ES2304875B1 - Cemento portland adicionado con puzolanas texturizadas. - Google Patents
Cemento portland adicionado con puzolanas texturizadas. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2304875B1 ES2304875B1 ES200700700A ES200700700A ES2304875B1 ES 2304875 B1 ES2304875 B1 ES 2304875B1 ES 200700700 A ES200700700 A ES 200700700A ES 200700700 A ES200700700 A ES 200700700A ES 2304875 B1 ES2304875 B1 ES 2304875B1
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- pozzolans
- textured
- several
- pozzolanic
- portland cement
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 title claims abstract description 17
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 28
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000005469 granulation Methods 0.000 claims abstract description 8
- 230000003179 granulation Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 15
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 claims description 12
- 239000004567 concrete Substances 0.000 claims description 10
- 239000002699 waste material Substances 0.000 claims description 4
- 239000006072 paste Substances 0.000 claims description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims description 2
- UHZZMRAGKVHANO-UHFFFAOYSA-M chlormequat chloride Chemical compound [Cl-].C[N+](C)(C)CCCl UHZZMRAGKVHANO-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 2
- 238000005065 mining Methods 0.000 claims description 2
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 2
- 239000011435 rock Substances 0.000 claims description 2
- 239000010802 sludge Substances 0.000 claims description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 abstract description 19
- 238000011282 treatment Methods 0.000 abstract description 10
- 239000008187 granular material Substances 0.000 abstract description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 8
- 239000007787 solid Substances 0.000 abstract description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 abstract description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 abstract description 3
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 2
- 238000012546 transfer Methods 0.000 abstract description 2
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 235000008733 Citrus aurantifolia Nutrition 0.000 description 9
- 240000006909 Tilia x europaea Species 0.000 description 9
- 235000011941 Tilia x europaea Nutrition 0.000 description 9
- 239000004571 lime Substances 0.000 description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 239000010881 fly ash Substances 0.000 description 7
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 6
- 238000011161 development Methods 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 4
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 4
- 239000000047 product Substances 0.000 description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 4
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 4
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 3
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 3
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 3
- 238000001033 granulometry Methods 0.000 description 3
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 3
- ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N Calcium oxide Chemical compound [Ca]=O ODINCKMPIJJUCX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 2
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 2
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000004898 kneading Methods 0.000 description 2
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 235000015927 pasta Nutrition 0.000 description 2
- 230000036632 reaction speed Effects 0.000 description 2
- 239000002893 slag Substances 0.000 description 2
- 238000004876 x-ray fluorescence Methods 0.000 description 2
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 description 1
- 235000015076 Shorea robusta Nutrition 0.000 description 1
- 244000166071 Shorea robusta Species 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 1
- 239000000292 calcium oxide Substances 0.000 description 1
- 235000012255 calcium oxide Nutrition 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 238000010411 cooking Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 1
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011396 hydraulic cement Substances 0.000 description 1
- 239000004572 hydraulic lime Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009533 lab test Methods 0.000 description 1
- 239000011431 lime mortar Substances 0.000 description 1
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 1
- 229930014626 natural product Natural products 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 1
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 150000003467 sulfuric acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/04—Portland cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/12—Natural pozzuolanas; Natural pozzuolana cements; Artificial pozzuolanas or artificial pozzuolana cements other than those obtained from waste or combustion residues, e.g. burned clay; Treating inorganic materials to improve their pozzuolanic characteristics
- C04B7/13—Mixtures thereof with inorganic cementitious materials, e.g. Portland cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B18/00—Use of agglomerated or waste materials or refuse as fillers for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of agglomerated or waste materials or refuse, specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B18/02—Agglomerated materials, e.g. artificial aggregates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B20/00—Use of materials as fillers for mortars, concrete or artificial stone according to more than one of groups C04B14/00 - C04B18/00 and characterised by shape or grain distribution; Treatment of materials according to more than one of the groups C04B14/00 - C04B18/00 specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone; Expanding or defibrillating materials
- C04B20/10—Coating or impregnating
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
- C04B2103/0068—Ingredients with a function or property not provided for elsewhere in C04B2103/00
- C04B2103/0088—Compounds chosen for their latent hydraulic characteristics, e.g. pozzuolanes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
- Y02W30/91—Use of waste materials as fillers for mortars or concrete
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
Abstract
Cemento Pórtland adicionado con puzolanas
texturiza-
das.
das.
Este invento consiste en diferentes compuestos
de cemento Pórtland adicionado con puzolanas texturizadas,
obtenidas por tratamientos físicos conocidos de atomización,
paletización, granulación, o combinaciones de éstos, que producen
cambios en su morfología global primitiva.
