ES2394979B1 - PROCEDURE FOR THE MANUFACTURE OF ALKALINE CEMENTS FROM URBAN AND INDUSTRIAL VITREOUS WASTE. - Google Patents

PROCEDURE FOR THE MANUFACTURE OF ALKALINE CEMENTS FROM URBAN AND INDUSTRIAL VITREOUS WASTE. Download PDF

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Abstract

Procedimiento para la fabricación de cementos alcalinos a partir de residuos vítreos urbanos e industriales.#La presente invención se refiere a un procedimiento para la fabricación de cementos alcalinos caracterizado porque comprende mezclar una disolución alcalina de pH superior a 13, donde dicha disolución es seleccionada entre una disolución de NaOH y una disolución de NaOH y Na{sub,2}CO{sub,3}, con al menos un material silico-aluminoso susceptible de ser activado alcalinamente y al menos un residuo vítreo seleccionado entre residuos vítreos urbanos y residuos vítreos industriales, o cualquiera de sus mezclas, donde el porcentaje en peso de residuo vítreo en el cemento alcalino se encuentra comprendido entre 20% y 80%. Es asimismo objeto de la invención el cemento obtenido a partir de dicho procedimiento y su uso en la obtención de hormigón y/o prefabricados.Process for the manufacture of alkaline cements from urban and industrial vitreous waste # The present invention relates to a process for the manufacture of alkaline cements characterized in that it comprises mixing an alkaline solution of pH greater than 13, where said solution is selected from among a solution of NaOH and a solution of NaOH and Na {sub, 2} CO {sub, 3}, with at least one silico-aluminous material capable of being activated alkaline and at least one vitreous residue selected between urban vitreous waste and vitreous waste industrial, or any of their mixtures, where the percentage by weight of vitreous residue in the alkaline cement is between 20% and 80%. Another object of the invention is the cement obtained from said process and its use in obtaining concrete and / or prefabricated.

Description

Procedimiento para la fabricación de cementos alcalinos a partir de residuos vítreos urbanos e industriales. Procedure for the manufacture of alkaline cements from urban and industrial vitreous waste.

Campo de la invención Field of the invention

La presente invención se refiere al campo de la construcción, y más concretamente, al sector de fabricación de cementos, hormigones y prefabricados. 5 The present invention relates to the field of construction, and more specifically, to the sector of manufacture of cements, concretes and prefabricated. 5

Antecedentes de la invención BACKGROUND OF THE INVENTION

En el último año (2010) la producción mundial de cemento Portland superó los 2.000 millones de toneladas, lo que supone más de 300 Kg por habitante del planeta; siendo el segundo producto, después del agua, más consumido por el hombre; además de ser el componente esencial del hormigón utilizado en construcción. El desarrollo de estos hormigones de cemento Portland ha sido uno de los pilares fundamentales en el progreso alcanzado en los países occidentales durante el 10 siglo XX. In the last year (2010) the world production of Portland cement exceeded 2,000 million tons, which is more than 300 Kg per inhabitant of the planet; being the second product, after water, more consumed by man; besides being the essential component of the concrete used in construction. The development of these Portland cement concretes has been one of the fundamental pillars in the progress achieved in Western countries during the 10th century.

La fabricación del cemento Portland implica un importante consumo de energía térmica y eléctrica, ya que se precisan temperaturas muy altas (~1500ºC) para que se completen todas las reacciones químicas que conducen a la formación del clínker del cemento Portland; así como los procesos de molienda de las materias primas y de los componentes del cemento final. Debido a las mejoras introducidas en las fábricas, la energía específica requerida se ha visto sensiblemente reducida 15 en los últimos años. Entre 1973 y 1988 la energía específica necesaria para producir clínker disminuyó desde 4750 MJ/t de clínker a 3750 MJ/t. Desde entonces, la energía específica se ha mantenido más o menos constante. Adicionalmente, la industria cementera es también una industria altamente contaminante, ya que explota recursos naturales (canteras) y emite a la atmósfera una gran cantidad de gases contaminantes (CO2, SO2, NOx). Las emisiones de CO2 están asociadas, fundamentalmente, a la descarbonatación de las calizas, que es el constituyente mayoritario del crudo de cemento 20 (superando el 60% de la emisión total). Los restantes gases contaminantes son emitidos durante la combustión de los combustibles fósiles utilizados en las plantas cementeras. A nivel mundial, entre el 5-7% de las emisiones de CO2 son debidas al sector cementero. Si el crecimiento de la producción mundial de cemento se mantiene a los ritmos actuales, se estima que en el primer cuarto del siglo XXI las emisiones de CO2 procedentes de la industria cementera podrían alcanzar los 3.500 millones de toneladas, valor similar a la cantidad total que se emite actualmente en Europa (incluyendo transporte, 25 industria de la energía, etc.). The manufacture of Portland cement involves a significant consumption of thermal and electrical energy, since very high temperatures (~ 1500 ° C) are required for all the chemical reactions that lead to the formation of the Portland cement clinker to be completed; as well as the grinding processes of the raw materials and the final cement components. Due to the improvements introduced in the factories, the specific energy required has been significantly reduced 15 in recent years. Between 1973 and 1988, the specific energy needed to produce clinker decreased from 4750 MJ / t of clinker to 3750 MJ / t. Since then, the specific energy has remained more or less constant. Additionally, the cement industry is also a highly polluting industry, since it exploits natural resources (quarries) and emits a large amount of polluting gases into the atmosphere (CO2, SO2, NOx). CO2 emissions are associated, fundamentally, with decarbonation of limestone, which is the main constituent of cement 20 (exceeding 60% of total emission). The remaining polluting gases are emitted during the combustion of fossil fuels used in cement plants. Globally, between 5-7% of CO2 emissions are due to the cement sector. If the growth of global cement production is maintained at the current rates, it is estimated that in the first quarter of the 21st century CO2 emissions from the cement industry could reach 3,500 million tons, a value similar to the total amount that it is currently broadcast in Europe (including transport, 25 energy industry, etc.).

Por todo ello, el estudio y desarrollo de materiales de construcción alternativos a los cementos Portland tradicionales, en cuya fabricación no se emitan gases contaminantes y se obtenga un apreciable ahorro energético, constituye una línea de investigación de gran interés científico y tecnológico a escala mundial. Dentro de estos materiales alternativos se encuentran aquellos que proceden de la activación alcalina de subproductos industriales tales como las escorias de horno alto y/o las 30 cenizas volantes. Estos cementos se obtienen por la mezcla de dichos residuos y disoluciones alcalinas. Estos nuevos cementos se caracterizan por presentar bajos calores de hidratación, elevadas prestaciones mecánicas, y buena durabilidad frente a diferentes agresivos químicos (medios ácidos, sulfáticos, etc.), y no requerir en su elaboración los elevados consumos energéticos que son inherentes al proceso de fabricación de los cementos Portland. Therefore, the study and development of construction materials alternative to traditional Portland cements, in the manufacture of which no polluting gases are emitted and an appreciable energy saving is obtained, constitutes a line of research of great scientific and technological interest on a world scale. Among these alternative materials are those that come from the alkaline activation of industrial by-products such as high furnace slag and / or fly ash. These cements are obtained by the mixture of said residues and alkaline solutions. These new cements are characterized by low levels of hydration, high mechanical performance, and good durability against different aggressive chemicals (acidic, sulfuric media, etc.), and do not require in their elaboration the high energy consumptions that are inherent in the process of manufacture of Portland cements.

