ES2266711T5 - Aglutinante hidráulico - Google Patents
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Description
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DESCRIPCION
Aglutinante hidraulico
La invention se refiere a un aglutinante hidraulico con el componente principal cemento al que se ha anadido sulfato de hierro (II) para la reduction del cromato as^ como a un reductor de cromato y a su uso.
El cemento se aplica en la industria de materiales de construction en forma de aglutinante hidraulico finamente molido para la fabrication de hormigon, mortero, piedras de hormigon y piezas terminadas. En el procesamiento del cemento es desventajoso que este debido a su contenido de cromato puede originar alergia y producir eczemas. Aqu en particular el cromato soluble es la causa de las reacciones alergicas.
Es conocido el uso de sulfato de hierro (II) como reductor del cromato (VI) que se encuentra en el cemento en forma de trazas. El sulfato de hierro (II) reduce el cromo (VI) soluble a cromo (III) insoluble. De esta manera pueden evitarse deterioros de la salud. El uso de sulfato de hierro (II) como aditivo en el cemento para la reduccion de cromato esta descrita por ejemplo en los documentos DE 19744035 A1 y EP 1314706 A2. En Manns, W.; Laskowski, Ch.: Eisen(II)sulfat als Zusatz zur Chromatreduzierung in BE-Z: Beton, H. 2/1999, pags. 78-85, se trata la misma problematica.
Fundamentalmente, se debe constatar que la capacidad de reaction del sulfato de hierro (II) en el cemento decrece al aumentar la duracion del almacenamiento o el envejecimiento. La capacidad de almacenamiento habitual del cemento con bajo contenido de cromato es de tres hasta un maximo de seis meses. Al pasar la fecha de caducidad en realidad el cemento ya no debena usarse porque entonces la proportion de cromato en el cemento se encuentra por encima del valor legalmente permitido de 2 ppm.
Tambien debe indicarse que el uso del sulfato de hierro (II) en particular si este se elabora de forma costosa antes de anadirlo al cemento tiene consecuencias desventajosas en los costes del aglutinante hidraulico.
Por ello, la invencion se basa en el objetivo de presentar partiendo del estado de la tecnica un aglutinante hidraulico al menos equivalente desde el punto de vista de la aplicacion tecnica pero mas ventajoso desde el punto de vista de los costes con bajo contenido de cromato con una alta resistencia frente al almacenamiento o al envejecimiento, asf como un reductor de cromato mejorado para su aplicacion practica y su uso.
Se logra la parte del objetivo que se refiere al aglutinante hidraulico como expone la reivindicacion 1. El reductor de cromato segun la invencion esta caracterizado en la reivindicacion 14. La reivindicacion 17 se refiere al uso del reductor de cromato segun la invencion.
Segun la invencion se aplica un reductor de cromato que contiene dos componentes de sulfato de hierro (II). El primer componente esta compuesto por una sal de filtrado de la fabricacion del dioxido de titanio, a la que se ha anadido un regulador de la acidez mineral. El segundo componente es caparrosa verde.
La caparrosa verde humeda (heptahidrato de sulfato de hierro (II)) se produce como residuo o producto secundario en diversos procesos industriales, por ejemplo en la fabricacion del dioxido de titanio a partir del mineral de titanio. En la fabricacion de dioxido de titanio mediante el procedimiento del sulfato se desintegra el mineral de titanio finamente molido con acido sulfurico concentrado. El dioxido de hierro presente en el mineral reacciona formando sulfato de hierro, el mineral de titanio forma sulfato de titanio. Se lleva a cabo la separation del sulfato de hierro del sulfato de titanio por cristalizacion. Debido a la mayor hidrosolubilidad el sulfato de hierro cristaliza formando sulfato de hierro (II) verde y puede separarse. Esta llamada caparrosa verde (heptahidrato de sulfato de hierro (II)), de esta manera, es un producto residual de la fabricacion de dioxido de titanio. Es de consistencia humeda, pero posee las mismas propiedades qrnmicas que el sulfato de hierro (II) seco, molido y preparado, en particular en cuanto a la reduccion del cromato (VI). La caparrosa verde es en este sentido considerablemente mas economica. Lo mismo vale para la sal de filtrado de la fabricacion de dioxido de titanio. En este caso se trata de un monohidrato de sulfato de hierro (II). Como este sin embargo contiene una proporcion muy alta de acido sulfurico segun la invencion se reduce el contenido de acido de la sal de filtrado. Para esto, se usa un regulador mineral de la acidez que preferentemente se mezcla con la sal de filtrado. El regulador de la acidez tiene la funcion adicional de mejorar las propiedades reologicas del aglutinante hidraulico.
