ES2245232B1 - Elemento ceramico de construccion y su procedimiento de fabricacion. - Google Patents
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Abstract
Nuevos elementos cerámicos de construcción ligeros, aislantes y económicos, que presenta microcavidades uniformemente distribuidas y que están fabricados a partir de una mezcla base de lodos tóxicos, arcillas convencionales y agua. Procedimiento de fabricación de dichos nuevos elementos cerámicos de construcción, que comprende las etapas de: alimentación de lodos tóxicos, arcilla y agua a una amasadora; amasado de la mezcla producida; extrusión y corte en unidades; secado de las unidades; y cocción e inertización de las unidades para obtener elementos cerámicos de construcción. El término "lodo tóxico" significa lodo no inertizado resultante de procesos de gestión de residuos peligrosos procedentes de la industria, entendiendo el término "residuo peligroso" de acuerdo con la legislación comunitaria pertinente y, fundamentalmente, con la Decisión nº 2000/532/CE, de 3 de mayo de 2000, de la Comisión Europea.
Description
Elemento cerámico de construcción y su
procedimiento de fabricación.
La presente invención se refiere a nuevos
elementos cerámicos de construcción fabricados a partir de una
mezcla base de lodos tóxicos, arcillas convencionales y agua, y a
su procedimiento de fabricación.
La presente invención, por tanto, se incluye
principalmente en el ámbito de la construcción, aunque,
colateralmente, también afecta al ámbito de la recuperación de
residuos, ya que resuelve un problema medioambiental como es el
depósito de lodos tóxicos en vertederos.
Se conoce bien el procedimiento habitual de
fabricación de elementos cerámicos de construcción, que básicamente
consta de las etapas de alimentación de arcilla y agua a una
amasadora, amasado de la mezcla producida, extrusión y corte en
unidades, y secado y cocción de las unidades para obtener elementos
acabados.
Dichos elementos acabados así obtenidos tienen
propiedades de aislamiento reducidas y son pesados.
Con el fin de aligerar el material, así como de
incrementar sus propiedades de aislamiento, en algunos casos
específicos se incluye poliestireno expandido en la masa de arcilla
y agua, el cual se incinerará en la etapa de cocción formando
cavidades. Un problema del elemento cerámico de construcción así
fabricado es que se forman relativamente pocas cavidades, y además
de tamaño grande (macroscópico) y no uniformemente distribuidas.
Como consecuencia, la conductividad global del elemento cerámico
de construcción apenas disminuye.
Además, es conocido que la inclusión de
poliestireno expandido en la masa de arcilla y agua eleva
actualmente el coste del elemento cerámico de construcción
resultante.
Otro problema de la introducción de poliestireno
expandido en la mezcla de la materia prima del elemento cerámico
de construcción es la formación de pequeñas protuberancias
superficiales (llamadas escamaciones o eflorescencias), en
correspondencia con las cavidades producidas por la incineración
del poliestireno expandido durante la etapa de cocción, debido al
exceso de carbonato cálcico. Este efecto, aunque aparentemente no
influye en las características mecánicas de los elementos cerámicos
de construcción, desde el punto de vista estético es un
problema.
Por ello, la obtención de materiales cerámicos
de construcción que generen elementos ligeros y aislantes sigue
siendo un objetivo a conseguir.
Por otro lado, existe el problema de la
eliminación de lodos tóxicos procedentes principalmente de la
industria.
Actualmente, la mayoría de los lodos tóxicos se
depositan en vertederos, una vez que han sido sometidos a un
pretratamiento de secado e inertización. Sin embargo, no se evita
el problema de la formación de lixiviados debido a las aguas de las
lluvias, los cuales con el tiempo se filtran a través del suelo y
afloran en las proximidades de dichos vertederos. Para controlar
los lixiviados normalmente se instalan pequeñas depuradoras en las
cercanías de los vertederos.
Por lo tanto, utilizar inocuamente como materia
prima lodos tóxicos evitaría su depósito en vertederos y aliviaría
un gran problema medioambiental existente en la actualidad.
Un objeto de la invención es proporcionar un
elemento cerámico de construcción ligero, aislante y económico.
Este objeto se consigue mediante un elemento cerámico de
construcción que comprende como materia prima una mezcla que
incluye lodos tóxicos, arcilla y agua como componentes.
En esta memoria descriptiva, el término "lodo
tóxico" significa lodo no inertizado resultante de procesos de
gestión de residuos peligrosos procedentes de la industria,
entendiendo el término "residuo peligroso" de acuerdo con la
legislación comunitaria pertinente y, fundamentalmente, con la
Decisión nº 2000/532/CE, de 3 de mayo de 2000, de la Comisión
Europea.