Sin embargo, los activadores alcalinos que favorecen la formación de materiales con mayores resistencias mecánicas y 35 mejor comportamiento durable son los silicatos alcalinos hidratados (Me2O•mSiO2•nH2O; Me= Na o K), denominados “waterglass”, que son materiales sintéticos, obtenidos a través de procesos costosos económicamente y altamente contaminantes. Una vía de mejorar el balance económico y ecológico de los cementos alcalinos sería encontrar sustitutos (totales o parciales) de estos activadores alcalinos, y en esa línea se enmarca la presente invención, en la que se demuestra que residuos vítreos urbanos e industriales pueden ser sustitutos válidos de esas disoluciones alcalinas de “waterglass” 40 como activadores en la preparación de cementos alcalinos. Ello se debe a que los residuos vítreos, debido a su composición química basada fundamentalmente en SiO2 (65-75%) y Na2O (12-15%), son potenciales activadores alcalinos de la familia de los “waterglass”. However, the alkaline activators that favor the formation of materials with greater mechanical resistance and better lasting behavior are the hydrated alkali silicates (Me2O • mSiO2 • nH2O, Me = Na or K), called "waterglass", which are synthetic materials, obtained through costly and highly polluting processes. One way to improve the economic and ecological balance of alkaline cements would be to find substitutes (total or partial) of these alkaline activators, and in that line the present invention is framed, in which it is demonstrated that urban and industrial vitreous waste can be substitutes Valid of these alkaline solutions of "waterglass" 40 as activators in the preparation of alkaline cements. This is due to the fact that vitreous waste, due to its chemical composition based mainly on SiO2 (65-75%) and Na2O (12-15%), are potential alkaline activators of the "waterglass" family.

Los residuos vítreos urbanos recogidos en las ciudades españolas y europeas no se reciclan al 100%. No se reutiliza entre el 40-60% de los residuos, bien porque estos aparecen recubiertos de otros materiales de tipo cerámico y/o metálico; bien 45 porque son fracciones granulométricas muy finas; por una inadecuada composición química, o por problemas asociados al color del vidrio, etc. Estos rechazos se producen porque esas anomalías pueden alterar los procesos convencionales de fabricación del vidrio. Sin embargo, estos residuos serían idóneos para su incorporación en la composición final de los nuevos cementos alcalinos; posibilitando su reutilización. The urban vitreous waste collected in Spanish and European cities is not 100% recycled. It is not reused between 40-60% of the waste, either because these appear coated with other materials of ceramic and / or metallic type; well 45 because they are very fine granulometric fractions; by an inadequate chemical composition, or by problems associated with the color of the glass, etc. These rejections occur because these anomalies can alter conventional glass manufacturing processes. However, these residues would be suitable for incorporation into the final composition of the new alkaline cements; enabling its reuse.

La recolección y gestión de residuos de vidrio es una política medioambiental con una implantación cada vez mayor en los 50 países desarrollados. En los Estados Unidos se generan anualmente 12.5 millones de toneladas de residuos vítreos, de los cuales solo se recicla el 20%. En el año 2008, en España se recogieron alrededor de 1 millón de toneladas de vidrio, de las que se reciclaron el 60%. Sin embargo, aunque se tiende a recolectar y clasificar los residuos vítreos urbanos e industriales según su tipo, lo cierto es que estos residuos contienen vidrios con diversas composiciones químicas (vidrio plano, con y sin color, con recubrimientos cerámicos o metálicos, etc.), lo que dificulta su reutilización, cuando están mezclados, en los 55 The collection and management of glass waste is an environmental policy with an increasing implementation in the 50 developed countries. In the United States, 12.5 million tons of vitreous waste are generated annually, of which only 20% is recycled. In 2008, around 1 million tons of glass were collected in Spain, of which 60% was recycled. However, although there is a tendency to collect and classify the urban and industrial vitreous waste according to its type, the truth is that these residues contain glasses with different chemical compositions (flat glass, with and without color, with ceramic or metallic coatings, etc.) , which makes it difficult to reuse them, when they are mixed, in the 55

procesos tecnológicos convencionales. En la Unión Europea entre un 2-6% de los residuos vítreos están en esta forma de mezcla, y en Rusia asciende a un 6-10%. conventional technological processes. In the European Union between 2-6% of vitreous waste is in this form of mixing, and in Russia it amounts to 6-10%.

Todas las tecnologías existentes de reciclaje de residuos de vidrios mezclados incluyen una operación de triturado. Los fragmentos obtenidos (fracción 1-8 mm) pueden usarse como componentes adicionales (áridos) en la preparación de morteros y hormigones. Sin embargo, esta práctica está limitada ya que en opinión de algunos autores (C.D. Johnston 5 (2000), Journal of Testing and Evaluation, 2 (85), pp. 344-350) se pueden producir procesos de reacción álcali-sílice que pueden disminuir la estabilidad dimensional del hormigón, afectando muy negativamente a su resistencia y durabilidad. Sin embargo, algunos autores (M. Jin, et al. (2000), ACI Structural Journal, 97 (2), pp. 208-213) discrepan abiertamente de esta interpretación; e incluso otros investigadores han demostrado que la sustitución de un 20% del cemento por residuos vítreos en la preparación de hormigones induce mejoras en las propiedades mecánicas y en la durabilidad del hormigón 10 (permeabilidad a cloruros y ciclos hielo-deshielo). En un trabajo muy reciente C. Shi (C. Shi (2009), Journal of Materials in Civil Engineering, 21(10), pp. 529-534) demuestra que la expansión en hormigones con áridos vítreos es debida a la formación de un silicato cálcico-sódico hidratado (N-C-S-H) expansivo alrededor de las partículas del vidrio, procedente de la disolución y precipitación en medio básico de los propios vidrios sódico-cálcicos, y no a la interacción entre las partículas de vidrio y los álcalis del cemento. 15 All existing recycling technologies for mixed glass waste include a shredding operation. The fragments obtained (fraction 1-8 mm) can be used as additional components (aggregates) in the preparation of mortars and concretes. However, this practice is limited since in the opinion of some authors (CD Johnston 5 (2000), Journal of Testing and Evaluation, 2 (85), pp. 344-350) can occur alkali-silica reaction processes that can decrease the dimensional stability of concrete, affecting very negatively its strength and durability. However, some authors (M. Jin, et al. (2000), ACI Structural Journal, 97 (2), pp. 208-213) openly disagree with this interpretation; and even other researchers have shown that the replacement of 20% of the cement by vitreous waste in the preparation of concrete induces improvements in the mechanical properties and in the durability of concrete 10 (permeability to chlorides and ice-thaw cycles). In a very recent work C. Shi (C. Shi (2009), Journal of Materials in Civil Engineering, 21 (10), pp. 529-534) demonstrates that the expansion in concretes with vitreous aggregate is due to the formation of a Calcium-sodium hydrated silicate (NCSH) expansive around the glass particles, coming from the dissolution and precipitation in basic medium of the sodium-calcium glasses themselves, and not to the interaction between the glass particles and the alkalis of the cement. fifteen

