ES2207172T3 - Procedimiento de fabricacion de un ligante hidraulico a base de anhidrita iii o alfa y ligante hidraulico asi obtenido. - Google Patents
Procedimiento de fabricacion de un ligante hidraulico a base de anhidrita iii o alfa y ligante hidraulico asi obtenido.Info
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Classifications
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B11/00—Calcium sulfate cements
- C04B11/05—Calcium sulfate cements obtaining anhydrite, e.g. Keene's cement
Abstract
Procedimiento de síntesis de un ligante hidráulico a base de sulfato de calcio natural (yeso) o de síntesis (sulfoyeso, fosfoyeso, titanoyeso) que consiste en calentar el sulfato de calcio para formar: - un ligante hidráulico que ejerce las funciones de cemento a base de anhidrita III o a, caracterizado porque contiene más de un 70% de anhidrita III o a estable y soluble y que consiste en realizar: - una fase de cocción, que ejerce la temperatura del yeso tratado de la temperatura ambiente a una temperatura comprendida entre 220ºC y 350ºC en función de las características del yeso tratado, - en someter el producto obtenido de esta manera a un templado térmico rápido bajando su temperatura de 220ºC-350ºC a menos de 80ºC en menos de dos minutos teniendo como objetivo la estabilización la anhidrita a por bloqueo y fijado cristalográfica.
Description
Procedimiento de fabricación de un ligante
hidráulico a base de anhidrita III o \alpha y ligante hidráulico
así obtenido.
La presente invención se refiere a un
procedimiento de tratamiento de una materia prima pulverulenta a
base de sulfato de calcio natural (yeso) o de síntesis (sulfoyeso,
fosfoyeso y otros subproductos del mismo tipo) con vistas a preparar
un nuevo ligante hidráulico que ejerce las funciones de cemento en
una gran proporción a base de anhidrita III o \alpha (\alpha en
la clasificación ASTM).
La invención se refiere también al producto
obtenido por el mencionado procedimiento y que ejerce las funciones
de cemento.
Los yesos se presentan en unas formas cristalinas
variadas y, a escala molecular, presentan una estructura hojosa en
la cual se alternan una capa de agua y dos capas de CaSO_{4}.
Los yesos son utilizados desde hace milenios para
la fabricación de escayolas que son uno de los materiales de
construcción más antiguos conocidos desde el 6º milenio antes de
Cristo.
En nuestros días, otras industrias utilizan el
yeso en particular:
- - para la fabricación de cementos (como regulador de fraguado),
- - para usos agrícolas,
- - en industrias diversas (químicas, papeleras, etc..).
Los usos más importantes se refieren a la
incorporación en la fabricación del cemento y de las escayolas por
deshidratación del yeso.
Si en la industria del cemento, el yeso es
incorporado en la cocción del clinquer y es sometido a una cocción
elevada, del orden de 1400ºC, en la fabricación de la escayola, el
principio esencial es la eliminación total o parcial del agua de
constitución del yeso, operación compleja que pone en acción unos
fenómenos de cristalización difíciles de controlar.
Varios tipos de procedimientos de tratamiento del
sulfato de calcio han sido propuestos para preparar escayola. En
particular, se saben preparar escayolas mejoradas (denominadas a
veces "escayolas \alpha") que, una vez endurecidas, presentan
unas características mecánicas notablemente más elevadas que las
correspondientes a las escayolas corrientes. Los fenómenos que se
producen durante los tratamientos son poco conocidos y se atribuyen
por lo general las mejoras de las prestaciones mecánicas a la
presencia de la anhidrita III o \alpha en los productos obtenidos,
sin que se conozca exactamente la proporción de esta variedad en
estos productos ni las condiciones que permiten obtenerla de forma
estable y reproducible: sólo existe en estado de trazas.
De forma tradicional, estas escayolas mejoradas
son fabricadas a partir de yeso sometiéndolo primero a una fase de
cocción por vía húmeda en autoclave, seguidamente a una fase de
secado en caliente mediante una corriente de aire caliente y seco.
La cocción se lleva a cabo en atmósfera de vapor saturante a una
presión del orden de 5 a 10 bares durante aproximadamente 10
horas.