Dicho elemento cerámico de construcción de
acuerdo con la invención es ligero, ya que la adición de lodos
tóxicos se realiza en sustitución de arcillas en la mezcla de
materia prima, lo que permite reducir proporcionalmente el peso del
elemento cerámico de construcción.
Dicho elemento cerámico de construcción de
acuerdo con la invención es un buen aislante tanto térmico como
acústico. Esta propiedad física se debe a las microcavidades que
presenta dicho elemento cerámico de construcción. En efecto, la
incorporación de los lodos tóxicos a la materia prima del elemento
cerámico de construcción produce, en la etapa de cocción, como
resultado de la incineración de los lodos tóxicos, unas cavidades
uniformemente distribuidas en el elemento cerámico de construcción
y no visibles a simple vista, necesitándose al menos una lupa para
detectarlas (denominadas por tanto microcavidades). Estas
microcavidades impiden el paso del calor y/o del sonido, y su
distribución espontáneamente uniforme proporciona al elemento
cerámico de construcción en su conjunto buenas propiedades de
aislamiento.
Incluso, se ha descubierto que las escamaciones
en dicho elemento cerámico de construcción de acuerdo con la
invención prácticamente se eliminan por completo, dependiendo de la
relación de componentes utilizada.
Otro objeto de la invención es un procedimiento
de fabricación del elemento cerámico de construcción de acuerdo con
la invención, en el que la etapa de alimentación incluye la
alimentación de lodos tóxicos.
Dicho procedimiento de fabricación además
inertiza dichos lodos tóxicos incorporados como materia prima del
elemento cerámico de construcción, debido a las altas temperaturas
que se alcanzan en la etapa de cocción de dicho procedimiento de
fabricación. Por ello, el elemento cerámico de construcción de
acuerdo con la invención queda inertizado y es a la postre
normalizadamente inocuo.
Además, el hecho de que se produzca esta
inertización durante dicho procedimiento de fabricación implica que
la industria que genera dichos lodos tóxicos elimina la necesidad
de someterlos a procesos destinados a tal intertización que, de
otro modo, son casi siempre obligados.
Así, dicho procedimiento de fabricación de un
elemento cerámico de construcción de acuerdo con la invención
comprende las etapas de: alimentación de lodos tóxicos, arcilla y
agua a una amasadora; amasado de la mezcla producida; extrusión y
corte en unidades; secado de las unidades; y cocción e inertización
de las unidades para obtener elementos cerámicos de
construcción.
Dichos lodos tóxicos se alimentan de los tres
modos siguientes, alternativamente o en combinación:
- independientemente, es decir, a la amasadora
llegarán lodos tóxicos por un lado y arcilla más agua (mezcladas o
por separado) por otro lado;
- mezclados con el agua, es decir, a la
amasadora llegará una mezcla de agua y lodos tóxicos por un lado y
arcilla por otro lado; y
- mezclados con la arcilla, es decir, a la
amasadora llegará agua por un lado y una mezcla seca de arcilla y
lodos tóxicos por otro lado.
Opcionalmente, dicho procedimiento de
fabricación de un elemento cerámico de construcción de acuerdo con
la invención incluye la alimentación de componentes adicionales,
por ejemplo cationes metálicos, que no son mecánicamente necesarios
pero que aportan al elemento cerámico de construcción propiedades
deseadas para una aplicación específica, así como componentes
fundentes, desengrasantes, quemantes, plastificantes, etc. de uso
habitual en la técnica.
Características y ventajas adicionales de la
presente invención se pondrán de manifiesto a partir de los
siguientes ejemplos de la misma, proporcionados puramente a modo de
ejemplo ilustrativo y no limitativo, haciendo referencia al dibujo
que se acompaña, en el que:
La figura 1 muestra un diagrama de bloques de un
proceso de gestión de residuos peligrosos de acuerdo con la
técnica anterior.
La figura 1 muestra un diagrama de bloques de un
proceso de gestión de residuos peligrosos de acuerdo con la
técnica anterior, en el que el residuo peligroso es sometido a un
pretratamiento que incluye el depósito en terrazas de dicho residuo
peligroso y el secado natural del mismo en depósitos de seguridad,
para dar como resultado un residuo pretratado todavía peligroso.
Posteriormente, dicho residuo pretratado es sometido a un
tratamiento físico-químico que incluye
precipitación, coagulación, neutralización de especies cargadas y
prensado, para lo cual las aguas pasan a través de diversos
depósitos en los que se van añadiendo sustancias tales como NaOH y
FeCl_{3}. Finalmente, el lodo tóxico entonces obtenido es
sometido a inertización, habitualmente por medio de
incineración.