Estos procesos de texturización, posibilitan la
obtención de aglomerados especiales con diferentes morfologías:
combinación de un núcleo de un cierto material recubierto con una
capa homogénea que mejore las propiedades del sólido componente del
núcleo y que facilite su procesado posterior, es decir que resista
el trasiego del sólido granulado desde su génesis hasta su mezclado
y amasado con el cemento de origen, para lograr una velocidad de
fraguado óptima.
Este tipo de gránulo texturizado, disminuye la
eficacia inmediata de la puzolana, ralentizando las reacciones y
permitiendo que éstas se prolonguen con mayor eficacia.
Description
Cemento Pórtland adicionado con puzolanas
texturizadas.
Este invento tiene como objeto la modificación
de la morfología de compuestos puzolánicos utilizados como cementos
de sustitución parcial, a través de tratamientos físicos conocidos,
que producen cambios en su morfología global primitiva para
modificar la capacidad de reacción de morteros, pastas y
hormigones.
Reseña histórica: el empleo de los cementos
naturales en la construcción, se remonta a los tiempos del antiguo
Egipto seguido posteriormente por griegos y romanos. Estos cementos
eran productos naturales que en algunos casos se sometían a
tratamientos térmicos imperfectos y pueden considerarse como los
materiales intermedios entre las cales hidráulicas y el cemento
Pórtland.
Los romanos dieron un paso importante al
descubrir un cemento que fabricaban mezclando cenizas volcánicas
con cal viva. En Puteoli conocido hoy como Puzzuoli se encontraba
un depósito de estas cenizas, de aquí que a este cemento se lo
llamase "cemento de puzolana".
A mediados del siglo XVIII se produce un gran
avance en el conocimiento de las cales con la investigación
realizada por John Smeaton en Inglaterra, al encargarle la
reconstrucción de un faro en Eddyston Roock que había sido
destruido por el fuego.
Para realizar esta obra marítima tuvo Smeaton
que buscar materiales adecuados experimentando con varios tipos de
cales. Observó que con cales fabricadas a partir de calizas que
contenían una determinada proporción de arcilla en su composición,
se obtenían morteros más resistentes que los fabricados con cales
puras y que además esos morteros fraguaban bajo el agua,
circunstancia que no ocurría con los morteros de cal tradicionales
en aquella época. Este descubrimiento progresó muy poco y durante
mucho tiempo se emplearon las viejas mezclas de cal grasa y
puzolana (base de los morteros romanos.
La primera patente del cemento Pórtland data de
1824 y se le atribuye a Joseph Aspdin, constructor de Leeds
(Inglaterra). En el proceso de fabricación se obtenía un producto
de baja calidad debido a un defecto en la cocción. Charles Johnson,
contemporáneo de Aspdin, mejoró las proporciones de caliza y
arcilla elevando la temperatura de cocción de los hornos hasta
llegar a la sinterización, el producto una vez molido fraguaba
mejor que el anterior y se le dio el nombre de cemento Pórtland
porque una vez fraguado tenía un color parecido a la piedra natural
que se encuentra en la península de Pórtland al sur de
Inglaterra.
Actualmente, el cemento Pórtland ha llegado a
una gran perfección y es el material industrializado de
construcción de mayor consumo. Se puede decir que el cemento es el
alma del hormigón, siendo destinada prácticamente toda su
producción a aglutinar piedras sueltas para crear el material
pétreo que conocemos como hormigón.
Básicamente existen dos tipos de cementos
utilizados en la construcción: los cementos comunes y los cementos
especiales.
Los cementos comunes son los siguientes:
Los cementos especiales, son los resistentes a
los sulfatos, al agua de mar, de bajo calor de hidratación,
cementos blancos etc.
La puzolana texturizada objeto de este invento,
mezclada con cemento Pórtland, pertenece al tipo CEM II: Cementos
Pórtland con adiciones, III: Cementos Pórtland con escorias, IV:
Cemento Pórtland puzolánico y V: Cemento Pórtland Compuesto. Estos
tipos de cementos se identifican por la sigla CEM II, III, IV o V,
seguida de la barra (/), de la letra que indica el subtipo (A o B),
un guión (-) y la letra que caracteriza la adición:
S: escoria de alto horno.
D: humo de sílice.
P: puzolana natural.
Q: puzolana natural calcinada.
V: ceniza volante silícea.
W: ceniza volante calcárea.
T: esquistos calcinados.
L y LL: caliza.
Como se observa en la descripción de los tipos
de adiciones conocidos, si bien se describe la puzolana natural y
la puzolana natural calcinada, no está descrito el cemento Pórtland
adicionado con puzolana texturizada que es el objeto de esta
invención.