Para intentar evitar los defectos de este
procedimiento tradicional de fabricación de la escayola mejorada
(ejecución extremadamente costosa, reproductibilidad dudosa), se
han propuesto otros procedimientos que, de hecho, intentan
reproducir las mismas condiciones que el procedimiento tradicional
(cocción por vía húmeda, seguida de un secado por aire caliente)
utilizando unos medios y unas tecnologías diferentes (patentes
FR-2.389.855, FR-2.445.940,
FR-2.572.721, US-2.269.580,
US-3.145.980).
El procedimiento de la invención ha sido
concebido partiendo de la siguiente observación, cuando un sulfato
de calcio es tratado de forma habitual para obtener "escayola
mejorada", el producto obtenido es de hecho una mezcla de formas
anhídridas (anhidrita \gamma) o hidratadas (semihidratadas,
bihidratadas,...). Los estudios del inventor han mostrado que esto
proviene esencialmente de dos factores. Inicialmente una cocción que
lleva a la anhidrita á pero también a otras formas, y sobre todo a
una evolución del producto después de la cocción, con una
transformación parcial del mismo en particular por rehidratación.
La idea esencial que ha llevado al procedimiento de la invención ha
sido realizar un producto final estable que contenga una proporción
ponderal de anhidrita \alpha mucho más elevada que la contenida
en las escayolas mejoradas conocidas y, para hacer esto, fijar la
estructura del compuesto obtenido al final de la cocción por
templado térmico. Se bloquea así de forma considerable la
transformación posterior de la anhidrita \alpha formada en la
cocción.
Según el documento PCT/FR96/00622, la operación
de templado es realizada preferentemente de manera que lleve la
materia calentada por la cocción a una temperatura inferior a 100ºC
en un tiempo comprendido entre 6 y 12 minutos. Esta operación puede
ser realizada con aire comprimido frío y seco, inyectado en varios
emplazamientos en la materia en movimiento, estando ajustado el
caudal de aire para obtener la velocidad de enfriado apropiada.
De todas formas, este templado no es
suficientemente eficaz para obtener una proporción de anhidrita III
o \alpha realmente determinante. Esta última solicitud de patente
de invención no permitía obtener un porcentaje muy elevado de
anhidrita III o \alpha, del orden del 90% y ello de manera que se
obtiene un ligante hidráulico que pueda ejercer la función de
cemento.
El procedimiento según la invención permite
obtener un producto de este tipo.
La invención tiene como objeto afinar el
procedimiento para obtener un porcentaje elevado de anhidrita III o
\alpha estable y soluble.
El procedimiento según la invención permite
transformar más del 90% del sulfato de calcio puro en anhidrita III
o \alpha.
Para ello, la presente invención se refiere a un
procedimiento de síntesis de un ligante hidráulico a base de
sulfato de calcio natural (yeso) o de síntesis (sulfoyeso,
fosfoyeso, titanoyeso, etc..), que consiste en calentar el sulfato
de calcio para formar:
- -
- un ligante hidráulico que ejerce las funciones de cemento a base de anhidrita III o \alpha caracterizado porque contiene más de 70% de anhidrita III o \alpha estable y soluble y que consiste en realizar:
- -
- una fase de cocción o templado térmico que lleva la temperatura del yeso tratado de la temperatura ambiente a una temperatura comprendida entre 220ºC y 350ºC dependiendo de las características del yeso tratado,
- -
- someter el producto obtenido de esta manera a un templado térmico rápido bajando su temperatura de 220ºC-350ºC a menos de 80ºC en menos de dos minutos con el fin de estabilizar la anhidrita \alpha por bloqueo y fijación cristalográfica. Según un modo de realización del procedimiento, la temperatura de calentamiento es de 300-310ºC.
Según un modo de realización preferido, la
temperatura del templado térmico está comprendida entre 40 y
50ºC.
Según un modo de realización preferido, la subida
de la temperatura se realiza entre 10 y 40 minutos, según la
naturaleza y la granulometría del yeso.
El yeso tratado contiene antes del tratamiento de
0 a 20% de agua, su granulometría está comprendida entre 0 y 30
mm.
Según un modo preferido, el yeso tratado
comprende del 5 al 15% de agua y su granulometría está comprendida
entre 0 y 10 mm.