Los residuos vítreos mezclados, en forma de polvo (difícilmente reutilizables en los procesos de fabricación del vidrio) pueden ser reutilizados en el sector de la construcción, a través de las siguientes aplicaciones:  Mixed vitreous waste, in the form of powder (hardly reusable in glass manufacturing processes) can be reused in the construction sector, through the following applications:

1. Adiciones puzolánicas en la preparación de cementos Portland (C. Shi, et al. (2005), Cement and Concrete Research, 35(5), pp. 987-993); 1. Pozzolanic additions in Portland cement preparation (C. Shi, et al. (2005), Cement and Concrete Research, 35 (5), pp. 987-993);

2. Preparación de composites vitrocerámicos junto con otros residuos o subproductos industriales, tales como cenizas 20 volantes y escorias, desechos cerámicos, etc. En este caso la sinterización se realiza entre 850-1100ºC (F. Andreola, et al. (2008), Ceramics Internacional 34, pp. 1289-1295); 2. Preparation of glass-ceramic composites together with other waste or industrial by-products, such as fly ash and slags, ceramic waste, etc. In this case, the sintering takes place between 850-1100 ° C (F. Andreola, et al. (2008), Ceramics International 34, pp. 1289-1295);

3. Preparación de composites de matriz polimérica (pavimentos para vehículos y peatones) (W.H. Chester (1992), Utilization of Waste Materials in Civil Engineering Construction, pp. 296-307); 3. Preparation of polymer matrix composites (pavements for vehicles and pedestrians) (W.H. Chester (1992), Utilization of Waste Materials in Civil Engineering Construction, pp. 296-307);

4. Componente principal para la producción de vidrio espumado en la elaboración de materiales termo-aislantes. Este 25 proceso requiere temperaturas comprendidas entre 630 y 850ºC (A.V. Gorokhovski, et al. (2005), Waste Management 25, pp. 733-736); 4. Main component for the production of foamed glass in the manufacture of thermo-insulating materials. This process requires temperatures between 630 and 850 ° C (A.V. Gorokhovski, et al. (2005), Waste Management 25, pp. 733-736);

5. Materia prima para sintetizar silicatos de sodio sólidos y/o sílice purificada. 5. Raw material for synthesizing solid sodium silicates and / or purified silica.

En la literatura de patentes, US 6344081 describe un hormigón que comprende cemento y partículas de vidrio reciclado. Por otra parte, US2005/0055069 describe un proceso de producción de hormigón a partir de vidrio reciclado, donde dicho 30 hormigón comprende de 25-79% en peso de vidrio; 8-35% en peso de cemento y hasta 22% en peso de un inhibidor de la reacción álcali-dióxido de silicio. In the patent literature, US 6344081 describes a concrete comprising cement and recycled glass particles. On the other hand, US2005 / 0055069 describes a process of producing concrete from recycled glass, where said concrete comprises 25-79% by weight of glass; 8-35% by weight of cement and up to 22% by weight of an inhibitor of the alkali-silicon dioxide reaction.

Estas aplicaciones tienen en la práctica algunos importantes problemas. Por una parte, las industrias implicadas (cementeras y de preparación de hormigón) deben de cambiar su proceso convencional al introducir nuevas materias primas, y en algunas ocasiones estos cambios no son valorados positivamente (aplicaciones 1 y 3). Las aplicaciones 2 y 4 implican altos 35 consumos energéticos, lo que incrementa los costos de producción. Además, el proceso de fabricación del vidrio espumado conlleva una importante emisión de CO2 a la atmósfera. These applications have some important problems in practice. On the one hand, the industries involved (cement and concrete preparation) must change their conventional process when introducing new raw materials, and sometimes these changes are not positively valued (applications 1 and 3). Applications 2 and 4 involve high energy consumption, which increases production costs. In addition, the process of manufacturing the foamed glass leads to an important emission of CO2 into the atmosphere.

Por otro lado, actualmente existe un gran interés en el sector de la construcción por desarrollar nuevos cementos y materiales de construcción, cuya fabricación implique menores consumos energéticos y menores emisiones de gases contaminantes a la atmósfera (fundamentalmente CO2), que la fabricación de cemento Portland convencional. Una de las 40 líneas de investigación es obtener nuevos cementos que carecen de clínker. Estos cementos se obtienen por la mezcla de silico-aluminatos amorfos como escorias de horno alto, cenizas volantes, metacaolín o rocas volcánicas, o mezclas binarias y ternarias de estos, con disoluciones fuertemente alcalinas (NaOH, Na2CO3 o silicatos alcalinos hidratados) (F. Puertas (1995), Materiales de Construcción, vol. 45 (239), pp. 53-66). Numerosos trabajos han confirmado las buenas propiedades mecánicas (A. Fernández-Jiménez, F. Puertas, J.G. Palomo (1999), Cement and Concrete Research, vol. 29, pp. 593-604) y 45 durables ( F. Puertas, et al. (2009), Cement and Concrete Composites, vol. 31, pp. 277-284) que presentan estos cementos, morteros y hormigones alcalinos, así como su elevada resistencia térmica (C. Shi (2003), Advances in Cement Research, vol. 15(2), pp. 77-81), siendo en muchos casos superior a la del cemento Portland convencional. On the other hand, there is currently a great interest in the construction sector to develop new cements and construction materials, whose manufacture implies lower energy consumption and lower emissions of polluting gases into the atmosphere (mainly CO2), than the manufacture of Portland cement. conventional. One of the 40 lines of research is to obtain new cements that lack clinker. These cements are obtained by the mixture of amorphous silico-aluminates such as high furnace slag, fly ash, metakaolin or volcanic rocks, or binary and ternary mixtures of these, with strongly alkaline solutions (NaOH, Na2CO3 or hydrated alkali silicates) (F. Puertas (1995), Construction Materials, vol 45 (239), pp. 53-66). Numerous works have confirmed the good mechanical properties (A. Fernández-Jiménez, F. Puertas, JG Palomo (1999), Cement and Concrete Research, vol.29, pp. 593-604) and 45 durables (F. Puertas, et al. (2009), Cement and Concrete Composites, vol 31, pp. 277-284) that present these cements, mortars and alkaline concretes, as well as their high thermal resistance (C. Shi (2003), Advances in Cement Research, vol. 15 (2), pp. 77-81), being in many cases superior to conventional Portland cement.