El proceso de gestión de residuos peligrosos de
acuerdo con la técnica anterior, ilustrado en la figura 1, es
utilizado extensamente en la técnica y se entiende que es
innecesario explicarlo en más detalle.
En los siguientes ejemplos, el lodo tóxico
utilizado (denominado en lo sucesivo L2) es pues concretamente un
lodo tóxico denominado "lodo de tratamientos
físico-químicos que contiene sustancias
peligrosas" e identificado con el número 190205 según el CER
(Código Europeo de Residuos), procedente de un proceso convencional
de gestión de residuos peligrosos de acuerdo con la figura 1, del
sector de la industria cartonera.
En contraposición, en los siguientes ejemplos,
el lodo no tóxico utilizado (denominado en lo sucesivo L1) es
concretamente un lodo no tóxico denominado "lodo de destintado
procedente del reciclado de papel" e identificado con el número
030305 según el CER (Código Europeo de Residuos), procedente de un
proceso convencional de gestión de residuos, del sector de la
industria papelera.
Se ha de entender que tanto el proceso de
gestión de residuos peligrosos de acuerdo con la figura 1 del que
procede L2 como el sector industrial del que proviene L2 son
características que identifican específicamente L2 en los
siguientes ejemplos pero que la invención no está limitada a estas
características, abarcando la invención por tanto el uso de lodos
tóxicos diferentes de L2 procedentes de otros procesos de gestión
de residuos peligrosos y/o provenientes de otros sectores
industriales.
Además, salvo que explícitamente se indique lo
contrario, las cantidades se expresan como % en peso del peso total
de una mezcla resultante.
Ejemplo analítico
1
Este ejemplo analítico 1 comprende a su vez tres
ejemplos (1-A, 1-B y
1-Comparativo) que se refieren a la fabricación de
respectivos elementos cerámicos de prueba, análogos entre sí, cuyas
características dimensionales concretas se entienden irrelevantes
para los pretendidos fines de ilustración.
Por motivos de coherencia, las masas obtenidas
tras la etapa de amasado de cada uno de estos tres ejemplos
1-A, 1-B y
1-Comparativo son todas procesadas de acuerdo con
los mismos parámetros físicos, esto es, extrusionadas con cámara de
vacío y cortadas en unidades que son secadas en calor húmedo con un
programa de humedad relativa de 0 a 24% y que son posteriormente
cocidas con un programa de temperatura de 850ºC a 1.050ºC.
Ejemplo
1-A
L1 procedente de la industria papelera es
sometido a molienda. Seguidamente dicho L1 molido es alimentado a
una amasadora a la que también se alimentan simultáneamente arcilla
y agua en una relación de L1: 6,04%, Arcilla: 67,66%, Agua: 26,30%.
La masa así obtenida es procesada como se describió
anteriormente.
Ejemplo
1-B
Una amasadora es alimentada con arcilla y agua
en una relación de Arcilla: 77,20%, Agua: 22,80%. La masa así
obtenida es procesada como se describió anteriormente.
Ejemplo
1-Comparativo
(De acuerdo con la
invención)
L2 procedente de la industria cartonera es
sometido a molienda. Seguidamente dicho L2 molido es alimentado a
una amasadora a la que también se alimentan simultáneamente arcilla
y agua en una relación de L2: 5,20%, Arcilla: 68,10%, Agua: 26,70%.
La masa así obtenida es procesada como se describió
anteriormente.
Como se puede ver por las relaciones de
componentes mencionadas, se produjo un ahorro de arcilla de
aproximadamente un 9,2% en el ejemplo 1-Comparativo
con relación al ejemplo 1-B, similar al ahorro del
9,5% producido en el ejemplo 1-A con relación al
ejemplo 1-B.
En la etapa de cocción se observó un ahorro de
energía de alrededor de un 9% en el ejemplo
1-Comparativo con relación al ejemplo
1-B, similar al ahorro producido en el ejemplo
1-A con relación al ejemplo 1-B.
También se observó que el elemento cerámico de
prueba del ejemplo 1-Comparativo no mostraba
prácticamente escamaciones superficiales, similarmente al elemento
cerámico de prueba del ejemplo 1-A, frente al
ejemplo 1-B que sí mostraba escamaciones
superficiales.
Además se observó que las operaciones de corte
en la etapa de extrusión y corte producían cortes altamente limpios
(es decir, superficies de corte lisas, sin rebabas) en el ejemplo
1-Comparativo.
Este ejemplo 2 comprende a su vez dos ejemplos
esquemáticos (2-A y 2-Comparativo)
que ilustran respectivas modos de fabricar un elemento cerámico de
construcción que incluye lodo como materia prima. En concreto, se
fabrica un bloque de 7 cm, esto es, un bloque cuyas medidas
aproximadas son 300 mm x 190 mm x 70 mm. El peso aproximado de cada
bloque antes de la cocción es de 3.500 g.