Ligante hidráulico que ejerce las funciones de
cemento a base de anhidrita III o \alpha obtenido por el
procedimiento descrito más arriba, caracterizado porque contiene
más de 70% de anhidrita III o \alpha estable y soluble.
Ligante hidráulico que ejerce las funciones de
cemento a base de anhidrita III o \alpha obtenido por el
procedimiento descrito más arriba, caracterizado porque contiene
más de 90% de anhidrita III o \alpha estable o soluble.
Ligante hidráulico que ejerce las funciones de
cemento a base de anhidrita III o \alpha obtenido por el
procedimiento descrito más arriba, caracterizado porque la
resistencia mecánica es de
- 22 MPA a las 24 horas
- 30 MPA a los 8 días
- más de 40 MPA a los 14 días
La presente invención se refiere también a un
ligante hidráulico que ejerce las funciones de cemento obtenido por
la realización del procedimiento anterior.
El concepto inventivo esencial de la invención ha
sido por lo tanto el de aumentar la proporción de anhidrita
\alpha del producto, consistiendo el medio esencial utilizado en
limitar, mediante un enfriado rápido, la evolución del producto
después de la cocción. Para aumentar también esta proporción de
anhidrita \alpha, el inventor se ha también aplicado en optimizar
la operación de cocción de manera que se obtenga la cantidad mayor
posible de esta variedad al final de la cocción.
Así, sometido al calor, el yeso conduce a una
serie de productos hidratados o anhidros.
\newpage
Cerca de los 100ºC se obtienen los semihidratados
\alpha o \beta (según que se opere respectivamente bajo presión
de vapor de agua o al aire libre) según la siguiente reacción:
| CaSO_{4}, 2 H_{2}O | \longleftrightarrow | CASO_{4}, ½ H_{2}O + 3/2 H_{2}O | |
| monoclínico | romboédrico |
Cerca de los 300ºC se obtiene la anhidrita III o
anhidrita muy soluble pero muy inestable que se rehidrata
inmediatamente formando un semihidrato al contacto con el agua en
fase de vapor:
| CaSO_{4}, ½ H_{2}O | \longleftrightarrow | CaSO_{4} III (o \alpha) + ½ H_{2}O | |
| rombohédrico | hexagonal |
Cerca de los 300ºC para el semihidrato \alpha y
350ºC para el \beta, la anhidrita III (o \alpha) se transforma
en anhidrita II estable (sobrecocida):
| CaSO_{4} III (o \alpha) | \longleftrightarrow | CaSO_{4} II | |
| hexagonal | ortorrómbico |
La anhidrita III se rehidrata lentamente al
contacto con el agua líquida.
Cerca de los 1230ºC se produce una nueva reacción
de transformación.
| CaSO_{4}, II | \longleftrightarrow | CASO_{4} I | |
| ortorrómbico | cúbico de caras centradas |
La anhidrita CaSO_{4} I se rehidrata muy
difícilmente.
Por encima de los 1250ºC, se obtiene la
descomposición de la anhidrita I:
CaSO_{4}, \ I
\hskip0.5cm\longleftrightarrow
\hskip0.5cmCaO + SO_{2} + 1/2 \ H_{2}O
Las aplicaciones industriales actuales de la
escayola utilizan únicamente:
- - el semihidrato \alpha
- - el semihidrato \beta, y
- - la anhidrita II (insoluble o sobrecocida).
La anhidrita III o \alpha, que es el objeto de
la presente invención, no puede ser utilizada vista su gran
inestabilidad.
Se conocen por otra parte la diversidad de
escayolas empleadas en la construcción y sus numerosas debilidades
en cuanto a resistencia, comportamiento frente a la humedad,
enganchado sobre ciertos soportes, etc.
La presente invención se refiere a un ligante
hidráulico obtenido mediante un tratamiento térmico nuevo y
específico del yeso que comprende dos fases esenciales. La primera
denominada de deshidratación que permite la obtención de un
porcentaje elevado de anhidrita SO_{4}Ca III (o \alpha). La
segunda fase de enfriado brusco que provoca una cristalografía
"bloqueada" y que vuelve la anhidrita III o \alpha estable y
su uso posible.
Este enfriado brusco denominado templado térmico
en atmósfera seca no ha sido nunca practicado en la industria de
la escayola.
las escayolas industriales son obtenidas
únicamente por deshidratación y cocción de los yesos sin someterlos
a ningún enfriado térmico, lo que constituye el objeto principal de
la invención.
