212] Achamos que a matéria prima teve uma densidade aparente de 400 g/L. O agregado plástico extrudado teve uma densidade aparente de 375 g/L. Exemplo 2

[0213] O propósito deste exemplo foi avaliar: - um molde de 8 mm com diâmetro de 8 mm x 70 mm, um molde com formato de estrela sendo 10 mm x 5 mm úteis = aprox. 30 mm, adição de cinza volante para avaliar o adição de areia para avaliar o resfriamento controlado e revestimento, uma seção de cilindro de respiro para fazer o respiro dos gases voláteis produzidos pelo cisalhamento, e o impacto de cinza volante e areia com pistola de ar.

[0214] A fonte de plástico de rejeito foi reciclada com plástico comisturado (grau zeladoria) picado e granulado até um tamanho de partícula menor que 3 mm como no Exemplo 1. Esse tamanho foi escolhido por proporcionar a maior área superficial para a razão de volume para a transferência térmica de calor, garantindo uma maior probabilidade de uma substancialmente fusão completa.

[0215] O tamanho de partícula precisou ser menor que 50% da área aberta do molde para evitar o bloqueio durante o processamento.

[0216] A extrusão foi feita em uma planta Wenger X-20 usando uma faca rotativa e uma seção de cilindro com respiro. Foram usados tanques de água com 2500 litros para o piso da fábrica na captura do produto. Foram aplicadas areia e cinza volante ao extrudado na extremidade da extrusora.

[0217] O produto acabado foi jogado em um tanque de água para o resfriamento inicial. Uma alimentação com funil de coleta no transportador pneumático foi instalada para alimentar o tambor de revestimento, onde a areia foi adicionada na extremidade frontal. O produto resfriado foi então jogado em um tanque secundário de água.

[0218] Foi experimentado um molde de 4,5 mm x 6 portas com um comprimento útil padrão (aproximadamente 5mm) na extremidade de teste do trabalho planejado para avaliar a probabilidade de desempenho e vazão.

[0219] Foram produzidos os seguintes agregados plásticos extrudados. - bolsas de 2 x 20 litros de extrudado não cortado, não totalmente fundido ou formado. - bolsas de 2 x 20 litros de agregado plástico extrudado 10/5 x 10-20 mm (nominal) de formato quadrado. - bolsas de 2 x 20 litros de agregado plástico extrudado 12 mm x 10-15 mm de diâmetro. - bolsa de 1 x 20 litros de agregado plástico extrudado 8-10 mm diâmetro x 10-15 mm.

[0220] O ajuste do molde foi o seguinte: molde redondo de 8 mm espaço de 2,5 mm backup 1 x 20 mm e espaço de 9 mm e 1 x 8 mm final 80 mm útil. 2 lâminas fixas

[0221] Os ajustes da extrusora foram os seguintes. Tabela 4 - Configuração da Extrusora

[0222] As pelotas extrudadas foram dissecadas e demonstraram ser homogêneas no total, indicando que o extrudado estava totalmente fundido na extrusora, tinha pressão uniforme e extrudado uniforme. O extrudado tinha a probabilidade de rompimento e ser instável, caso o cilindro da extrusora não fosse resfriado. Também percebemos considerável esfumaçamento do extrudado quando estava muito quente.

[0223] O resfriamento inicial por 15 a 20 minutos pela adição de cinza volante permitiu que os gases voláteis entranhados fossem liberados do agregado plástico extrudado, mostrando que a cinza volante atuou como um excelente isolador térmico.

[0224] O longo comprimento atuou bem, provendo uma superfície altamente texturizada em ambos os perfis 8 mm e 10/5 mm extrudados do molde. A densidade aparente do produto aumentou de 380 para 450 kg/m3. Isso se deveu à alta densidade do produto desenvolvida com o resfriamento lento durante a noite e permite uma quantidade de revestimento de areia.