Hasta el presente, estos tipos de cementos
conocidos CEM II, III, IV o V, tenían como objeto las variaciones
de las proporciones de sus contenidos, tipos de puzolanas y
granulometrías. El texturizado de puzolanas permite modificar y
ajustar las propiedades finales del cemento adicionado, realizando
únicamente modificaciones texturales que se describen a
continuación.
\vskip1.000000\baselineskip
Este invento consiste en diferentes compuestos
de cemento Pórtland adicionado con puzolanas texturizadas,
obtenidas por tratamientos físicos conocidos, que producen
cambios en su morfología global primitiva.
Estos tratamientos son los siguientes:
Atomización: La atomización es un proceso
de secado, por el cual la suspensión pulverizada en finas gotas,
entra en contacto con una corriente de aire caliente para producir
un producto sólido de bajo contenido de agua. Ello conlleva la
obtención de gránulos mas o menos esféricos, huecos en su interior
y muy uniformes, confiriéndole al polvo atomizado una elevada
fluidez.
Paletización: La paletización consiste en
la formación de agregados a partir de una mezcla homogénea de polvo
y agua hasta formar una pasta mediante amasado y evaporación
simultánea del agua adicionada. El amasado se realiza mediante un
sistema de palas de movimiento rotatorio. Los aglomerados obtenidos
mediante este sistema son mas compactos que los obtenidos por
atomización.
Granulación: Algunos sólidos muy finos
pueden ser granulados sin la adición de ligantes o agua. Las
fuerzas de Van der Walls son las causantes de la unión entre
partículas. Sin embargo, la mayoría de los polvos finos requieren
la adición de algún tipo de ligante y de agua para generar gránulos
con la adecuada cohesión y resistencia mecánica.
La granulación se efectúa en equipos rotatorios
diseñados a tal efecto, obteniéndose gránulos con características
morfológicas y mecánicas dependiendo de las condiciones de
operación empleadas: cantidad y tipo de ligante añadido, cantidad
de agua y velocidad de reacción de la misma, velocidad de giro de
la granuladora, etc.
Estos procesos de texturización, posibilitan la
obtención de aglomerados especiales con diferentes morfologías:
combinación de un núcleo de un cierto material recubierto con una
capa homogénea que mejore las propiedades del sólido componente del
núcleo y que facilite su procesado posterior, es decir que resista
el trasiego del sólido granulado desde su génesis hasta su mezclado
y amasado con el cemento de origen, para lograr una velocidad de
fraguado óptima.
Por otra parte estos tratamientos tienen dos
efectos sobre la reacción puzolánica: por una parte disminuye la
superficie específica global y por otra parte, la formación del
gránulo dosifica la fijación de cal por parte de la puzolana. La
menor superficie específica de gránulo frena la velocidad de la
aceleración de la reacción de fraguado por parte de la puzolana, a
la vez que reduce el número de puntos de reacción en la
composición, no teniendo ésta tanta avidez por la cal formada en
dicha reacción. Este hecho provoca que la reacción puzolánica se
vaya desarrollando en capas (desde el exterior del gránulo hacia su
interior), permite prolongar la fijación de la cal, proporcionando
altas resistencias mecánicas a largos tiempos de fraguado.
Este tipo de gránulo texturizado, disminuye la
eficacia inmediata de la puzolana, ralentizando las reacciones y
permitiendo que éstas se prolonguen con mayor eficacia.
Los texturados puzolánicos obtenidos por los
procedimientos descritos, pueden estar compuestos por una o varias
puzolanas, con características diferenciadas elegidas en función de
las propiedades iniciales o finales deseadas o requeridas en las
pastas, morteros y hormigones.
Estas composiciones son las siguientes:
- -
- Una mezcla previa de varias puzolanas para dar un texturado homogéneo.
- -
- Capas superpuestas de varias puzolanas.
- -
- Capas superpuestas de mezclas de varias puzolanas.
- -
- Cualquier variación y/o combinación de los casos expuestos, permitiendo así un mayor control sobre las reacciones de fraguado.
\newpage
Las puzolanas utilizadas pueden proceder de
diferentes orígenes, tanto naturales o artificiales siendo los
principales los siguientes:
- -
- Rocas volcánicas.
- -
- Residuos de procesos de combustión de algunas industrias.
- -
- Residuos de explotaciones mineras.
- -
- Lodos de corte y pulido de baldosas cerámicas vitrificadas.