Las condiciones técnicas de este nuevo ligante
hidráulico objeto de la invención comprenden:
- 1º)
- Una fase de deshidratación que comprende una subida de la temperatura del yeso a tratar a baja humedad (de 3 a 15% de agua).
- La subida de la temperatura se realiza en un tiempo de 10 a 40 minutos para alcanzar una temperatura de 220 a 350ºC en función de la naturaleza del yeso, o más precisamente entre 300ºC y 310ºC.
- 2º)
- El enfriado brutal o templado térmico en atmósfera seca.
Este templado térmico o enfriado brusco nunca
antes previsto o utilizado en la industria del yeso, permite
estabilizar la anhidrita SO_{4}Ca III o \alpha, muy soluble y
bloquear su cristalización, obtenida mediante este choque térmico,
debiendo bajar, en menos de dos minutos, la temperatura de
220-350ºC a menos de 80ºC.
Gracias a un porcentaje elevado de anhidrita III
o \alpha estable y soluble (más del 70, incluso 90%), se obtiene
un ligante hidráulico destacable que compite ventajosamente con la
mayoría de los ligantes actuales.
Las características de este nuevo ligante
son:
- -
- su comportamiento frente al fuego: inflamabilidad clasificada en la categoría Mo según la norma NF P 92-507,
- -
- un fraguado excelente en agua de mar,
- -
- un enganchado destacable sobre cualquier soporte, y
- -
- su fraguado a una temperatura muy baja o muy elevada, etc.
Las aplicaciones industriales de este ligante son
interesantes para las industrias del cemento, del hormigón y de la
escayola, la inertización de desechos o subproductos industriales,
la fabricación de las mezclas con materiales que se combinan bien
con el sulfato de calcio, la realización del entorno en los países
en vías de desarrollo, etc..
La fabricación de este ligante hidráulico debe
recurrir a unas técnicas conocidas: cocción a baja temperatura (220
a 350ºC) y enfriado. Puede realizarse en instalaciones muy
simples.
Este ligante presenta, además de sus cualidades
técnicas, un interés:
- - económico,
- - de economía de energía,
- - ecológico: ninguna contaminación.
Después de la deshidratación completa, se obtiene
un porcentaje de más del 50% de anhidrita (SO_{4}Ca) III o
\alpha, incluso un 70 a un 80%, mientras que el enfriamiento
brusco provoca una cristalización de la anhidrita (SO_{4}Ca) III o
\alpha volviéndola estable y soluble y permitiendo su uso
industrial.
Las condiciones de realización siguientes parecen
proporcionar los mejores resultados. Se controla, previamente, la
proporción de humedad de la materia prima y se ajusta, en caso
necesario, esta proporción a un valor comprendido entre el 12% y el
20%; la operación de cocción es entonces realizada llevando la
materia pulverulenta a temperatura, calentando el conjunto en unas
condiciones apropiadas para elevar la temperatura de los gases, que
están encima del lecho de materia, a unos valores comprendidos entre
350 y 550ºC, y llevando la temperatura media en el interior de la
materia a un valores superiores a los 220ºC e inferiores a 350ºC.
El calentamiento puede por ejemplo ser realizado mediante radiantes
infrarrojos dispuestos encima del lecho de la materia, regulando la
potencia de emisión de los mencionados radiantes correlativamente
con la duración de la exposición de la materia.
Una explicación posible de los mejores resultados
obtenidos gracias a estas condiciones operatorias es la
siguiente.
La temperatura de 220-350ºC en el
núcleo del lecho de materia es ideal para producir la anhidrita
\alpha en ausencia de otras variedades. El vapor de agua
extraído se escapa por encima del lecho de materia en una atmósfera
más caliente cuya temperatura es superior a su punto crítico
(365ºC). Alcanza muy rápidamente el estado supercrítico lo que
evita o limita una rehidratación y una evolución en superficie de la
materia del tal manera que al término de la cocción, la proporción
de anhidrita \alpha es muy elevada (sin que sea posible dar una
proporciones precisas puesto que unas muestras antes del enfriado
evolucionan inmediatamente).