Preferentemente como regulador mineral de la acidez se aplica piedra caliza molida como lo preve la reivindicacion 3. Se anade la piedra caliza a la sal de filtrado en una cantidad de entre el 3 % en peso y el 18 % en peso, en particular de entre el 5% en peso y el 15 % en peso (reivindicacion 3). La piedra caliza molida, a este respecto, debena poseer un tamano de partfcula de 0 mm a 2 mm.
Se mezclan el primer componente de sulfato de hierro (II) y el segundo componente de sulfato de hierro (II) en una relation de 1:1 a 1:5. Adicionalmente se anade un material portador inerte.
Mediante el mezclado del primer componente de sulfato de hierro (II) y el segundo componente de sulfato de hierro (II) y el material portador se obtiene un producto suelto. El material portador dentro de la mezcla desempena la funcion de secado y de tampon o regulador de la humedad. El efecto de secado y de tampon del material portador garantiza un ajuste optimo de la mezcla. Se evita la oxidation por el oxfgeno del aire asf como la formation de grumos. No es necesaria una
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elaboracion o un secado costosos de la caparrosa verde/sal de filtrado antes de su procesamiento. El material portador adopta la funcion de la regulacion de la humedad.
En el aglutinante hidraulico segun la invencion el cromato danino esta reducido eficazmente. El aglutinante posee una alta resistencia frente al almacenamiento y al envejecimiento. Ademas es economico porque se usan componentes de sulfato de hierro (II) de productos residuales de la industria.
Segun las caractensticas de la reivindicacion 4 a la mezcla del reductor de cromato y del material portador puede anadirse una sustancia hidrofoba en forma de alcoholes polimericos. Esta medida contribuye al aumento de la estabilidad del aglutinante hidraulico en el almacenamiento.
Los alcoholes polimericos se anaden a la mezcla de los reductores de cromato compuesta por dos componentes de sulfato de hierro(II) y del material portador. La adicion del alcohol polimerico conduce a que en particular el sulfato de hierro(II) posea una menor afinidad por la humedad o por el agua y se disuelva menos en esta o se pueda humedecer menos. El sulfato de hierro (II) esta casi envuelto por los alcoholes polimericos de manera que su caracter acido se conserva por mas tiempo. En particular asf se disminuye la reaccion con el cemento basico la que conducina a una neutralizacion del efecto acido. De esta manera el sulfato de hierro (II) conserva durante mas tiempo sus propiedades reductoras del cromo.
De forma ventajosa los alcoholes polimericos estan basados en material sintetico o en celulosa, en particular en forma de partfculas o en forma lfquida, como lo preve la reivindicacion 5.
Un siloxano se considera una sustancia hidrofoba especialmente buena en la practica (reivindicacion 6). En particular es muy apropiado un poli(metilhidrogeno)siloxano poco viscoso con grupos terminales de trimetilsilileno.
En el uso de siloxano para hidrofobizar la mezcla resultan ventajosas una rapida formacion de la estructura reticulada de la resina de silicona, la falta de volatilidad y la baja liberacion de alcohol en la reduccion, de manera que tambien presente una buena eficacia en un entorno con alta succion.