KR 2010037889 describe un proceso de fabricación de cemento que comprende el empleo de partículas de vidrio reciclado y cenizas volantes, así como un agente activador que puede consistir en NaOH, donde la mezcla es posteriormente sometida 50 a un proceso de curado. Asimismo, GB 2362643 describe un cemento “verde” formado a partir de una mezcla de cenizas de pasta de residuos de papel (60-70% peso) y de residuos de vidrio (30-40% peso). KR 2010037889 describes a cement manufacturing process comprising the use of recycled glass particles and fly ash, as well as an activating agent which may consist of NaOH, where the mixture is subsequently subjected to a curing process. Likewise, GB 2362643 describes a "green" cement formed from a mixture of pulp ash from paper waste (60-70% by weight) and from glass waste (30-40% by weight).

Los estudios realizados sobre estos cementos y hormigones alcalinos (A. Fernández-Jiménez, F. Puertas, J.G. Palomo The studies carried out on these cements and alkaline concretes (A. Fernández-Jiménez, F. Puertas, J.G. Palomo

(1999), Cement and Concrete Research, vol. 29, pp. 593-604) han demostrado que el factor más determinante, desde el punto de vista resistente, es la naturaleza del activador alcalino; siendo las disoluciones de silicato sódico hidratadas (“waterglass”) aquellas que confieren al material cementante las mayores resistencias mecánicas. Teniendo en cuenta que los residuos vítreos urbanos son materiales amorfos con una composición química basada en SiO2 (65-75%), CaO (6-12%), Na2O (12-15%), Al2O3 (0.5-5%) y Fe2O3 (0.1-3%), se podría pensar que estos materiales pudieran ser potenciales 5 activadores alcalinos (de la familia del “waterglass”) de escorias vítreas de horno alto y/o cenizas volantes o de otros aluminosilicatos. (1999), Cement and Concrete Research, vol. 29, pp. 593-604) have shown that the most determining factor, from the resistant point of view, is the nature of the alkaline activator; being the solutions of hydrated sodium silicate ("waterglass") those that confer to the cementante material the greater mechanical resistances. Taking into account that urban vitreous waste is amorphous material with a chemical composition based on SiO2 (65-75%), CaO (6-12%), Na2O (12-15%), Al2O3 (0.5-5%) and Fe2O3 (0.1-3%), one might think that these materials could be potential alkaline activators (from the "waterglass" family) of high-kiln vitreous slag and / or fly ash or other aluminosilicates.

Descripción de la invención Description of the invention

Es un primer objeto de la invención un procedimiento para la fabricación de cementos alcalinos a partir de residuos vítreos urbanos e industriales, entre otros componentes. Estos componentes pueden consistir en escorias vítreas de horno alto, 10 cenizas volantes u otros materiales silico-aluminosos susceptibles de ser activados alcalinamente. Además, también se van a emplear disoluciones alcalinas del tipo NaOH y/o NaOH + Na2CO3. It is a first object of the invention a process for the manufacture of alkaline cements from urban and industrial vitreous waste, among other components. These components may consist of high kiln vitreous slag, fly ash or other silico-aluminous materials capable of being activated alkaline. In addition, alkaline solutions of the NaOH and / or NaOH + Na2CO3 type are also to be used.

Asimismo, es un objeto adicional de la invención el empleo de dichos cementos alcalinos para preparar los correspondientes hormigones. Also, it is a further object of the invention the use of said alkaline cements to prepare the corresponding concretes.

De este modo, la invención se refiere a un nuevo procedimiento de la fabricación de cementos alcalinos basado en el 15 empleo de nuevas materias primas (residuos vítreos). Asimismo, dicho procedimiento presenta la ventaja, frente a otros procesos del estado de la técnica, de llevarse a cabo a partir de un sistema de activación no solo química, sino también mecano-química. Dicho sistema de activación mecano-química es especialmente ventajoso, al tratarse de un sistema mucho más efectivo desde el punto de vista del desarrollo resistente de las pastas de los cementos y hormigones. Thus, the invention relates to a new process for the manufacture of alkaline cements based on the use of new raw materials (vitreous waste). Likewise, said method has the advantage, compared to other processes of the state of the art, of being carried out from a system of activation not only chemical, but also mechano-chemical. This mechano-chemical activation system is especially advantageous, as it is a much more effective system from the point of view of the resistant development of the pastes of cements and concretes.

Por tanto, como consecuencia del empleo de los residuos vítreos como materia prima del procedimiento, es posible sustituir 20 a las disoluciones de silicato sódico hidratado (denominado “waterglass”) utilizadas comúnmente en la técnica; disoluciones que confieren a los cementos y hormigones alcalinos las mayores resistencias, pero que se obtienen a través de procesos costosos energética y ecológicamente. De este modo, la presente invención es capaz de aportar ventajas económicas y ecológicas evidentes asociadas al producto final, pero también relacionadas con la recuperación o valorización de un residuo (residuos vítreos urbanos o industriales) no reutilizables en los procesos convencionales de fabricación de vidrio. 25 Therefore, as a result of the use of the glassy residues as raw material of the process, it is possible to replace the solutions of hydrated sodium silicate (so-called "waterglass") commonly used in the art; solutions that give the cements and alkaline concretes the greatest resistance, but that are obtained through costly energy and ecology processes. Thus, the present invention is capable of providing obvious economic and ecological advantages associated with the final product, but also related to the recovery or recovery of a waste (urban or industrial vitreous waste) not reusable in conventional glass manufacturing processes. 25

Breve descripción de las figuras Brief description of the figures

La FIG. 1a muestra los resultados de resistencia a la compresión en función de la relación residuo vítreo/escoria vítrea de horno alto sometida a activación química con una solución de NaOH/Na2CO3 durante 7 días; FIG. 1a shows the results of compressive strength as a function of the ratio vitreous residue / vitreous slag of high furnace subjected to chemical activation with a NaOH / Na2CO3 solution for 7 days;

La FIG. 1b muestra los resultados de resistencia a la flexión en función de la relación residuo vítreo/escoria vítrea de horno alto sometida a activación química con una solución de NaOH/Na2CO3 durante 7 días; 30   FIG. 1b shows the results of flexural strength as a function of the vitreous residue / vitreous slag ratio of the high furnace subjected to chemical activation with a NaOH / Na2CO3 solution for 7 days; 30