La reacción de transformación exotérmica de la
anhidrita \alpha en basanita es bloqueada rápidamente por el
enfriado que estabiliza la anhidrita \alpha. Además, parece ser
que el enfriado bloquea completamente la evolución de la anhidrita
\alpha en escayola basanita que sólo se encuentra en estado de
trazas en el producto final (contrariamente a los ligantes
conocidos que comprenden una alta proporción de esta variedad).
Así, el producto obtenido por fraguado del
ligante de acuerdo con la invención prevista más arriba (sin
carga), ha sido sometido a unos test de inflamabilidad según la
norma NF P 92-507 (probetas de 0,30 m/0,40 m
sometidas a una radiación de una fuente de calor constante). La
determinación de los cuatro índices previstos en esta norma (índice
de inflamación, índice de desarrollo, índice de longitud máxima de
la llama, índice de combustibilidad) ha permitido clasificar el
producto en la categoría de mayores prestaciones MO de las seis
categorías previstas por la norma.
Además, ensayos de resistencia, según la norma,
han dado los siguientes resultados:
\newpage
- - resistencia a la compresión: 40 MPA, y
- - resistencia a la flexión: 10 MPA.
Además, ensayos cualitativos en situación de
inmersión han mostrado que el producto mantiene unas buenas
cualidades de resistencia en esta situación.
El estudio descrito a continuación de la
deshidratación del sulfato de calcio ha permitido perfeccionar el
procedimiento según la invención para obtener un verdadero ligante
hidráulico que ejerza las funciones de cemento.
Los dibujos adjuntos se dan a título de ejemplos
indicativos, y no limitativos. Representan un modo de realización
preferido según la invención. Permitirán comprender fácilmente la
invención.
La figura 1 es una curva de deshidratación
térmica del yeso.
La figura 2 representa una red de Doehlert en dos
dimensiones.
La figura 3 representa un pavimentado del espacio
uniforme.
La figura 4 representa una red uniforme de
Doehlert en tres dimensiones.
La figura 5 es una vista que pone en evidencia la
superposición de los espectros de rayos X.
El estudio trata del tratamiento de un material
pulverulento a base de sulfato de calcio con vistas a la
fabricación de un nuevo ligante hidráulico, que tiene unas
características interesantes que se refieren a la velocidad de
fraguado, y ciertas propiedades físicas (conductividad térmica,
resistencia mecánica, aislamiento acústico, etc..).
Este procedimiento consiste en combinar dos tipos
de tratamientos sucesivos:
- -
- calentar el material pulverulento a una temperatura comprendida entre 220 y 350ºC, con la finalidad de formar anhidrita \alpha (o anhidrita III) (ver figura 1).
- -
- someter la materia calentada de esta manera, a un templado térmico con vistas a estabilizar esta fase metaestable. Así su evolución a otras variedades cristalográficas será bloqueada y evitada la rehidratación en basanita, fase principal de la escayola.
- -
- Han sido realizados, de forma empírica, numerosos experimentos sobre yesos naturales pero también sobre fosfoyesos, titanoyesos, boroyesos y desulfoyesos.
De todas formas, el inventor ha recurrido a la
planificación de los experimentos con la finalidad de determinar la
influencia de los factores susceptibles de intervenir en la
formación de la fase anhidrita \alpha y limitar el número de
manipulaciones.
Se ha por lo tanto hecho variar la temperatura,
de 280 a 320ºC, la duración del escalón de 10 minutos a 70 minutos,
y se ha operado con tres franjas granulométricas: <80;
80-100; 100-200 \mum.
La metodología de los planes de experimentación,
basada en una aproximación matemática y estadística, pasa por la
creación de un modelo del fenómeno a partir de un polinomio escrito
en variables codificadas adimensionales. A cada una de estas
variables anotadas como X_{i} corresponde a una variable natural
U_{i} según la ecuación:
U^{n}_{i} = U^{o}_{i} +
X^{n}_{i} \times \Delta
U_{i}
en
donde
i= el factor
U^{n}_{i}= valor de la variable natural i para
el experimento a
U^{o}_{i}= valor de la variable natural i en el
centro del marco experimental
U^{o}_{i} =
\left[U^{(+1)}_{i} +
U^{(-1)}_{i}\right]/2
X^{a}_{i}= valor de la variable codificada i
para el experimento a
\DeltaU_{i} = paso de variación de la
variable natural i:
\Delta U^{o}_{i} =
\left[U^{(+1)}_{i} - U^{(-1)}_{i}\right]
/2
En el marco de la elaboración de este nuevo
ligante hidráulico, la estrategia es la utilización de una red
uniforme de Doehlert, estrategia que permite estimar (por la ley de
los menores cuadrados) los coeficientes de un modelo polinómico.