Las pastas, morteros y hormigones preparados con
cementos con adiciones puzolánicas suelen desarrollar resistencias
mecánicas elevadas a tiempos largos de fraguado, siendo en los
primeros días inferiores a las desarrolladas por productos
convencionales análogos, como es el caso del cemento con ceniza
volante. Ello se debe a la doble función de las puzolanas: Por una
parte la de modificar la reacción de fraguado y por otra la de
fijar la cal liberada en dicha reacción. La velocidad de la reacción
puzolánica tiene una influencia directa sobre el desarrollo de
resistencias mecánicas del producto fraguado.
Ensayos de laboratorio: Con el objeto de
comprobar las características obtenidas por los procedimientos
mencionados, se hicieron una serie de ensayos en AIDICO (Instituto
Tecnológico de la Construcción de Valencia), cuyos resultados son
los siguientes:
En relación con las propiedades que confieren el
proceso de texturación de puzolanas con respecto a las no
texturadas, a titulo de ejemplo, la texturación por atomización de
una puzolana produce, según trabajos realizados en AIDICO, un
incremento en las resistencias mecánicas de un 5%, siendo este
incremento patente, incluso en mayor medida, desde los primeros
días de endurecimiento, reduciendo por lo tanto los inconvenientes
de la utilización de este tipo de adiciones puzolánicas. Este hecho
se puede observar analizando dos muestras con composiciones
químicas similares pero con diferente morfología (LR = muestra
atomizada; LB = muestra en polvo), de las que a continuación se
exponen las composiciones químicas de ambas muestras:
\vskip1.000000\baselineskip
La suma de las fracciones potencialmente
puzolánicas en ambos casos supera el 80%:
- LB:
- SiO_{2} + Al_{2}O_{3} + Fe_{2}O_{3} = 84.13%
- LR:
- SiO_{2} + Al_{2}O_{3} + Fe_{2}O_{3} = 84.40%
\vskip1.000000\baselineskip
En la figura siguiente se representan las
actividades resistentes correspondientes a cenizas volantes CV, y
las muestras estudiadas LR (muestra atomizada) y LB (muestra en
polvo) frente a los días de curado. En ella se observa las
diferencias y similitudes existentes en el desarrollo de las
resistencias mecánicas a la compresión, para una relación
agua/sólido de 0.5, un porcentaje de sustitución del 20% y una
temperatura de curado de 20ºC.
La adición LB sigue una evolución muy similar a
la de la ceniza volante, pudiendo destacar como única diferencia
entre ambas el hecho de que a edades cortas las resistencias
desarrolladas por la adición LB son ligeramente superiores a las
desarrolladas por la ceniza volante. Ambas alcanzan su máximo a los
90 días de curado (108%) por debajo de la adición LR.
La adición LR presenta un comportamiento
intermedio entre la ceniza volante y el humo de sílice, presentando
resistencias mecánicas más elevadas que las del humo de sílice y
muy parecidas a las de la ceniza volante a cortas edades. A tiempos
más largos, desarrolla resistencias mecánicas intermedias entre las
alcanzadas por el humo de sílice y la ceniza volante, alcanzando su
máximo a los 90 días de curado (113%).
Se observa en este ejemplo como la texturación
de muestras con idéntica composición química incrementa las
resistencias mecánicas ya desde el inicio.
En el siguiente estudio se observa claramente,
como aplicando diferentes procesos de texturación mediante técnicas
de atomización y granulación de una puzolana (muestras GR4, GR3 y
TEx3) se produce una modificación de las propiedades finales e
intermedias de una puzolana patrón (muestra Polvo). La composición
química de dicha puzolana es la siguiente:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
La suma de las fracciones potencialmente
puzolánicas en este caso supera el 80%:
MK: SiO_{2} + Al_{2}O_{3} +
Fe_{2}O_{3} = 96.82%
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
La gráfica muestra un incremento de la actividad
resistente de las muestras texturadas frente a la no texturada (o
en polvo) de una misma puzolana. Las actividades resistentes se han
obtenido de morteros con una relación a/c diferente en cada caso,
obtenida a partir de las demandas de agua específicas de cada
adición, con el objetivo de poder comparar las propiedades finales
de todos ellos. El porcentaje de sustitución puzolánica se ha
fijado en un 20%.
Se observa en ella como los diferentes
tratamientos de texturación ejercen diferentes efectos sobre las
actividades resistentes, consecutivamente, sobre las cinéticas de
las reacciones.
Los diferentes tratamientos de granulación dan
curvas de evolución paralelas, aunque con diferencias a tiempos
cortos de curado, así como la muestra atomizada presenta una curva
de evolución completamente diferente.
Los casos expuestos prueban que la texturación
ejerce una influencia directa o indirecta sobre las cinéticas de
reacción y sobre el desarrollo de las resistencias mecánicas,
favoreciendo en unos casos el desarrollo a edades más
tempranas.