La proporcion de la sustancia hidrofoba, es decir de los alcoholes polimericos, en la mezcla del reductor de cromato y del material portador inerte se encuentra convenientemente entre el 0,5 % en peso y el 10 % en peso, preferentemente entre el 1 % en peso y el 5 % en peso, respecto a la cantidad de la mezcla.
Como materiales portadores inertes pueden aplicarse sustratos de partfculas finas o sustratos pulverulentos con gran estructura de superficie que presenten propiedades higroscopicas, es decir que absorban humedad y tambien puedan ceder humedad. Si a la mezcla se anade una sustancia hidrofoba se combinan las propiedades hidrofobas de los alcoholes polimericos y las propiedades higroscopicas del material portador.
Segun la reivindicacion 7 se considera un material portador especialmente bueno un gel de sflice. El gel de sflice es un acido silfcico solido amorfo cuyo uso es fundamentalmente conocido como adsorbente para gases, vapores y lfquidos. Puede producirse con diferentes tamanos de poros de penetracion. El gel de sflice absorbe humedad en su gran superficie interna, que puede ascender a hasta 800 m2/g.
Tambien puede usarse alumina, en particular alumina activada como material portador segun la reivindicacion 8. La alumina activada es oxido de aluminio (AhOa) activado. Se trata de un mineral arcilloso natural (bentonita) en forma de migajas con propiedades de adsorcion de humedad similares a las del gel de sflice.
En ensayos practicos se demostro que tambien la arena seca con un granulado de entre 0,1 mm y 0,4 mm, posee muy buenas propiedades como material portador en la mezcla (reivindicacion 9).
Otro material portador alternativo esta expuesto en la reivindicacion 10, ya que el polvo de catalizador tambien tiene buenas propiedades como material portador. A este respecto se trata de polvos de catalizador de procesos de Claus, es decir de procesos de eliminacion de azufre en particular en refinerfas de petroleo y de gas natural. Estos polvos se usan dentro de la mezcla como material portador. De esta manera otro producto residual de la industria puede conducirse de forma inteligente hacia un procesamiento posterior. El polvo de catalizador de procesos de Claus tambien destaca por una gran superficie interna y una buena capacidad de adsorcion de la humedad.
La proporcion de material portador respecto a la cantidad de reductor de cromato segun las caractensticas de la reivindicacion 11 se encuentra entre el 5 % en peso y el 15 % en peso, en particular en aproximadamente el 10 % en peso. En estas proporciones se logra de forma fiable la funcion del material portador como tampon o regulador de la humedad.
Finalmente, segun la reivindicacion 12 esta previsto que se anada la mezcla de reductor de cromato y material portador al aglutinante hidraulico en una cantidad de entre el 0,01 % en peso y el 5,0% en peso, en particular de entre el 0,2 % en peso y el 1 % en peso (reivindicacion 13) respecto a la cantidad de cemento. De esta manera puede generarse una reduccion eficaz del contenido de cromato hasta un valor inferior a los valores lfmite por encima de los cuales el contenido es considerado peligroso para la salud.
El reductor de cromato segun la invencion para la reduccion de contenidos de cromato hidrosoluble en cemento esta compuesto por una mezcla de sal de filtrado de la fabricacion de dioxido de titanio (monohidrato de sulfato de hierro (II)), asf como por caparrosa verde (heptahidrato de sulfato de hierro (II)) y por un regulador mineral de la acidez como lo preve la reivindicacion 14. En principio pueden mezclarse los componentes del reductor de cromato en cualquier orden.
5 Como ya se explico anteriormente como regulador mineral de la acidez dentro del marco de la invencion segun la reivindicacion 15 puede aplicarse piedra caliza molida. El regulador mineral de la acidez se anade al reductor de cromato en una cantidad de entre el 3 % en peso y el 18 % en peso, preferentemente de entre el 5 % en peso y el 15 % en peso respecto a la cantidad de sal de filtrado (monohidrato de sulfato de hierro (II)) (reivindicacion 16). En ensayos practicos se lograron buenos resultados con un reductor de cromato en el que la sal de filtrado y la caparrosa verde estan mezcladas 10 en una relacion de 1:1 a 1:5 con adicion del regulador mineral de la acidez como lo preve la reivindicacion 17.