En efecto, en un espacio codificado [¨(-1) (+1)]
para las variables estudiadas, la ecuación general es la
siguiente:
Con
y = respuesta medida (parámetro de salida)
b_{0}= valor medio de la respuesta
b_{i} = efecto principal de la variable i
b_{ii}= efecto cuadrado de la variable i
b_{ij}= efecto de interacción entre las
variables i y j
En el caso de las dos variables se han
representado en la figura 3 los siete experimentos realizados
distribuidos según un hexágono regular centrado inscrito en un
circulo de radio 1.
Siendo las dos variables la temperatura (280 a
320ºC) y el tiempo (10 a 70 min), la matriz del experimento (en
variables codificadas) y el plano de experimentación (en variables
naturales) se dan en la tabla 1.
Este modelo se caracteriza por lo tanto por cinco
valores de la temperatura y 3 niveles de tiempo.
Por ejemplo, para la temperatura se tiene:
U_{1}^{o}=(320+280)/2=300^{o}C
\ con \ U_{1}^{(-1)}=280^{o}C \
U_{1}^{(+1)}=320^{o}C
\Delta
U_{i}=(320+280)/2=20^{o}C \ y \
X_{i}=0,5
Esta estrategia tiene dos ventajas
- -
- en efecto si, después de la realización de los siete experimentos del 1^{er} hexágono centrado representado en la figura 4, sólo cuatro resultados (porcentaje de anhidrito \alpha, representado con trazo grueso en la figura 4) son interesantes, únicamente son necesarias tres manipulaciones para construir el segundo hexágono regular centrado. Una misma aproximación permitiría construir un tercer hexágono. Así se realiza el pavimentado del espacio de forma uniforme y se definen las condiciones óptimas de obtención de anhidrita \alpha,
- -
- por otra parte, para estudiar la influencia de un tercer factor (por ejemplo la granulometría) serán necesarios solamente seis experimentos suplementarios (tres de granularidades superiores a la utilizada para la realización de los siete primeros ensayos y de tres granularidades inferiores, esto de manera simétrica).
Así la representación en tres dimensiones de la
red uniforme de Doehlert se realiza mediante una esfera centrada
con el hexágono en el plano ecuatorial. Se caracteriza entonces por
cinco valores de la temperatura, siete niveles temporales y tres
franjas granulométricas (ver figura 5).
La planificación de los experimentos permitirá
por lo tanto limitar de manera considerable el número de
manipulaciones. La matriz de los experimentos, el plan de
experimentación y los resultaos se dan en la tabla 2.
A partir de un yeso natural, el inventor ha
realizado las trece manipulaciones determinadas en el plan de
experimentación y éstas han sido representadas en la figura 5.
El análisis térmico ponderal (A.T.P.) y la
entalpía diferencial (D.S.C.) han permitido determinar el
porcentaje de la anhidrita \alpha. La difractometría de los rayos
X ha permitido evidenciar las fases en presencia, y distinguir dos
variedades de CaSO_{4} \alpha que se denominarán \alpha_{1} y
\alpha_{2} (ver la figura 6).
Los resultados se indican en la tabla 2
siguiente:
(Tabla pasa a página
siguiente)
Como muestran las manipulaciones nº 13, nº 3 y nº
9, los mejores porcentajes de anhidrita \alpha (\neq90%) son
obtenidos para una temperatura de calentamiento entre 300 y 310ºC.
También se ha visto que a estos buenos resultados corresponden las
temperaturas mínimas de la reacción endotérmica de la basanita
(110ºC en el caso del experimento nº 13).
La figura 6 permite poner en evidencia de forma
cualitativa y semicuantitativa las fases en presencia en los
productos tratados. En efecto si, el producto tratado es una mezcla
de anhidrita \alpha_{1} y de basanita, la línea espectral a 2.80
\ring{A} es la que tiene un 100% de intensidad.