A continuación se muestran un par de fotos de
detalles de los diferentes tratamientos de texturación realizados
sobre la puzolana en estudio.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
A continuación se muestran unas fotografías de
algunos texturados en sección que ayudarán a comprender las
diferencias encontradas en el desarrollo de resistencias mecánicas.
Las diferentes capas de que se compone un texturado tienen efectos
distintos sobre las cinéticas de reacción, debido principalmente a
las diferencias encontradas en su compacidad.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Para complementar la descripción de estos
cementos adicionados y con el objeto de facilitar la comprensión de
sus características, se acompaña una serie de figuras en las que
con carácter ilustrativo y no limitativo, se han representado los
siguientes dibujos cuyos componentes principales son los
siguientes:
Figura 1A: Texturado puzolánico compuesto por
una única puzolana.
Figura 1B: Texturado puzolánico compuesto por
una mezcla previa de varias puzolanas.
Figura 1C: Texturado puzolánico compuesto por
capas sucesivas de varias puzolanas. Cada capa está compuesta por
una única puzolana.
Figura 1D: Texturado puzolánico compuesto por
capas sucesivas de varias puzolanas. Cada capa está compuesta por
la mezcla previa de varias puzolanas.
\newpage
Entre los diferentes tipos de cementos con
adiciones de puzolanas texturizadas que se pueden fabricar tomando
como base este invento, la realización preferente es la que se
describe a continuación:
En función de la velocidad de reacción
requerida, se parte de puzolanas con una granulometría determinada.
Por ejemplo si se utilizan puzolanas naturales que requieran un
tratamiento térmico previo como las arcillas, tras la primera
molienda, es necesario asegurar que el tamaño de la partícula sigue
siendo adecuado, por lo que en ocasiones, es necesario una segunda
molienda.
A continuación, se somete a la puzolana al
tratamiento de texturización escogido o combinación de ellos, con
el objeto de cambiar su morfología en función de la velocidad de
reacción deseada. Agregados compactos tienden a reacciones
puzolánicas lentas, mientras que los porosos tienden a reacciones
rápidas, teniendo los agregados huecos una vida útil mas corta. En
cualquier caso, a igualdad de granulometría, la formación de
agregados disminuirá la velocidad de reacción puzolánica con
respecto a la que tendría esa misma puzolana sin haber sido sometida
al tratamiento de texturizado.
Finalmente la puzolana tratada está lista para
ser adicionada al cemento pórtland, según la proporción y la
reacción agua/sólido óptima, dependiendo de la puzolana empleada y
de la aplicación para la que se destina.
También, cabe mencionar que la puzolana
texturada puede ser utilizada junto con cementos especiales, como
los cementos activados alcalinamente, e incluso puede ser
directamente añadida en el hormigón o usada en la elaboración de
morteros especiales, con el fin de obtenerse características
especiales.
Otras ventajas que posee el uso de puzolanas
texturadas es una mejora en la manipulación de estos productos,
debido a:
- -
- la texturización confiere mejores propiedades fluidificantes al material en estado seco, siendo más fácil de transportar.
- -
- la texturización disminuye el contenido de finos en las puzolanas y con ello la menor emisión de polvo durante su manipulación.
Una vez descrita suficientemente la naturaleza
de esta invención, así como una aplicación práctica de la misma,
sólo queda por añadir que tanto su forma como los materiales y
procedimiento de fabricación, son susceptibles de modificaciones,
siempre que no afecten de forma sustancial a las características
que se reivindican a continuación.
Claims (3)
1. Puzolanas texturizadas obtenidas por
procedimientos conocidos de atomización, paletización, granulación
o combinaciones de éstos, principalmente para su empleo en cemento
Pórtland adicionado, y secundariamente en morteros u hormigón, que
permiten obtener una velocidad de fraguado óptima y ajustar las
propiedades finales del cemento adicionado, mejorando la
resistencia mecánica desarrollada en los primeros días de fraguado
y obtener altas resistencias mecánicas en largos tiempos de curado,
caracterizado porque, dichas puzolanas en función de los
procedimientos mencionados adquieren diferentes morfologías que les
confieren las características funcionales diferentes a las puzolanas
convencionales, siendo dichas morfologías las siguientes:
- -
- Texturado puzolánico compuesto por una única puzolana. (Fig. 1A).
- -
- Texturado puzolánico compuesto por una mezcla previa de varias puzolanas. (Fig. 1B).
- -
- Texturado puzolánico compuesto por capas sucesivas de varias puzolanas. Cada capa está compuesta por una única puzolana. (Fig. 1C).
