ES2578059A1

ES2578059A1 - Cemento para la estabilización de terrenos

Info

Publication number: ES2578059A1
Application number: ES201530061A
Authority: ES
Inventors: Fernando GÓMEZ ESTEBAN; Makan NOROZE GHALAHTAKE
Original assignee: Camacho Recycling S L U; CAMACHO RECYCLING SLU
Current assignee: Camacho Recycling S L U; CAMACHO RECYCLING SLU
Priority date: 2015-01-19
Filing date: 2015-01-19
Publication date: 2016-07-20
Anticipated expiration: 2035-01-19
Also published as: ES2578059B1

Abstract

Cemento para estabilización de terreno. Se describe un cemento adecuado para la estabilización de terrenos. El cemento está compuesto por vidrio micronizado, metacaolín y reactivos alcalinos para conseguir un pH 13. El vidrio micronizado tiene un tamaño de partícula menor a 15 micras y el contenido en dióxido de silicio del vidrio micronizado es mayor al 50%. Se describen morteros obtenidos con este cemento.

Description

DESCRIPCIÓN

Cemento para la estabilización de terrenos.

Campo técnico de la invención 5

La presente invención es una patente de adición a la patente P201200917.

La presente invención describe un cemento adecuado para la estabilización de terrenos. El cemento está compuesto por vidrio micronizado, metacaolín y reactivos alcalinos para conseguir un pH 13. El vidrio micronizado tiene un tamaño de partícula menor a 15 micras y el 10 contenido en dióxido de silicio del vidrio micronizado es mayor al 50%. La invención describe morteros que comprenden el citado cemento.

Antecedentes de la invención

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Uno de los problemas asociados en la fabricación de cementos es el gasto energético y la emisión de dióxido de carbono en la fabricación del clinker, es por tanto una necesidad reducir su contenido en cementos.

El documento más cercano a la invención EP2103579 describe una aglutinante para redes 20 viales que comprende metacaolín, cemento, vidrio triturado y cal en donde el contenido de metacaolín más el contenido de cristal triturado está comprendido entre el 70-90%. Este documento describe el contenido en metacaolín está comprendido entre el 25-70% y el contenido en vidrio triturado está comprendido entre el 10-40%.

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Sin embargo, el precio del metacaolín es el elevado es una necesidad reducir el contenido de metacaolín en los aglutinantes o matrices cementantes. El mortero descrito es un mortero fluido y es necesario aumentar la cantidad de agua durante el amasado para obtener la fluidez necesaria.

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La patente principal española P201200917 describe una matriz cementante compuesta por un 80% de vidrio micronizado, un 8% de cemento Portland 52.5, un 8% de óxido de cálcio y un 4% de metacaolín.

Objeto de la invención 35

El problema resuelto por la invención es reducir el contenido en metacaolín en la matriz cementante. La solución encontrada por los inventores es un cemento adecuado para la estabilización de terrenos que comprende:

 Al menos un 80% en peso de un vidrio micronizado con un tamaño de partícula 40 menor a 15 micras con un contenido en dióxido de silicio mayor al 50%,

 Metacaolín,

 Reactivos alcalinos para obtener un pH 13,

en donde el contenido metacaolín y vidrio micronizado es mayor al 90%.

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Este cemento permite reducir al máximo la cantidad del clinker y reducir el contenido de metacaolín en los cementos.

Otro problema resuelto para invención es poder reciclar cualquier tipo de vidrio, especialmente, el vidrio de pantallas de TV, vidrio Pyrex y fibras de vidrio que no es adecuado para el reciclado 50 de envases.

Descripción detallada de la invención

Todos los porcentajes descritos en la invención están referidos en peso sobre base seca.

El vidrio micronizado para la fabricación del cemento debe tener un contenido en dióxido de 5 silicio mayor al 50% y un tamaño de partícula menor a 15 micras.

El experto en la materia conoce que cada tipo de vdrio tiene una composición química en unos rangos específicos como se describe en la patente principal. Así ,el vidrio Pyrex tiene un alto contenido en óxido de boro y óxido de bario; la fibra de vidrio contienen óxido de hierro (III), 10 óxido de titanio; y las pantallas de televisión contienen óxido de bario,óxido de estroncio, óxido férrico, óxido de titanio, óxido de cerio, óxido de plomo, óxido de zinc, óxido de arsénico y óxido de antimonio.De la misma manera, el vidrio sodocálcico, obtenido de ventanas o envases, tiene un contenido en dióxido de silicio mayor al 75%.

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La superficie específica del vidrio micronizado tiene una superficie específica de 900 m2/kg que es el doble de la superficie específica de los cementos descritos en el estado de la técnica.