Una mezcla que comprende 75% de arcilla (pura o
mezclada), 13% de L1 y 12% de agua es alimentada a una amasadora,
donde se amasa hasta obtener una masa homogénea.
A continuación dicha masa homogénea es sometida
a extrusión con cámara de vacío y cortada en unidades que se dejan
secar con calor húmedo y se cuecen a 1.200ºC.
Ejemplo
2-Comparativo
(De acuerdo con la
invención)
Una mezcla que comprende 75% de arcilla
micronizada (pura o mezclada), 15% de L2 y 10% de agua es
alimentada a una amasadora, donde se amasa hasta obtener una masa
homogénea.
A continuación dicha masa homogénea es sometida
a extrusión con cámara de vacío y cortada en unidades que se dejan
secar con calor húmedo y se cuecen a 1.200ºC.
Naturalmente, permaneciendo igual el principio
de la invención, los detalles de construcción y de fabricación se
pueden variar ampliamente con respecto a los descritos aquí
puramente a modo de ejemplo, sin por ello salir del alcance de la
invención.
Claims (9)
1. Elemento cerámico de construcción
caracterizado porque comprende lodos tóxicos, arcilla y agua
como materia prima y porque es inerte.
2. Elemento cerámico de construcción de acuerdo
con la reivindicación 1, caracterizado porque tiene
microcavidades.
3. Elemento cerámico de construcción de acuerdo
con la reivindicación 2, caracterizado porque dichas
microcavidades están uniformemente distribuidas en el volumen del
elemento cerámico de construcción.
4. Elemento cerámico de construcción de acuerdo
con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque comprende cationes metálicos como
materia prima.
5. Elemento cerámico de construcción de acuerdo
con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes,
caracterizado porque comprende una combinación de
componentes fundentes, desengrasantes, quemantes y/o plastificantes
como materia prima.
6. Procedimiento de fabricación del elemento
cerámico de construcción de acuerdo con las reivindicaciones
precedentes, caracterizado porque comprende las etapas de:
alimentación de lodos tóxicos, arcilla y agua a una amasadora;
amasado de la mezcla producida; extrusión y corte en unidades;
secado de dichas unidades; y cocción, con consiguiente inertización,
de dichas unidades.
7. Procedimiento de fabricación del elemento
cerámico de construcción de acuerdo con la reivindicación 6,
caracterizado porque dichos lodos tóxicos se alimentan de
los tres modos siguientes, alternativamente o en combinación:
- independientemente, es decir, a la amasadora
llegarán lodos tóxicos por un lado y arcilla más agua (mezcladas o
por separado) por otro lado;
- mezclados con el agua, es decir, a la
amasadora llegará una mezcla de agua y lodos tóxicos por un lado y
arcilla por otro lado; y
- mezclados con la arcilla, es decir, a la
amasadora llegará agua por un lado y una mezcla seca de arcilla y
lodos tóxicos por otro lado.
8. Procedimiento de fabricación del elemento
cerámico de construcción de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 6 ó 7, caracterizado porque comprende al
menos una etapa de adición de cationes metálicos.
9. Procedimiento de fabricación del elemento
cerámico de construcción de acuerdo con una cualquiera de las
reivindicaciones 6 a 8, caracterizado porque comprende al
menos una etapa de adición de componentes fundentes,
desengrasantes, quemantes y/o plastificantes.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200401258A ES2245232B1 (es) | 2004-05-25 | 2004-05-25 | Elemento ceramico de construccion y su procedimiento de fabricacion. |
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|---|---|---|---|
| ES200401258A ES2245232B1 (es) | 2004-05-25 | 2004-05-25 | Elemento ceramico de construccion y su procedimiento de fabricacion. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2245232A1 ES2245232A1 (es) | 2005-12-16 |
| ES2245232B1 true ES2245232B1 (es) | 2007-02-16 |
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|---|---|---|---|
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Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| ES (1) | ES2245232B1 (es) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2663257A1 (fr) * | 1990-06-13 | 1991-12-20 | Manchon Olivier | Procede de fabrication d'un materiau artificiel a partir de dechets, materiau artificiel obtenu et parpaings confectionnes avec ce materiau. |
| FR2867186B1 (fr) * | 2004-03-04 | 2006-10-06 | Valorisation Ceramique Du Pays | Procede de fabrication d'elements de construction incorporant des boues d'epuration |
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2004
- 2004-05-25 ES ES200401258A patent/ES2245232B1/es not_active Expired - Fee Related
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| ES2245232A1 (es) | 2005-12-16 |
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