ES2883210T3 - Métodos de fabricación de productos de fibrocemento con residuos de fibrocemento - Google Patents

Métodos de fabricación de productos de fibrocemento con residuos de fibrocemento Download PDF

Info

Publication number
ES2883210T3
ES2883210T3 ES17777298T ES17777298T ES2883210T3 ES 2883210 T3 ES2883210 T3 ES 2883210T3 ES 17777298 T ES17777298 T ES 17777298T ES 17777298 T ES17777298 T ES 17777298T ES 2883210 T3 ES2883210 T3 ES 2883210T3
Authority
ES
Spain
Prior art keywords
cement
cured
fiber cement
asbestos
powder
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.)
Active
Application number
ES17777298T
Other languages
English (en)
Inventor
Der Heyden Luc Van
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Etex Services NV
Original Assignee
Etex Services NV
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=57133017&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=ES2883210(T3) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Etex Services NV filed Critical Etex Services NV
Application granted granted Critical
Publication of ES2883210T3 publication Critical patent/ES2883210T3/es
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • 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
    • C04B18/04—Waste materials; Refuse
    • C04B18/16—Waste materials; Refuse from building or ceramic industry
    • C04B18/167—Recycled materials, i.e. waste materials reused in the production of the same materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B11/00—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
    • B28B11/08—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for reshaping the surface, e.g. smoothing, roughening, corrugating, making screw-threads
    • B28B11/10—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for reshaping the surface, e.g. smoothing, roughening, corrugating, making screw-threads by using presses
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B28—WORKING CEMENT, CLAY, OR STONE
    • B28B—SHAPING CLAY OR OTHER CERAMIC COMPOSITIONS; SHAPING SLAG; SHAPING MIXTURES CONTAINING CEMENTITIOUS MATERIAL, e.g. PLASTER
    • B28B11/00—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles
    • B28B11/24—Apparatus or processes for treating or working the shaped or preshaped articles for curing, setting or hardening
    • 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
    • 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

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
  • Artificial Filaments (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Press-Shaping Or Shaping Using Conveyers (AREA)
  • Devices For Post-Treatments, Processing, Supply, Discharge, And Other Processes (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)

Abstract

Un método para la fabricación de productos de fibrocemento nuevos que comprenden material residual de fibrocemento curado, que comprende al menos las etapas de: a) Suministrar polvo de residuos de fibrocemento curado triturando material residual de fibrocemento curado; (b) Proporcionar una lechada acuosa de fibrocemento que comprende agua, aglutinante cementoso, fibras naturales o sintéticas y dicho polvo de residuos de fibrocemento curado; (c) Formar una lámina de fibrocemento en bruto a partir de dicha lechada acuosa de fibrocemento; (d) Prensar dicha lámina de fibrocemento en bruto con una presión de entre aproximadamente 100 kg/cm2 y 300 kg/cm2, y (e) Curar en autoclave dicha lámina de fibrocemento en bruto proporcionando así un producto de fibrocemento nuevo en donde dicha etapa (b) de proporcionar una lechada acuosa de fibrocemento comprende mezclar al menos agua, aglutinante cementoso, fibras naturales o sintéticas y el polvo de fibrocemento curado, de modo que el polvo de fibrocemento curado esté presente en la lechada acuosa de fibrocemento en una cantidad entre aproximadamente el 5 % M y aproximadamente el 40 % M, refiriéndose la unidad % M al porcentaje en masa del componente sobre la masa seca total de la composición.