- -
- Texturado puzolánico compuesto por capas sucesivas de varias puzolanas. Cada capa está compuesta por la mezcla previa de varias puzolanas. (Fig. 1D).
2. Puzolanas texturizadas obtenidas por
procedimientos conocidos de atomización, paletización, granulación
o combinaciones de éstos, principalmente para su empleo en cemento
Pórtland adicionado, y secundariamente en morteros u hormigón, que
permiten obtener una velocidad de fraguado óptima y ajustar las
propiedades finales del cemento adicionado, mejorando la
resistencia mecánica desarrollada en los primeros días de fraguado
y obtener altas resistencias mecánicas en largos tiempos de curado,
según reivindicación primera caracterizado porque, los
texturados puzolánicos obtenidos por estos procedimientos, pueden
estar compuestos por una o varias puzolanas, con características
diferenciadas elegidas en función de las propiedades iniciales o
finales deseadas o requeridas en las pastas, morteros y
hormigones.
Estas composiciones son las siguientes:
- -
- Una mezcla previa de varias puzolanas para dar un texturado homogéneo.
- -
- Capas superpuestas de varias puzolanas.
- -
- Capas superpuestas de mezclas de varias puzolanas.
- -
- Cualquier variación y/o combinación de los casos expuestos.
3. Puzolanas texturizadas obtenidas por
procedimientos conocidos de atomización, paletización, granulación
o combinaciones de éstos, principalmente para su empleo en cemento
Pórtland adicionado, y secundariamente en morteros u hormigón, que
permiten obtener una velocidad de fraguado óptima y ajustar las
propiedades finales del cemento adicionado, mejorando la
resistencia mecánica desarrollada en los primeros días de fraguado
y obtener altas resistencias mecánicas en largos tiempos de curado,
según reivindicaciones anteriores caracterizado porque, las
puzolanas utilizadas pueden proceder de diferentes orígenes, tanto
naturales o artificiales siendo los principales los siguientes:
- -
- Rocas volcánicas.
- -
- Residuos de procesos de combustión de algunas industrias.
- -
- Residuos de explotaciones mineras.
- -
- Lodos de corte y pulido de baldosas cerámicas vitrificadas.
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200700700A ES2304875B1 (es) | 2007-03-16 | 2007-03-16 | Cemento portland adicionado con puzolanas texturizadas. |
| PCT/ES2008/000153 WO2008113879A1 (es) | 2007-03-16 | 2008-03-17 | Cemento portland adicionado con puzolanas texturizadas |
| MX2009009885A MX2009009885A (es) | 2007-03-16 | 2008-03-17 | Cemento portland adicionado con puzolanas textutizadas. |
| EP08750393A EP2239239A4 (en) | 2007-03-16 | 2008-03-17 | PORTLAND CEMENT WITH ADDED TEXTURED POZZOLANE |
| US12/531,412 US20100192809A1 (en) | 2007-03-16 | 2008-03-17 | Portland cement to which textured pozzolans are added |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ES200700700A ES2304875B1 (es) | 2007-03-16 | 2007-03-16 | Cemento portland adicionado con puzolanas texturizadas. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2304875A1 ES2304875A1 (es) | 2008-10-16 |
| ES2304875B1 true ES2304875B1 (es) | 2009-11-11 |
Family
ID=39765418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES200700700A Expired - Fee Related ES2304875B1 (es) | 2007-03-16 | 2007-03-16 | Cemento portland adicionado con puzolanas texturizadas. |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20100192809A1 (es) |
| EP (1) | EP2239239A4 (es) |
| ES (1) | ES2304875B1 (es) |
| MX (1) | MX2009009885A (es) |
| WO (1) | WO2008113879A1 (es) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SE537091C2 (sv) * | 2012-03-12 | 2015-01-07 | Procedo Entpr Etablissement | Förfarande för att tillverka kompletterande cementmaterial (SCM:er) |
| ES2424829B1 (es) * | 2012-04-03 | 2014-05-14 | Adicem Valorización, S.L. | Procedimiento de tratamiento para reciclado de esmaltes cerámicos en calidad de lodos cerámicos, para su utilización como puzolanas artificiales y su reutilización para toda clase de cementos y mezclas asfálticas |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2042028T3 (es) * | 1988-07-13 | 1993-12-01 | Vetrotex Saint-Gobain | Procedimiento de seleccion de una puzolana destinada a ser incorporada a un material compuesto que comprende cemento y vidrio. |