Claims (17)
- 51015202530354045REIVINDICACIONES1. Aglutinante hidraulico que como componente principal contiene cemento al que se anade una mezcla de un reductor de cromato y un material portador, caracterizado porque el reductor de cromato contiene dos componentes de sulfato de hierro (II), en el que el primer componente se compone de sal de filtrado de la fabricacion de dioxido de titanio, a la que se ha anadido un regulador mineral de la acidez, y el segundo componente es caparrosa verde, estando mezclados el primer componente y el segundo componente en una proporcion de 1:1 a 1:5.
- 2. Aglutinante hidraulico segun la reivindicacion 1, caracterizado porque el regulador mineral de la acidez es piedra caliza molida.
- 3. Aglutinante hidraulico segun una de las reivindicaciones 1 a 2, caracterizado porque el regulador mineral de la acidez se anade en una cantidad de entre el 3,0 % en peso y el 18 % en peso, respecto a la cantidad de sal de filtrado.
- 4. Aglutinante hidraulico segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque a la mezcla se ha anadido una sustancia hidrofoba, en forma de alcoholes polimericos.
- 5. Aglutinante hidraulico segun la reivindicacion 4, caracterizado porque los alcoholes polimericos estan basados en plastico o en celulosa, en forma de partfculas o lfquida.
- 6. Aglutinante hidraulico segun una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque a la mezcla se ha anadido una sustancia hidrofoba, en forma de siloxano.
- 7. Aglutinante hidraulico segun una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el material portador es un gel de sflice.
- 8. Aglutinante hidraulico, segun una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el material portador es una alumina.
- 9. Aglutinante hidraulico segun una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el material portador es una arena seca, con un granulado de entre 0,1 mm y 0,4 mm.
- 10. Aglutinante hidraulico segun una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque el material portador es un polvo de catalizador de procesos de Claus.
- 11. Aglutinante hidraulico segun una de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque la mezcla contiene material portador en una cantidad de entre el 5 % en peso y el 15 % en peso, respecto a la cantidad de reductor de cromato.
- 12. Aglutinante hidraulico segun una de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque la mezcla se anade en una cantidad de entre el 0,01 % en peso y el 5,0 % en peso, respecto a la cantidad de cemento.
- 13. Aglutinante hidraulico segun la reivindicacion 12, caracterizado porque la mezcla se anade en una cantidad de entre el 0,2 % en peso y el 1,0 % en peso, respecto a la cantidad de cemento.
- 14. Reductor de cromato basado en sulfato de hierro (II), caracterizado porque el reductor de cromato esta compuesto por una mezcla de dos componentes de sulfato de hierro(II), en el que el primer componente de sulfato de hierro(II) es sal de filtrado de la fabricacion de dioxido de titanio, a la que se ha anadido un regulador mineral de la acidez, y el segundo componente de sulfato de hierro(II) es caparrosa verde, estando mezclados el primer componente y el segundo componente en una proporcion de 1:1 a 1:5.
- 15. Reductor de cromato segun la reivindicacion 14, caracterizado porque el regulador mineral de la acidez es piedra caliza molida.
- 16. Reductor de cromato segun las reivindicaciones 14 o 15, caracterizado porque el regulador mineral de la acidez se anade en una cantidad de entre el 3,0 % en peso y el 18 % en peso respecto a la cantidad de sal de filtrado.
- 17. Uso de una mezcla de sulfato de hierro(II) en forma de sal de filtrado de la fabricacion del dioxido de titanio, a la que se ha anadido un regulador mineral de la acidez, asf como de sulfato de hierro(II) en forma de caparrosa verde como reductor de cromato para la reduccion de contenidos de cromato hidrosoluble en cemento, estando mezclados el primer componente y el segundo componente en una proporcion de 1:1 a 1:5.
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