La FIG. 1c muestra los resultados de de resistencia a la compresión en función de la relación residuo vítreo/escoria vítrea de horno alto sometida a activación química con una solución de NaOH/Na2CO3 durante 90 días; FIG. 1c shows the results of compressive strength as a function of the ratio vitreous residue / vitreous slag of high furnace subjected to chemical activation with a NaOH / Na2CO3 solution for 90 days;

La FIG. 1d muestra los resultados de resistencia a la flexión en función de la relación residuo vítreo/escoria vítrea de horno alto sometida a activación química con una solución de NaOH/Na2CO3 durante 90 días;  FIG. 1d shows the results of resistance to bending as a function of the vitreous residue / vitreous slag ratio of the high furnace subjected to chemical activation with a NaOH / Na2CO3 solution for 90 days;

La FIG. 2a muestra los resultados de resistencia a la compresión en función de la relación residuo vítreo/escoria vítrea de 35 horno alto sometida a activación mecano-química con una solución de NaOH/Na2CO3 durante 7 días; FIG. 2a shows the results of compressive strength as a function of the vitreous residue / vitreous slag ratio of a high furnace subjected to mechanical-chemical activation with a NaOH / Na2CO3 solution for 7 days;

La FIG. 2b muestra los resultados de resistencia a la flexión en función de la relación residuo vítreo/escoria vítrea de horno alto sometida a activación mecano-química con una solución de NaOH/Na2CO3 durante 7 días;   FIG. 2b shows the results of resistance to bending as a function of the vitreous residue / vitreous slag ratio of the high furnace subjected to mechanical-chemical activation with a NaOH / Na2CO3 solution for 7 days;

La FIG. 2c muestra los resultados de de resistencia a la compresión en función de la relación residuo vítreo/escoria vítrea de horno alto sometida a activación mecano-química con una solución de NaOH/Na2CO3 durante 90 días; 40 FIG. 2c shows the results of the compressive strength as a function of the vitreous residue / vitreous slag ratio of the high furnace subjected to mechanical-chemical activation with a NaOH / Na2CO3 solution for 90 days; 40

La FIG. 2d muestra los resultados de resistencia a la flexión en función de la relación residuo vítreo/escoria vítrea de horno alto sometida a activación mecano-química con una solución de NaOH/Na2CO3 durante 90 días.  FIG. 2d shows the results of resistance to bending as a function of the vitreous residue / vitreous slag ratio of the high furnace subjected to mechanical-chemical activation with a NaOH / Na2CO3 solution for 90 days.

Descripción detallada de la invención Detailed description of the invention

Es por tanto un primer objeto de la invención un procedimiento para la fabricación de cementos alcalinos reutilizando residuos vítreos urbanos y/o industriales en su composición. 45 It is therefore a first object of the invention a process for the manufacture of alkaline cements reusing urban and / or industrial vitreous waste in its composition. Four. Five

Las condiciones de preparación de los cementos se describen a continuación: The conditions of preparation of the cements are described below:

Se denomina M: Material o mezcla de materiales susceptibles de ser activados alcalinamente (preferentemente seleccionados entre escorias de horno alto, cenizas volantes, metacaolín, o cualquier otro material natural o artificial de composición silico-aluminosa), D: Disolución alcalina (preferentemente seleccionada entre NaOH o NaOH y Na2CO3); V: It is called M: Material or mixture of materials susceptible to be activated alkaline (preferably selected from slag of high furnace, fly ash, metakaolin, or any other natural or artificial material of silico-aluminous composition), D: Alkaline solution (preferably selected from NaOH or NaOH and Na 2 CO 3); V:

Residuo vítreo y A: Áridos. Vitreous waste and A: Aggregates.

Si bien la composición de estos residuos vítreos puede variar según el origen y tipo de residuo vítreo seleccionado, de manera general, la composición de los residuos vítreos puede comprender SiO2 (65-75%), CaO (6-12%), Na2O (12-15%), Al2O3 (0.5-5%) y Fe2O3 (0.1-3%). Although the composition of these vitreous residues can vary according to the origin and type of vitreous waste selected, in general, the composition of the vitreous waste can include SiO2 (65-75%), CaO (6-12%), Na2O ( 12-15%), Al2O3 (0.5-5%) and Fe2O3 (0.1-3%).

En una realización particular, dicha composición puede comprender SiO2 (72.04%), Al2O3 (1.62%), Fe2O3 (0.27%), MgO 5 (3.39%), CaO (8.19%), Na2O (12.11%), K2O (2.32%), TiO2 (0.04%), P2O5 (0.02%), Cr (179 ppm), Ba (67 ppm) y Pb (6 ppm). In a particular embodiment, said composition may comprise SiO2 (72.04%), Al2O3 (1.62%), Fe2O3 (0.27%), MgO5 (3.39%), CaO (8.19%), Na2O (12.11%), K2O (2.32%). ), TiO2 (0.04%), P2O5 (0.02%), Cr (179 ppm), Ba (67 ppm) and Pb (6 ppm).

De este modo, el procedimiento objeto de la invención se caracteriza por que comprende mezclar al menos un material silico-aluminoso susceptible de ser activado alcalinamente y al menos un activador alcalino que consiste en al menos un residuo vítreo seleccionado entre residuos vítreos urbanos y residuos vítreos industriales, o cualquiera de sus mezclas, donde el porcentaje en peso de residuo vítreo en el cemento alcalino se encuentra comprendido entre 20% y 80%, y más 10 preferentemente entre 50% y 80% . Adicionalmente, se añade a la mezcla al menos una disolución alcalina de pH superior a 13, donde dicha disolución es preferentemente seleccionada entre una disolución de NaOH y una disolución de NaOH y Na2CO3. In this way, the process object of the invention is characterized in that it comprises mixing at least one silico-aluminous material capable of being activated alkaline and at least one alkaline activator consisting of at least one vitreous waste selected from urban vitreous waste and vitreous waste. industrial, or any of their mixtures, where the weight percentage of vitreous residue in the alkaline cement is between 20% and 80%, and more preferably between 50% and 80%. Additionally, at least one alkaline solution of pH greater than 13 is added to the mixture, wherein said solution is preferably selected from a solution of NaOH and a solution of NaOH and Na 2 CO 3.

En una realización particular de la invención, la mezcla y homogenización del material silico-aluminoso susceptible de ser activado alcalinamente (M) y del residuo vítreo (V) puede llevarse a cabo mecánicamente (por ejemplo, mediante túrbula), 15 durante al menos 2 horas. In a particular embodiment of the invention, the mixing and homogenization of the silico-aluminous material capable of being activated alkaline (M) and of the vitreous residue (V) can be carried out mechanically (for example, by turbula), during at least 2 hours. hours.