| ES2224877A1 (es) * | 2003-08-22 | 2005-03-01 | Asociacion De Investigacion De Industrias De La Construccion Aidico. | Procedimiento de diseño morfologico de puzolanas para el control de las caracteristicas tecnicas de los cementos a los que se adicionan. |
Family Cites Families (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2948948A (en) * | 1956-12-10 | 1960-08-16 | Babcock & Wilcox Co | Fly ash reclamation by pelletizing |
| US3192060A (en) * | 1961-05-24 | 1965-06-29 | Benjamin L Tilsen | Lightweight aggregate and method of producing same |
| US4341562A (en) * | 1980-03-21 | 1982-07-27 | N-Viro Energy Systems, Ltd. | Lightweight aggregate |
| GB2128178B (en) * | 1982-10-01 | 1986-01-08 | Bryan James Walker | Lightweight aggregate |
| US4741782A (en) * | 1984-11-07 | 1988-05-03 | Resource Technology, Inc. | Process for forming a light-weight aggregate |
| JPH0611659B2 (ja) * | 1986-02-14 | 1994-02-16 | 宇部興産株式会社 | 低吸水性人工軽量骨材の製造方法 |
| NL8801506A (nl) * | 1988-06-13 | 1990-01-02 | Aardelite Holding Bv | Werkwijze voor het vervaardigen van een kolenas bevattend hardbaar mengsel; werkwijze voor het vervaardigen van kolenasbevattende geharde korrels en kolenas bevattend bouwelement. |
| US5137753A (en) * | 1990-10-25 | 1992-08-11 | Bland Alan E | Pelletizing ash |
| US5124104A (en) * | 1991-05-15 | 1992-06-23 | Holley Carl A | Coal pond fines agglomeration |
| US5364572A (en) * | 1993-01-28 | 1994-11-15 | Consolidation Coal Company | Process for making high-strength synthetic aggregates |
| US5350549A (en) * | 1993-04-15 | 1994-09-27 | Valley Forge Laboratories, Inc. | Synthetic aggregate compositions derived from spent bed materials from fluidized bed combustion and fly ash |
| US5500044A (en) * | 1993-10-15 | 1996-03-19 | Greengrove Corporation | Process for forming aggregate; and product |
| US5769936A (en) * | 1995-01-09 | 1998-06-23 | Mitsubishi Chemical Corporation | Method for producing fly ash granules |
| US5704972A (en) * | 1997-01-23 | 1998-01-06 | Trans Ash, Inc. | Product and process for strong light-weight aggregate |
| US6027561A (en) * | 1999-04-12 | 2000-02-22 | Engelhard Corporation | Cement-based compositions |
| US6221148B1 (en) * | 1999-11-30 | 2001-04-24 | Engelhard Corporation | Manufacture of improved metakaolin by grinding and use in cement-based composites and alkali-activated systems |
| US20040144287A1 (en) * | 2003-01-24 | 2004-07-29 | Boral Material Technologies Inc. | System and method for treating fly ash |
| US20090217882A1 (en) * | 2003-07-11 | 2009-09-03 | Dennis Jenkins | Dry Bed Agglomeration Process and Product Formed Thereby |
| US7462310B2 (en) * | 2003-12-11 | 2008-12-09 | Ohonokaihatsu Co., Ltd. | Porous landscape pebble and method of manufacturing the same |
| KR100540826B1 (ko) * | 2003-12-26 | 2006-01-11 | 한국건설기술연구원 | 소각재를 이용한 결정화 대리석 및 그 제조방법 |
| DE102004056781A1 (de) * | 2004-11-24 | 2006-06-01 | Dennert Poraver Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Metakaolin-Partikeln und deren Verwendung |
| US7780781B2 (en) * | 2005-01-14 | 2010-08-24 | Alkemy, Ltd. | Pyroprocessed aggregates comprising IBA and low calcium silicoaluminous materials and methods for producing such aggregates |
| US7655088B2 (en) * | 2005-01-14 | 2010-02-02 | Alkemy, Ltd. | Synthetic aggregates comprising sewage sludge and other waste materials and methods for producing such aggregates |
| US20070289503A1 (en) * | 2006-06-20 | 2007-12-20 | Hendrik Loggers | Process turning fly ash into useful building blocks and the like |
| WO2008013694A2 (en) * | 2006-07-21 | 2008-01-31 | Excell Technologies, Llc | Slag concrete manufactured aggregate |
| US8388750B2 (en) * | 2007-03-21 | 2013-03-05 | Imerys Pigments, Inc. | Granulated kaolin compositions and processes for their production |
| US8172940B2 (en) * | 2007-07-12 | 2012-05-08 | Ceramatec, Inc. | Treatment of fly ash for use in concrete |
| US8177906B2 (en) * | 2007-07-12 | 2012-05-15 | Ceramatec, Inc. | Treatment of fly ash for use in concrete |
| US7655202B2 (en) * | 2007-10-09 | 2010-02-02 | Ceramatec, Inc. | Coal fired flue gas treatment and process |