[0225] A areia aplicada foi úmida e não teve adesão, indicando a importância do uso de areia seca para a adesão ao agregado plástico recém extrudado e, portanto, o resfriamento lento. Exemplo 3

[0226] A finalidade deste exemplo foi avaliar os novos projetos de moldes para a fabricação de um agregado adequado para uso em projetos de mistura de cimentações. Foram avaliados os seguintes moldes: - 12/6 x 30 mm útil 4,5 mm x 6 portas x 70 mm útil

[0227] Também foram avaliados: vários tipos de revestimentos (areia negra, areia play centre, Areia da Costa Leste, pó de serra, enchimentos de alumínio, enchimentos de aço), aplicação de areia por jatos de areia versus areia de alimentação na saída da extrusora, material HDPE e LDPE virgem, resfriamento de areia usando tambor de resfriamento, e a adição de carbonato de cálcio como agente endurecedor.

[0228] A fonte de plástico de rejeito foi reciclada com plástico comisturado (grau zeladoria) picado e granulado até um tamanho de partícula menor que 3 mm como no Exemplo 1 e 2.

[0229] Foi usada uma extrusora Wenger X20 com uma faca rotativa tendo duas lâminas para o corte do extrudado para formar o agregado. Foram usados silos contendo o material de revestimento para capturar o produto.

[0230] O primeiro teste foi feito no molde com forma de estrela 12/6. Achamos que o molde 10/5 x 30 mm do Exemplo 2 teve um acabamento texturizado mais pronunciado.

[0231] Foi aplicada areia usando pistolas de jateamento.

[0232] Foi aplicado pó de serra à mão no ponto de saída da extrusora. A aplicação foi muito fácil e a poeira aderida.

[0233] Foram aplicados enchimentos de alumínio e aço usando um balde. Este material não aderiu bem ao extrudado quente. Foi aplicada pressão manual, que proporcionou uma ligação modesta a uma parte do material de revestimento.

[0234] O próximo molde testado foi o molde 4,5 mm x 6 portas x 70 mm úteis. Esse teste não teve sucesso. Não obtivemos nenhuma estabilidade tanto na variação do controle da velocidade como da temperatura. Ocorreu um constante crescendo, provocando um espalhamento, ao invés de o efeito de extrusão na cabeça do molde.

[0235] Então testamos o uso de um molde 12/6 x 30 mm com CaC03 misturado com o material plástico granulado comisturado. O extrudado mostrou boas características e o CaC03 revestiu bem com a areia sendo aplicada a mão.

[0236] O material de abastecimento foi então mudado para polietileno virgem de alta densidade (HDPE). O molde 12/6 x 30 mm foi usado. O produto foi extrudado com controle. Achamos que a expansão foi significativamente maior que a do plástico de rejeito comisturado.

[0237] Usamos então um molde de grau alimentar (molde 4,5mm tendo um curto comprimento útil de 5 mm) . O LDPE virgem foi usado como o material de abastecimento. O material foi difícil de controlar e o material teve uma consistência de farinha muito fina. Isso provocou um fluxo inconsistente pela extrusora, contribuindo para a falta de uniformidade.

[0238] Ajuste do molde # 1 - espaço 2,5 mm - backup 12 x 10 mm - espaço 5 mm - backup x 20 mm espaço 9 mm - final 6 x 4,5 mm, 3,5 mm útil - 1 x lâmina fixa

[0239] Os ajustes da extrusora foram os seguintes. Tabela 5 - Configuração da Extrusora.

[0240] A fusão total e o rejeito comisturado ocorreram em menos que 1 minuto com pressão uniforme e extrudado uniforme. O extrudado não estava quente o suficiente para obter a aderência ideal da areia e achamos que um maior comprimento útil fosse necessário para uma melhor textura superficial.

[0241] A densidade aparente da matéria prima foi 400 g/L.

[0242] Foi então investigado um segundo ajuste do molde.

[0243] Ajuste do molde #2 - espaço 2,5 mm - backup 1 x 20 mm - backup 12 x 10 mm - espaço 9 mm - Estrela 1 x 6 x 12 mm . 30 + 70 mm útil - 1 x lâmina fixa

[0244] Os ajustes da extrusora foram também ajustados aumentando as rotações por minuto (rpm) do alimentador, aumentando a taxa de alimentação e aumentando a pressão como mostrado na Tabela 5. Tabela 6. Configuração da Extrusora.