Asimismo, en una realización particular de la invención, una vez homogeneizada la mezcla puede procederse a la activación química de la misma. Esta activación química puede llevarse a cabo mediante la adición directa a la mezcla del material silico-aluminoso susceptible de ser activado alcalinamente (M) y del residuo vítreo (V) de al menos una disolución alcalina (D), preferentemente seleccionada entre una disolución de NaOH (preferentemente una disolución fuertemente básica con 20 un pH superior a 13, y más preferentemente de pH=13.19) y una disolución de NaOH/Na2CO3 (de la misma manera, con un pH preferentemente superior a 13, y más preferentemente de pH=13.29) en una concentración equivalente preferentemente comprendida entre 3% y 20% de Na2O sobre el 100% del material silico-aluminoso susceptible de ser activado alcalinamente (M). En cada caso, será preciso determinar la relación líquido/sólido óptima para conseguir el escurrimiento o consistencia adecuada. 25 Also, in a particular embodiment of the invention, once the mixture is homogenized, chemical activation thereof can proceed. This chemical activation can be carried out by directly adding to the mixture the alkali-activated alumino-silico-alumina material (M) and the vitreous residue (V) of at least one alkaline solution (D), preferably selected from a solution of NaOH (preferably a strongly basic solution with a pH greater than 13, and more preferably of pH = 13.19) and a NaOH / Na2CO3 solution (in the same manner, with a pH preferably greater than 13, and more preferably pH = 13.29) in an equivalent concentration preferably comprised between 3% and 20% Na2O over 100% of the silico-aluminous material capable of being activated alkaline (M). In each case, it will be necessary to determine the optimum liquid / solid ratio to achieve proper runoff or consistency. 25

Tras la activación química de la mezcla, puede procederse al curado de la misma. La temperatura a la que se lleva a cabo dicha etapa de curado depende de la naturaleza del material susceptible de ser activado alcalinamente, pudiendo variar entre temperatura ambiente (20ºC-25ºC) o una temperatura superior, preferentemente comprendida entre 65ºC y 85ºC. El primer caso se lleva a cabo preferiblemente cuando el material silico-aluminoso comprende silico-aluminatos ricos en calcio (como por ejemplo, escorias vítreas de horno alto) y el segundo, cuando comprende silico-aluminatos pobres en calcio 30 (como por ejemplo, cenizas volantes). La preparación de los morteros de estos cementos puede llevarse a cabo, preferentemente, en igualdad de condiciones a las descritas en la norma de cementos europea EN 197-1. After the chemical activation of the mixture, it can be cured. The temperature at which said curing step is carried out depends on the nature of the material capable of being activated alkaline, and can vary between room temperature (20 ° C-25 ° C) or a higher temperature, preferably comprised between 65 ° C and 85 ° C. The first case is preferably carried out when the silico-aluminous material comprises calcium-rich silico-aluminates (such as high-kiln vitreous slags) and the second case when it comprises calcium-poor silico-aluminates (as, for example, Fly ash). The preparation of the mortars of these cements can be carried out, preferably under equal conditions to those described in the European cement standard EN 197-1.

En otra realización particular de la invención, de manera previa a la preparación de la mezcla del material silico-aluminoso susceptible de ser activado alcalinamente (M) y del residuo vítreo (V), el residuo vítreo (V) puede ser sometido a un proceso de molienda, preferentemente en molino de bolas. Dicha molienda puede llevarse a cabo de tal manera que por cada gramo 35 de residuo vítreo (V) se añada entre 5 ml y 20 ml de al menos una disolución alcalina (D), preferentemente seleccionada entre una disolución de NaOH (preferentemente de pH superior a 13, y más preferentemente de pH=13.19) y una disolución de NaOH/Na2CO3 (preferentemente de pH superior a 13, y más preferentemente de pH=13.29) en una concentración equivalente preferentemente comprendida entre 3% y 20% de Na2O sobre el 100% del material silico-aluminoso susceptible de ser activado alcalinamente (M). Los tiempos de molienda pueden variar preferentemente entre 2 y 6 h, hasta alcanzar un 40 tamaño final medio de partícula preferentemente inferior a 90 μm. En este caso, por tanto, la activación de la mezcla consiste en una activación mecano-química (a diferencia de la activación química de la realización anterior). In another particular embodiment of the invention, prior to the preparation of the mixture of the silico-aluminous material capable of being activated alkaline (M) and of the vitreous residue (V), the vitreous residue (V) can be subjected to a process of grinding, preferably in a ball mill. Said grinding can be carried out in such a way that for each gram of vitreous residue (V) there is added between 5 ml and 20 ml of at least one alkaline solution (D), preferably selected from a solution of NaOH (preferably of higher pH to 13, and more preferably of pH = 13.19) and a NaOH / Na2CO3 solution (preferably of pH above 13, and more preferably of pH = 13.29) in an equivalent concentration preferably comprised between 3% and 20% Na2O on the 100% silico-aluminous material capable of being activated alkaline (M). The grinding times may preferably vary between 2 and 6 h, until reaching a final average particle size preferably less than 90 μm. In this case, therefore, the activation of the mixture consists of a mechanical-chemical activation (unlike the chemical activation of the previous embodiment).

En esta realización particular de activación mecano-química, una vez obtenida una suspensión residuo vítreo (V)-disolución alcalina (D), se procede a la adición del material susceptible de ser activado alcalinamente (M) (preferentemente, una mezcla de silico-aluminatos) para formar las mezclas con las proporciones correspondientes. Como en el caso de la 45 activación química, la relación material silico-aluminoso/residuo vítreo en dichas mezclas se encuentra comprendida entre 80/20 y 20/80, y más preferentemente entre 70/30 y 30/70. In this particular embodiment of mechano-chemical activation, once a vitreous residue suspension (V) - alkaline solution (D) is obtained, the addition of the material capable of being activated alkaline (M) (preferably a mixture of aluminates) to form the mixtures with the corresponding proportions. As in the case of chemical activation, the silico-aluminous / vitreous residue ratio in said mixtures is between 80/20 and 20/80, and more preferably between 70/30 and 30/70.

Posteriormente, el proceso de amasado, compactación y curado de las probetas puede llevarse a cabo en igualdad de condiciones a las descritas en la activación química, es decir, en igualdad de condiciones a las descritas para la norma de cementos europea EN 197-1. 50  Subsequently, the process of kneading, compaction and curing of the test pieces can be carried out under equal conditions to those described in the chemical activation, that is, in equal conditions to those described for the European cement standard EN 197-1. fifty

En una realización particular adicional de la invención, el procedimiento puede comprender asimismo la adición de áridos silíceos o calcáreos (A), preferentemente en una relación A/M entre 1/1 y 4/1. De este modo, es objeto adicional de la invención el uso de los cementos descritos para la preparación de los correspondientes hormigones. La fabricación de estos hormigones puede llevarse a cabo siguiendo las recomendaciones de los reglamentos y prescripciones de cada país; en el caso de España, siguiendo la EHE-08. 55 In a further particular embodiment of the invention, the process may also comprise the addition of siliceous or calcareous aggregates (A), preferably in an A / M ratio between 1/1 and 4/1. Thus, it is additional object of the invention the use of the cements described for the preparation of the corresponding concretes. The manufacture of these concretes can be carried out following the recommendations of the regulations and prescriptions of each country; in the case of Spain, following the EHE-08. 55

En todos los procesos descritos anteriormente se habrá de tener especial cuidado con el manejo de los residuos vítreos, así como con el de las disoluciones fuertemente alcalinas. In all the processes described above, special care should be taken with the handling of vitreous waste, as well as that of strongly alkaline solutions.