Por el contrario, la presencia notable de la
anhidrita \alpha_{2} en el producto provoca el aumento de la
línea espectral a 3.49 \ring{A} que pasa entonces al 100% de
intensidad, y la aparición cada vez más clara de la línea espectral
a 2.85 \ring{A} de la anhidrita \alpha_{2}. Al mismo tiempo la
intensidad relativa de las líneas espectrales a 6.02, 3.01 y 2.80
\ring{A} disminuye. Así, la observación de la superposición de
los espectros de rayos X muestra un aumento de la proporción de la
fase anhidrita \alpha_{2} con la temperatura en una mezcla de
anhidrita \alpha_{1} y basanita.
Así la invención descrita permite la obtención de
un producto, verdadero ligante hidráulico, que contiene más del 70%
de anhidrita \alpha (incluso del 80 al 90%) estable y soluble y
cuyas características son sorprendentes:
- - fraguado rápido: en tres minutos
- - acelerador de fraguado
- - resistencias mecánicas elevadas (35 MPA a los 7 días)
- - aislamiento térmico y acústico
- - tratamientos de los residuos industriales: inertizado o resistencias
- - recubrimiento de fachadas
- - chapas de las edificaciones
- - prefabricado de casas unifamiliares, etc.
Este ligante hidráulico presenta, además de sus
cualidades técnicas, un interés:
- - económico
- - de ahorro de energía,
- - ecológico: ninguna contaminación.
El procedimiento según la invención permite por
lo tanto transformar más del 90% del sulfato de calcio puro en
anhidrita III o \alpha.
En todo yeso, hay sulfato de calcio puro e
impurezas.
Según la pureza del sulfato de calcio, se
obtienen diferentes tipos de cemento.
Sean cuales sean los productos acabados, el nuevo
ligante comprende menos de un 10% de "escayola".
Claims (9)
1. Procedimiento de síntesis de un ligante
hidráulico a base de sulfato de calcio natural (yeso) o de síntesis
(sulfoyeso, fosfoyeso,titanoyeso) que consiste en calentar el
sulfato de calcio para formar:
- -
- un ligante hidráulico que ejerce las funciones de cemento a base de anhidrita III o \alpha, caracterizado porque contiene más de un 70% de anhidrita III o \alpha estable y soluble y que consiste en realizar:
- -
- una fase de cocción, que ejerce la temperatura del yeso tratado de la temperatura ambiente a una temperatura comprendida entre 220ºC y 350ºC en función de las características del yeso tratado,
- -
- en someter el producto obtenido de esta manera a un templado térmico rápido bajando su temperatura de 220ºC-350ºC a menos de 80ºC en menos de dos minutos teniendo como objetivo la estabilización la anhidrita \alpha por bloqueo y fijado cristalográfica.
2. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la temperatura de calentamiento es de
300-310ºC.
3. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la temperatura de templado térmico está
comprendida entre 40ºC y 50ºC.
4. Procedimiento según la reivindicación 1,
caracterizado porque la subida de la temperatura se produce
en un tiempo de 10 a 40 minutos, según la naturaleza y la
granulometría del yeso.
5. Procedimiento según la reivindicación 4,
caracterizado porque el yeso tratado comprende antes del
tratamiento de 0 a 20% de agua, su granulometría está comprendida
entre 0 y 30 mm.
6. Procedimiento según la reivindicación 5,
caracterizado porque el yeso tratado comprende de 5 a 15% de
agua y su granulometría está comprendida entre 0 y 10 mm.
7. Ligante hidráulico que ejerce las funciones de
cemento a base de anhidrita III o \alpha, obtenido mediante el
procedimiento descrito más arriba según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque contiene más del
70% de anhidrita III o \alpha estable y soluble.
8. Ligante hidráulico que ejerce las funciones de
cemento a base de anhidrita III o \alpha obtenido mediante el
procedimiento descrito más arriba según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque contiene más de
90% de anhidrita III o \alpha estable o soluble.
9. Ligante que ejerce las funciones de cemento a
base de anhidrita III o \alpha obtenido mediante el procedimiento
descrito más arriba según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6,
caracterizado porque la resistencia mecánica es de
- 22 MPA a las 24 horas
- 30 MPA a los 8 días
- más de 40 MPA a los 14 días.
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