[0245] Usando essas condições, foram obtidos a fusão total e um extrudado uniforme e texturizado. Foi observada a boa aderência da areia à superfície quente texturizada.

[0246] O molde 12/6 x 30 mm desempenhou bem; entretanto, a texturização da superfície não foi pronunciada como para o 10/5 x 30 mm. É suposto que a diferente taxa de área aberta para a área da parede lateral afeta a reologia. O comprimento útil deve ser aproximadamente 4 5 mm no molde 12/6 para dar uma razão equivalente.

[0247] As pistolas de jato de areia foram montadas opostas diretamente. TA razão foi não danificar o macio agregado plástico extrudado pelo jateamento contra as paredes laterais do transportador pneumático. O jateamento de areia proporciona um alto grau de impacto de areia em uma ampla faixa de condições de operação.

[0248] O molde 4,5 mm com 70 mm útil não desempenhou bem. O problema foi identificado como o comprimento útil ser muito longo. Exemplo 4

[0249] O agregado plástico resultante do teste estabelecido do Exemplo 3 (isto é, 12/6 x 30 mm úteis com 4,5 mm x 6 portas x 70 mm úteis) foi usado no concreto e foi testada a resistência à compressão.

[0250] As amostras de concreto compreendendo agregado Greywacke (GW10) e areia PAP7 Kaipara, cimento Portland, água e sika e 2,5 kg do agregado plástico (PA) foram preparadas em quadruplicata com uma massa média de 3,08 kg.

[0251] Uma amostra foi submetida a um teste de compressão a 7 dias, a segunda amostra a 14 dias e a terceira amostra de quatro a 21 dias. Tabela 7 - Composição das amostras para testes

Tabela 8 Resultados dos testes de compressão em 7, 14 e 21 dias

[0252] As amostras de concreto contendo o agregado plástico deram resultados no teste de compressão de 22; 21,41 e 23,42 MPa a 7, 14 e 21 dias respectivamente como mostrado na Tabela 8 acima.

[0253] Onde foi feita a referência na descrição acima aos elementos ou inteiros tendo equivalentes conhecidos, então esses equivalentes são incluídos como se tivessem sido individualmente estabelecidos.

[0254] Apesar de a invenção ter sido descrita como exemplo e com relação a determinadas realizações, deve ser entendido que podem ser feitas modificações e/ou aperfeiçoamentos sem abandonar o escopo ou o espírito da invenção.

[0255] 2. Avaliando as propriedades de concreto que compreendem agregados moídos naturais e agregados plásticos.

[0256] Os seguintes exemplos demonstram a capacidade de dimensionar propriedades de concreto compreendendo o agregado plástico da invenção, controlando as propriedades do agregado plástico, por exemplo, usando aditivos e revestimentos. Esses exemplos envolvem a preparação de cilindros de concreto com ingredientes selecionados do grupo que compreende cimento, água, agregados com 20 mm ou 10 mm diâmetro, agregados plásticos da invenção (com diâmetros de 4, 8, 12/6 ou 15 mm), agregados Pap7, areia, uma combinação de agregado plástico e areia, um redutor de água e microssílica. Exemplo 5

[0257] Este exemplo demonstra a resistência à compressão e a densidade do concreto compreendendo os agregados plásticos da invenção comparados ao concreto padrão Atlas como controle.

[0258] As amostras de concreto compreendendo agregado plástico e os ingredientes como mostrado na Tabela 10 foram preparadas em triplicata (M2A, M2B e M2C) abaixo. O concreto de controle Atlas foi também preparado como mostrado na Tabela 9. Tabela 9 - Amostras de concreto preparadas.

Tabela 10 - Resultados do teste de resistência à compressão compreendendo agregado plástico quando comparado ao padrão Atlas.

[0259] Como mostrado na Tabela 10, a amostra de concreto 1 compreendendo o agregado plástico resultou em um concreto de menor resistência e densidade que o padrão Atlas usado como controle. Exemplo 6

[0260] Este exemplo mostra o efeito da adição de 5% CaC03 ao agregado plástico na fusão, na densidade e na resistência à compressão do concreto resultante produzido.