Ejemplos   Examples

A continuación se recogen una serie de ejemplos a modo ilustrativo y con carácter no limitante de la presente invención: Following are a series of examples by way of illustration and non-limiting nature of the present invention:

Ejemplo 1 5 Example 1 5

En este primer ejemplo se procedió a preparar un cemento alcalino según el procedimiento objeto de la invención, tal y como ha sido anteriormente descrito.  In this first example, an alkaline cement was prepared according to the process object of the invention, as previously described.

Para ello, se prepararon distintas mezclas residuo vítreo/escoria vítrea de horno alto (BFS) (desde 30/70 hasta 100/0), con la siguiente composición química (en porcentaje en peso):  For this purpose, different vitreous waste / glassy oven high slag (BFS) mixtures were prepared (from 30/70 to 100/0), with the following chemical composition (in weight percentage):

Tabla 1. Composición química de la escoria vítrea de horno alto (BFS (% en peso) 10  Table 1. Chemical composition of high furnace vitreous slag (BFS (% by weight) 10

SiO2  SiO2
35.34 Na2O 0.01  35.34 Na2O 0.01

Al2O3  Al2O3
13.65 SO3- 0.06  13.65 SO3- 0.06

Fe2O3  Fe2O3
0.39 S2- 1.91  0.39 S2- 1.91

MgO  MgO
4.11 L.O.I. 2.72  4.11 L.O.I. 2.72

CaO  CaO
41.00 I.R. 0.64  41.00 I.R. 0.64

Tabla 2. Composición química residuo vítreo (% en peso) Table 2. Vitreous residue chemical composition (% by weight)

SiO2  SiO2
72.04 K2O 2.32  72.04 K2O 2.32

Al2O3  Al2O3
1.62 TiO2 0.04  1.62 TiO2 0.04

Fe2O3  Fe2O3
0.27 P2O5 0.02  0.27 P2O5 0.02

MgO  MgO
3.39 Cr (ppm)  3.39 Cr (ppm)

CaO  CaO
8.19 Ba (ppm)  8.19 Ba (ppm)

Na2O  Na2O
12.11 Pb (ppm)  12.11 Pb (ppm)

A continuación, a dichas mezclas se adicionó de manera directa una disolución alcalina NaOH/Na2CO3 de pH=13.29, en una concentración equivalente al 5% de Na2O sobre el 100% de escoria en la mezcla. La relación líquido/sólido se 15 mantuvo constante en 0.4. La preparación de las pastas se realizó manualmente y la pasta obtenida fue vertida en moldes de 1x1x6 cm. Las muestras fueron curadas en una cámara de humedad a 22 ± 2ºC y una humedad relativa del 99%. El comportamiento mecánico de las mezclas a 7 y 90 días de curado se muestra en la Fig. 1. Como medio de referencia se utilizó una mezcla de escoria vítrea de horno alto (sin residuo cerámico) activada con la misma disolución activadora a igual concentración, y con iguales condiciones de preparación y curado de las pastas. 20  Subsequently, an alkaline solution NaOH / Na2CO3 of pH = 13.29 was added directly to said mixtures in a concentration equivalent to 5% of Na2O over 100% of slag in the mixture. The liquid / solid ratio remained constant at 0.4. The preparation of the pastes was done manually and the obtained paste was poured in molds of 1x1x6 cm. The samples were cured in a humidity chamber at 22 ± 2ºC and a relative humidity of 99%. The mechanical behavior of the mixtures at 7 and 90 days of curing is shown in Fig. 1. As a reference medium, a mixture of high furnace vitreous slag (without ceramic residue) activated with the same activating solution at the same concentration was used, and with the same conditions of preparation and curing of the pastes. twenty

En la Fig. 1, la mezcla 0/100 es la pasta sin residuo vítreo. Como se puede apreciar, se obtienen resistencias comparables cuando el contenido de escoria es del 60 o 80%.  In Fig. 1, the 0/100 mixture is the paste without vitreous residue. As can be seen, comparable resistances are obtained when the slag content is 60 or 80%.

Ejemplo 2 Example 2

En este segundo ejemplo, anteriormente a preparar las mezclas residuo vítreo/escoria vítrea de horno alto, este residuo fue sometido a un proceso de molienda en un molino de bolas. Esta molienda se realizó de tal manera que por cada 25 gramo de residuo había en el molido 100 g de bolas, con granulometría diferenciadas. Además, por cada gramo de residuo vítreo se añadió 10 ml de la disolución alcalina (NaOH/Na2CO3 pH=13.29, al 5% Na2O por masa de escoria), con igual concentración a la descrita anteriormente. En todos los casos el tamaño de las partículas del residuo vítreo fue siempre inferior a la 45 µm. Los tiempos de molienda fueron: 10 min, 2h, 4h y 6h.  In this second example, prior to preparing the vitreous waste / glass slag from the high furnace, this residue was subjected to a milling process in a ball mill. This milling was carried out in such a way that for every 25 grams of residue there was in the milling 100 g of balls, with differentiated granulometry. In addition, for each gram of vitreous residue, 10 ml of the alkaline solution (NaOH / Na2CO3 pH = 13.29, 5% Na2O per slag mass) was added, with the same concentration as described above. In all cases, the particle size of the vitreous residue was always less than 45 μm. The milling times were: 10 min, 2h, 4h and 6h.

Con las suspensiones vidrio-disolución alcalina resultantes, a cada tiempo de molienda, añadió la escoria de horno 30 alto para formar las mezclas con las proporciones correspondientes (30/70 hasta 100/0). La relación líquido/sólido se  With the resultant alkaline glass-solution suspensions, at each milling time, he added the slag from the furnace 30 to form the mixtures with the corresponding proportions (30/70 to 100/0). The liquid / solid ratio is

mantuvo constante en 0.4. Posteriormente, el proceso de amasado, compactación y curado de las probetas se realizó en igualdad de condiciones a las descritas en la activación química. kept constant at 0.4. Subsequently, the process of kneading, compaction and curing of the test pieces was carried out in equal conditions to those described in the chemical activation.