Los reactivos alcalinos utilizados en la fabricación del cemento pueden ser cemento Portland, óxido calcio para obtener un pH 13 y activar el vidrio micronizado. Otros reactivos alcalinos 20 como amoniaco, hidróxidos alcalino-térreos o hidróxidos alcalinos pueden ser utilizados.

La mayoría de los áridos utilizados en España contienen arcillas. Las arcillas sin tratar tienen una estructura molecular similar a algunos polímeros, y dan propiedades plásticas. La estructura puede atrapar agua entre sus capas moleculares, causando cambios en la densidad 25 y el volumen. A mayor área superficial de la arcilla, mayor será su capacidad de atraer agua y mayor también será su comportamiento expansivo.

Cuando se agrega óxido de calcio a un agregado con arcilla, el ión Ca++ reemplaza al ión sodio y las partículas de arcilla se transforman en hidratos cálcicos de sílice y alúmina. El intercambio 30 iónico expulsa también las partículas de cal que se hallaban acumuladas en la superficie de la arcilla. La reacción ocurre con la sílice y alúmina disponible en la arcilla, formando un material cementante, por el efecto puzolánico, ganando resistencia a la compresión progresivamente. De esta forma mediante el uso óxido de calcio en una concentración del 3-4% se puede reducir la cantidad de cemento hasta un 5% porque aporta la alacanidad necesaria para la 35 reacción del vidrio micronizado.

El cemento descrito es adecuado para la fabricación de morteros. La relación cemento/ agregados está comprendida entre 10:90 y 20:80.

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La fabricación del mortero se realiza mediante la mezcla del cemento con los áridos y la adición de agua. El contenido en agua del mortero es menor al 5%. Por tanto, el mortero obtenido es un mortero húmedo, no fluido, que se aplica como el asfalto y que se adapta al terreno.

Adicionalmente, el mortero puede contener agentes plastificantes como policarboxilatos, 45 agentes anticontracción y/o acetato de vinilo.

Ejemplo 1

Se preparó una matriz cementante con un 90% de vidrio micronizado con un tamaño de 50 partícula menor a 15 micras, un 1% en metacaolín, un 4% de óxido de calcio y un 5 % de cemento Portland 52.5. El vidrio micronizado fue obtenido del reciclado de vidrio Pyrex,

pantallas de TV y fibra de vidrio. El pH de la matriz cementante fue de 13.1. El cemento anterior se mezcló con agregados de arcilla y un 4% de agua.

Los resultados obtenidos respecto a la resistencia a compresión determinados por la norma UNE-EN12390-3 fueron: 5

Resistencia compresión (N/mm2): Cemento 20% Agregados 80% Cemento 15% Agregados 85% Cemento 10% Agregados 90%

7 días: 16.60 12.73 9.04

28 días: 24.82 24.06 15.40

Ejemplo 2

Se preparó una matriz cementante según el ejemplo 1, pero el vidrio utilizado fue vidrio 10 reciclado de ventanas.

7 días: 16.52 11.63 9.88

28 días: 24.57 23.4 14.21

Claims

REIVINDICACIONES

1. Cemento para la estabilización de terrenos que comprende:

 Al menos un 80% en peso de un vidrio micronizado con un tamaño de partícula menor a 15 micras con un contenido en dióxido de silicio mayor al 50%, 5

 Metacaolín,

 Reactivos alcalinos para obtener un pH 13,

caracterizado porque el contenido en vidrio micronizado y metacaolín es mayor al 90%.
2. Cemento según la reivindicación 1 caracterizado porque los reactivos alcalinos son 10 cemento Portland y óxido de calcio.
3. Cemento según las reivindicaciones 1-2 caracterizado porque el contenido en vidrio micronizado es 90%, el contenido de Cemento Portland es del 5%, el contenido en óxido de calcio es 4 % y el contenido en metacaolín es del 1%.
4. Cemento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque el vidrio 15 micronizado es vidrio reciclado obtenido de envases, fibra de vidrio, pantallas de televisión o vidrio Pyrex.
5. Cemento según la reivindicaión 4 caracterizado porque el vidrio micronizado contiene óxidos de hierro (III), óxido de titanio, óxido de bario, óxido de estroncio, óxido de cerio, óxido de zirconio, óxido de plomo, óxido de arsénico u óxido de antimonio. 20
6. Cemento según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la superficie específica del vidrio micronizado es 900 m2 / kg.
7. Mortero que comprende :

 10-20% de los cemento según las reivindicaciones 1-6,

 80-90% de agregado y 25

 Menos de un 5% de agua