[0261] As amostras de concreto compreendendo agregado plástico, 5% CaC03 e os ingredientes como mostrados na Tabela 11, foram preparadas em triplicata (M3A, M3B e M3C). Tabela 11 - Amostras de concreto preparadas.

[0262] As propriedades do concreto padrão Atlas preparados no exemplo 5 foram comparadas às propriedades das amostras do concreto M3A-M3C preparadas neste exemplo. Tabela 12 - Resultados do teste de resistência à compressão para amostras de concreto compreendendo CaCO3 e agregado plástico quando comparadas ao padrão Atlas. Padrão Atlas (Controle) M3A M3B M3C

[0263] Como mostrado na Tabela 12, as amostras compreendendo CaC03 tiveram resistência e densidade comparáveis em 7 dias como o concreto padrão Atlas. Comparadas com as amostras M2A- M2C preparadas no Exemplo 5, essas amostras foram mais densas e tiveram uma maior resistência à compressão após 28 dias. Exemplo 7

[0264] Este exemplo mostra o efeito do uso do agregado plástico tratado com chama nas propriedades do concreto produzido.

[0265] As amostras de concreto compreendendo agregado plástico tratado com chama (M4) foram preparadas em duplicata (M4A e M4B) como mostrado na Tabela 13 abaixo. Foi também preparada outra amostra compreendendo agregado plástico tratado com chama (M5). Tabela 13 - Amostras de concreto preparadas.

Tabela 14 - Resultados do teste de resistência à compressão para amostras de concreto compreendendo agregado plástico tratado com chama quando comparado ao padrão Atlas.

[0266] Os resultados mostrados na Tabela 14 indicam que a amostra M4A tem uma menor resistência de 7 dias e de densidade que a do padrão Atlas.

[0267] Os resultados do teste de compressão na amostra M5 que compreende agregado seco com chama, assim como microssílica, mostra que essa amostra tem uma maior resistência à compressão que a padrão Atlas, e uma maior resistência à compressão que as outras amostras de agregado plástico M2B, M2C e M3B e M3C. Exemplo 8

[0268] Este exemplo mostra o efeito dos agregados plásticos com tratamento de chama, compreendendo 5% CaC03, no concreto resultante produzido.

[0269] As amostras de concreto compreendendo agregado plástico tratado com chama, 5% CaC03 e os ingredientes mostrados na Tabela 15, foram preparadas em triplicata (M6A, M6B e M6C). Tabela 15 - Amostras de concreto preparadas.

Tabela 16 - Resultados do teste de resistência à compressão para amostras de concreto compreendendo agregado plástico tratado com chama e CaC03 quando comparados ao padrão Atlas.

Exemplo 9

[0270] Este exemplo mostra as propriedades de concreto compreendendo agregados plásticos da invenção, que foram tratados com chama e revestidos com cinza volante. Este exemplo também mostra que ajustando o tamanho dos agregados plásticos e as quantidades de outros ingredientes na mistura de concreto, a resistência à compressão do concreto resultante pode ser dimensionada para diferentes aplicações.

[0271] Cinco amostras (M7-M11) de concreto compreendendo agregados plásticos revestidos com cinzas volantes e tratados com chama foram preparadas de acordo com a Tabela 17 abaixo.

[0272] As amostras M7 - M11 todas compreendem os agregados plásticos revestidos com cinzas volantes e tratados com chama da invenção. Tabela 17 - Amostras de concreto preparadas.

Tabela 18 - Resultados dos testes de resistência à compressão para amostras de concreto compreendendo agregados plásticos tratados com chama e revestidos por cinza volante da presente invenção.

[0273] Os resultados mostrados na Tabela 18 indicam que um concreto de alta resistência à compressão (M11) pode ser obtido incluindo uma mistura de diferentes dimensões de agregados plásticos na mistura de concreto.