En todos los casos se determinaron las resistencias mecánicas a flexión y compresión a los 7 y 90 días de curado.  In all cases, the mechanical resistance to bending and compression was determined after 7 and 90 days of curing.

Los resultados evidencian que las mezclas de 50/50 desarrollan mayores resistencias a compresión que las que carecen de residuos vítreos (mezclas 0/100). 5  The results show that 50/50 mixtures develop higher compressive strengths than those that lack vitreous residues (0/100 mixtures). 5

Claims

REIVINDICACIONES 1. Procedimiento para la fabricación de cementos alcalinos caracterizado por que comprende mezclar una disolución alcalina de pH superior a 13, donde dicha disolución es seleccionada entre una disolución de NaOH y una disolución de NaOH y Na2CO3, con al menos un material silico-aluminoso susceptible de ser activado alcalinamente y al menos un residuo vítreo seleccionado entre residuos vítreos urbanos y residuos vítreos industriales, o cualquiera de sus mezclas, donde el 5 porcentaje en peso de residuo vítreo en el cemento alcalino se encuentra comprendido entre 20% y 80%. 2. Procedimiento, de acuerdo a la reivindicación 1, donde la disolución alcalina de pH superior a 13 es adicionada de manera directa sobre una mezcla homogénea del material silico-aluminoso y del residuo vítreo, dando lugar a una activación química de la mezcla. 3. Procedimiento, de acuerdo a la reivindicación 1 o 2, donde tras la activación química, se lleva a cabo una etapa de 10 curado de la mezcla. 4. Procedimiento, de acuerdo a la reivindicación 3, donde dicho curado se lleva a cabo a temperatura ambiente comprendida entre 20ºC y 25ºC, o a una temperatura comprendida entre 65ºC y 85ºC. 5. Procedimiento, de acuerdo a la reivindicación 1, donde de manera previa a la mezcla del material silico-aluminoso susceptible de ser activado alcalinamente y del residuo vítreo, se lleva a cabo una etapa de molienda del residuo vítreo con 15 la disolución alcalina de pH superior a 13, seguido de la posterior mezcla del residuo vítreo y la disolución alcalina de pH superior a 13 con el material silico-aluminoso susceptible de ser activado alcalinamente, dando lugar a una activación mecano-química de la mezcla. 6. Procedimiento, de acuerdo a la reivindicación 5, donde por cada gramo de residuo vítreo se añade entre 5 ml y 20 ml de la disolución alcalina de pH superior a 13. 20 7. Procedimiento, de acuerdo a la reivindicación 5 o 6, donde la molienda se lleva a cabo durante un tiempo comprendido entre 2 h y 6 h, hasta alcanzar un tamaño final medio de partícula del residuo vítreo inferior a 90 μm. 8. Procedimiento, de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde la disolución alcalina se emplea en una concentración equivalente entre 3% y 20% de Na2O sobre el 100% del material silico-aluminoso susceptible de ser activado alcalinamente. 25 9. Procedimiento, de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el residuo vítreo comprende, en porcentaje en peso, entre 65% y 75% de SiO2, entre 6% y 12% de CaO, entre 12% y 15% de Na2O, entre 0.5% y 5% de Al2O3 y entre 0.1% y 3% de Fe2O3. 10. Procedimiento, de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el material silico-aluminoso es seleccionado de un grupo que consiste en escorias vítreas de horno alto, cenizas volantes y metacaolín, así como cualquiera 30 de sus combinaciones. 11. Procedimiento, de acuerdo a una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que comprende una etapa posterior de adición de áridos. 12. Procedimiento, de acuerdo a la reivindicación 11, donde dichos áridos son seleccionados entre áridos silíceos y áridos calcáreos y donde dichos áridos son añadidos en una relación árido/material silico-aluminoso susceptible de ser 35 activado alcalinamente comprendida entre 1/1 y 4/1. 13. Cemento alcalino obtenible a partir de un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores. 14. Uso de un cemento alcalino de acuerdo a la reivindicación 13 para la fabricación de hormigón y/o prefabricados.   Process for the manufacture of alkaline cements, characterized in that it comprises mixing an alkaline solution with a pH higher than 13, where said solution is selected from a solution of NaOH and a solution of NaOH and Na2CO3, with at least one material silico-aluminoso susceptible of being activated alkaline and at least one vitreous waste selected between urban vitreous waste and industrial vitreous waste, or any of its mixtures, where the percentage by weight of vitreous residue in the alkaline cement is between 20% and 80%. 2. Process, according to claim 1, wherein the alkaline solution of pH higher than 13 is added directly to a homogeneous mixture of the silico-aluminous material and the vitreous residue, giving rise to a chemical activation of the mixture. 3. Process, according to claim 1 or 2, wherein after the chemical activation, a step of curing the mixture is carried out. 4. Process, according to claim 3, wherein said curing is carried out at room temperature comprised between 20 ° C and 25 ° C, or at a temperature comprised between 65 ° C and 85 ° C. 5. Process, according to claim 1, wherein prior to the mixing of the alkali-activated silico-aluminous material and the vitreous residue, a step of grinding the vitreous residue with the alkaline solution is carried out. pH higher than 13, followed by the subsequent mixing of the vitreous residue and the alkaline solution of pH higher than 13 with the silico-aluminous material capable of being activated alkaline, giving rise to a mechanical-chemical activation of the mixture. 6. Process, according to claim 5, wherein for each gram of vitreous residue between 5 ml and 20 ml of the alkaline solution of pH higher than 13 is added. 7. Process according to claim 5 or 6, wherein the grinding is carried out for a time between 2 h and 6 h, until reaching a final average particle size of the vitreous residue below 90 μm. 8. Process, according to any one of the preceding claims, wherein the alkaline solution is used in an equivalent concentration between 3% and 20% Na2O on 100% of the silico-aluminous material capable of being activated alkaline. 25 9. Process, according to any one of the preceding claims, wherein the vitreous waste comprises, in percentage by weight, between 65% and 75% of SiO2, between 6% and 12% of CaO, between 12% and 15% of Na2O, between 0.5% and 5% of Al2O3 and between 0.1% and 3% of Fe2O3. 10. Process according to any one of the preceding claims, wherein the silico-aluminous material is selected from a group consisting of tall furnace, fly ash and metakaolin vitreous slags, as well as any of its combinations. 11. Process, according to any one of the preceding claims, characterized in that it comprises a subsequent stage of aggregate addition. 12. Process, according to claim 11, wherein said aggregates are selected from siliceous aggregates and calcareous aggregates and where said aggregates are added in an arid / silico-aluminous material ratio capable of being activated alkaline comprised between 1/1 and 4 /one. 13. Alkaline cement obtainable from a process according to any one of the preceding claims. 14. Use of an alkaline cement according to claim 13 for the manufacture of concrete and / or prefabricated.      
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