| US20090156725A1 (en) * | 2007-12-12 | 2009-06-18 | Enviroproducts International Llc | Manufactured aggregate material and method |
| US20110239904A1 (en) * | 2008-12-09 | 2011-10-06 | Enviroproducts International Llc | Manufactured aggregate material and method |
-
2007
- 2007-03-16 ES ES200700700A patent/ES2304875B1/es not_active Expired - Fee Related
-
2008
- 2008-03-17 EP EP08750393A patent/EP2239239A4/en not_active Withdrawn
- 2008-03-17 MX MX2009009885A patent/MX2009009885A/es unknown
- 2008-03-17 WO PCT/ES2008/000153 patent/WO2008113879A1/es not_active Ceased
- 2008-03-17 US US12/531,412 patent/US20100192809A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2042028T3 (es) * | 1988-07-13 | 1993-12-01 | Vetrotex Saint-Gobain | Procedimiento de seleccion de una puzolana destinada a ser incorporada a un material compuesto que comprende cemento y vidrio. |
| ES2224877A1 (es) * | 2003-08-22 | 2005-03-01 | Asociacion De Investigacion De Industrias De La Construccion Aidico. | Procedimiento de diseño morfologico de puzolanas para el control de las caracteristicas tecnicas de los cementos a los que se adicionan. |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP2239239A1 (en) | 2010-10-13 |
| ES2304875A1 (es) | 2008-10-16 |
| WO2008113879A1 (es) | 2008-09-25 |
| MX2009009885A (es) | 2009-10-19 |
| EP2239239A4 (en) | 2011-11-02 |
| US20100192809A1 (en) | 2010-08-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ballester et al. | Use of limestone obtained from waste of the mussel cannery industry for the production of mortars | |
| Jaber et al. | Influence of eggshell powder on the Portland cement mortar properties | |
| Nadoushan et al. | The effect of type and concentration of activators on flowability and compressive strength of natural pozzolan and slag-based geopolymers | |
| TWI737596B (zh) | 來自矽酸鈣碳化的複合材料與結合元件及其方法 | |
| Fernández-Ledesma et al. | A proposal for the maximum use of recycled concrete sand in masonry mortar design | |
| Mohit et al. | Mechanical and microstructural properties of mortars incorporating ceramic waste powder exposed to the hydrochloric acid solution | |
| Paiva et al. | Effect of pozzolans with different physical and chemical characteristics on concrete properties | |
| Babu et al. | A experimental study of natural admixture effect on conventional concrete and high volume class F flyash blended concrete | |
| Garg et al. | Comprehensive study of fly ash binder developed with fly ash–alpha gypsum plaster–Portland cement | |
| ES2613048B1 (es) | Mortero u hormigón, realizado con un conglomerante hidráulico. | |
| Ghosh et al. | Durability and mechanical behavior of fly ash-GGBFS geopolymer concrete utilizing bottom ash as fine aggregate | |
| CN108164164A (zh) | 复合水泥及其制备方法 | |
| Fifinatasha et al. | Reviews on the different sources materials to the geopolymer performance | |
| Garg et al. | Environment hazard mitigation of waste gypsum and chalk: Use in construction materials | |
| ES2304875B1 (es) | Cemento portland adicionado con puzolanas texturizadas. | |
| Cui et al. | Early hydration kinetics of cementitious materials containing different steel slag powder contents | |
| Meddah et al. | Potential use of locally and traditionally produced bending construction material | |
| Chen et al. | Use of quartz sand to produce low embodied energy and carbon footprint plaster | |
| Safi et al. | Rheology and zeta potential of cement pastes containing calcined silt and ground granulated blast-furnace slag | |
| Thomas et al. | Fresh and hardened properties of concrete containing cold bonded aggregates | |
| Khalil et al. | Physicochemical characteristics of slag rich cement pastes incorporated bypass cement dust | |
| CN114455872A (zh) | 一种采用矿山废料制备的低密度高强度轻骨料 | |
| Cizer et al. | Hardening of calcium hydroxide and calcium silicate binders due to carbonation and hydration | |
| Patel et al. | High performance concrete using quaternary blend | |
| JP3729317B2 (ja) | 急硬性セメントコンクリート及び急結性セメントコンクリート |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EC2A | Search report published |
Date of ref document: 20081016 Kind code of ref document: A1 |
|
| FD2A | Announcement of lapse in spain |
Effective date: 20161214 |