[0274] Quando a superfície do agregado plástico foi modificada por tratamento com chama e revestimento com cinza volante, a resistência à compressão aumentou. Sem desejar ser limitado pela teoria, os inventores acreditam que o revestimento com cinzas volantes proporciona melhor ligação entre o agregado plástico e a parte de cimento. Exemplo 10

[0275] Este exemplo mostra que o concreto compreendendo agregados plásticos da presente invenção pode transportar uma carga após ser alcançado máximo estresse.

[0276] As amostras de concreto M9 e M11 foram preparadas de acordo com o exemplo anterior, e a resistência à compressão desses cilindros de concreto foi testada por 28 dias e 7 dias após a preparação, respectivamente.

[0277] Como mostrado na Figura 5, a resistência à compressão da amostra M11 foi de 23,5 MPa após 7 dias. A Figura 6 mostra que a resistência à compressão da amostra M9 foi de 29,48 MPa após 28 dias.

[0278] Ambas as Figuras 5 e 6 mostram que, uma vez atingido o estresse máximo, as amostras de concreto compreendendo o agregado plástico da invenção podem continuar a transportar a carga e não trincam. Isto, em contraste ao comportamento do concreto sem o agregado plástico (Figura 7). Exemplo 11

[0279] Este exemplo mostra que as propriedades do agregado plástico podem variar ajustando os parâmetros do processo.

[0280] A Tabela 19 mostra as dimensões, peso, o molde usado para a extrusão, revestimento, densidade específica, gravidade específica e energia superficial dos agregados plásticos. Tabela 19 - Exemplos de agregados produzidos por diferentes processos.

[0281] A Tabela 20 mostra algumas outras propriedades dos agregados plásticos, incluindo energia superficial, dureza, resistência à compressão, enchimento e textura superficial. Tabela 20 - Exemplos de agregados produzidos usando diferentes parâmetros de processo.

Claims (16)

1. Método para fazer um agregado plástico extrudado, para uso em um produto de concreto,o método caracterizado pelo fato de compreender: - prover um material plástico granulado de rejeito, - introduzir o material plástico granulado de rejeito em um extrusor tendo um molde, o molde tendo uma razão de área aberta do injetor do molde para a área útil do molde de 1:10 para 1:40, - extrudar o material plástico granulado de rejeito pelo extrusor para gerar um agregado plástico extrudado, - tratar o agregado plástico extrudado porrevestimento do agregado plástico com um auxílio de resfriamento controlado na forma de pó, para prover o agregado plástico extrudado para uso no produto de concreto, o agregado plástico extrudado sendo cortado para produzir um agregado plástico extrudado tendo um tamanho de 2 a 30 mm e uma textura superficial macroscopicamente áspera.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de um ou mais aditivos serem adicionados ao plástico granulado de rejeito durante a fusão.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de o um ou mais aditivos serem selecionados de areia, materiais pozolânicos, carbonato de cálcio, microssílica ou vidro.

4. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de o material pozolânico ser cinza volante.

5. Método, de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de o aditivo ser carbonato de cálcio.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o pó de auxílio de resfriamento controlado ser aplicado ao agregado plástico extrudado imediatamente após ou durante a saída do molde.

7. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o pó de auxílio de resfriamento controlado compreender areia, materiais pozolânicos, carbonato de cálcio, microssílica ou vidro.

8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o pó de auxílio de resfriamento controlado ser um material pozolânico.

9. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de o material pozolânico ser cinza volante.

10. Método, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo fato de compreender ainda a etapa de deixar uma camada do material pozolânico fundida na superfície do agregado plástico extrudado após o resfriamento.

11. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o agregado plástico extrudado ser resfriado por 1 a 10 minutos para produzir um agregado.

12. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o agregado plástico extrudado ser resfriado por 10 a 70 minutos para produzir um agregado.

13. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de compreender ainda a etapa de ainda resfriar o agregado plástico extrudado usando tanto ar e um pó de auxílio de resfriamento controlado.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de ter uma gravidade específica de 0,80 a 1,15.

15. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de o extrusor ser um extrusor de alimentos.

16. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de para um agregado com 20 mm, o agregado plástico extrudado compreender uma razão de área superficial para volume de 1:1 a 1,9:1.

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