Description

DESCRIPCIÓN
Métodos de fabricación de productos de fibrocemento con residuos de fibrocemento
Campo de la invención
La presente invención se refiere a métodos para la fabricación de productos de fibrocemento nuevos que contienen material residual de fibrocemento. Más particularmente, la presente invención proporciona métodos para la fabricación de productos de fibrocemento nuevos, que comprende al menos las etapas de proporcionar material de fibrocemento curado triturado (es decir, un polvo de residuos de fibrocemento adecuado) y posteriormente formar un producto de fibrocemento nuevo utilizando el material de fibrocemento curado triturado como una de las materias primas.
Antecedentes de la invención
El material de fibrocemento es un material compuesto que normalmente comprende cemento, fibras de celulosa, y al menos uno de arena de sílice, fibras sintéticas y cargas. Es ampliamente utilizado en la construcción y puede tomar la forma de una pluralidad de productos, como por ejemplo chapas onduladas para tejados, pequeñas láminas para baldosas (pizarras), láminas para enlucidos, revestimiento, placas, etc.
El material residual de fibrocemento curado tiene una composición química similar a los correspondientes productos de fibrocemento nuevo de los que se derivan los residuos y, por lo tanto, podría e idealmente debería, ser reciclado y reutilizado. Los documentos de patente de la técnica anterior US20080168927 y US20080072796 se refieren a métodos para reciclar residuos de material de fibrocemento. El documento US2008/072796 describe un método para producir un producto de cemento reforzado con fibra utilizando un producto de cemento reforzado con fibra de división fina. La lechada de materias primas se somete a un proceso de fabricación en húmedo que da como resultado una estera en bruto que luego se prensa con una presión de 2 a 5 MPa.
El documento JP2004217482 también describe un método de fabricación de una placa de fibrocemento usando material de fibrocemento residual triturado en donde la lechada se forma en una estera en bruto que se moldea a presión alrededor de 3 MPa antes de un curado en autoclave.
Sin embargo, reciclar material residual de productos de fibrocemento curados, p. ej., los productos terminados no cumplen con las especificaciones, residuos de demolición y/o construcción y similares, sigue siendo un gran desafío. Por ejemplo, es muy difícil producir un buen material de fibrocemento triturado a partir de residuos de fibrocemento, material que es adecuado para ser utilizado como ingrediente para la fabricación de productos de fibrocemento nuevos. Además, las características del proceso que son necesarias para producir productos de fibrocemento cualitativamente buenos a partir de material residual de fibrocemento triturado no se conocen actualmente. Cualquier intento en el pasado de utilizar material residual molido para la fabricación de productos de fibrocemento nuevos, dio como resultado productos que no cumplían con los requisitos de calidad prescritos por los reglamentos nacionales. De hecho, el uso de una cierta cantidad de residuos de fibrocemento en productos nuevos dio como resultado una mayor absorción de agua y/o una baja resistencia mecánica del producto final, lo que hizo que estos productos fueran inutilizables por diferentes razones (mayor riesgo de formación de moho, movimiento hígrico considerable (incluyendo, p. ej., hinchazón) y agrietamiento).
Sin embargo, la reutilización de residuos de fibrocemento para diversos fines nuevos sigue siendo el principal, si no el único, enfoque para evitar la eliminación de grandes corrientes de residuos de fibrocemento.
Sumario de la invención
Es un objetivo de la presente invención proporcionar métodos nuevos y mejorados para la fabricación de productos de fibrocemento nuevos utilizando material residual de fibrocemento curado triturado como una de las materias primas. En este sentido, los presentes inventores han desarrollado métodos para la fabricación de productos de fibrocemento nuevos de calidad excelente haciendo uso de material residual de fibrocemento curado. En particular, estos métodos comprenden al menos las etapas de producir residuos de fibrocemento curados triturados, formar un producto de fibrocemento en bruto nuevo que contiene el residuo de fibrocemento curado triturado como materia prima y curar posteriormente el producto de fibrocemento en bruto mediante autoclave.
Se observó que los productos de fibrocemento curados en autoclave producidos por los métodos de la presente invención muestran una mayor resistencia mecánica y una menor densidad en comparación con los productos de fibrocemento curados en autoclave que no contienen ningún material residual, mientras que el grado de absorción de agua fue similar en comparación con los productos de fibrocemento curados en autoclave que no contienen ningún material residual.
Por tanto, con los métodos de la presente invención, los inventores han encontrado una nueva forma de procesar los residuos de fibrocemento en productos nuevos sin afectar a la absorción de agua y al mismo tiempo aumentar la resistencia mecánica y disminuir la densidad de los productos de fibrocemento.
La propiedad de densidad disminuida sigue siendo un aspecto esencial con respecto a la mejora de la trabajabilidad de los productos de fibrocemento en general.
En un primer aspecto, la presente invención proporciona métodos para la fabricación de productos de fibrocemento nuevos que comprenden material residual de fibrocemento curado, que comprende al menos las etapas de:
a) Suministrar polvo de residuos de fibrocemento curado triturando material residual de fibrocemento curado; (b) Proporcionar una lechada acuosa de fibrocemento que comprende agua, aglutinante cementoso, fibras naturales o sintéticas y dicho polvo de residuo de fibrocemento curado en donde el polvo de fibrocemento curado está presente en la lechada acuosa de fibrocemento en una cantidad de entre aproximadamente 5 % M y aproximadamente 40 % M del residuo de fibrocemento triturado curado; la unidad "% M" se refiere al porcentaje en masa del componente sobre la masa seca total de la composición;
(c) Formar una lámina de fibrocemento en bruto a partir de dicha lechada acuosa de fibrocemento; y
(d) Prensar dicha lámina de fibrocemento en bruto con una presión de entre aproximadamente 100 kg/cm2 y 300 kg/cm2, y
(e) Curar en autoclave dicha lámina de fibrocemento en bruto proporcionando así un producto de fibrocemento nuevo.
En realizaciones particulares de los métodos de acuerdo con la invención, la lechada de fibrocemento comprende entre aproximadamente 5 % M y aproximadamente 30 % M de polvo de residuos de fibrocemento triturado curado, tal como entre aproximadamente un 5 % M y aproximadamente un 15 % M de polvo de fibrocemento curado. En otras realizaciones particulares más, la lechada de fibrocemento para la fabricación de productos nuevos de fibrocemento curados en autoclave de acuerdo con los métodos de la presente invención comprende menos de aproximadamente 15 % M de polvo de fibrocemento curado producido de acuerdo con los métodos de la invención, tal como menos de aproximadamente 10 % M de polvo de fibrocemento curado. Con respecto a lo anterior, la unidad "% M" se refiere al porcentaje en masa del componente sobre la masa seca total de la composición, es decir, todos los componentes excepto el agua libre.
En realizaciones particulares, la etapa de prensado de la lámina de fibrocemento en bruto comprende comprimir la lámina de fibrocemento en bruto con una presión de entre 200 kg/cm2 y 300 kg/cm2, tal como a aproximadamente 230 kg/cm2.
En realizaciones particulares de los métodos de acuerdo con la invención, la etapa de prensado la lámina de fibrocemento en bruto comprende comprimir la lámina de fibrocemento en bruto durante un periodo de tiempo de al menos 300 segundos, tal como al menos 500 segundos, tal como al menos 600 segundos, o al menos 700 segundos. En otras realizaciones particulares de la invención, la etapa de prensado de la lámina de fibrocemento en bruto comprende comprimir la lámina de fibrocemento en bruto durante un periodo de tiempo de entre aproximadamente 300 segundos y aproximadamente 700 segundos. En estas realizaciones particulares, los métodos de la presente invención tienen un efecto técnico adicional de que la resistencia específica de los productos de fibrocemento curados en autoclave nuevos producidos aumenta en comparación con los productos no prensados también producidos con los métodos de la presente invención.
En realizaciones particulares de los métodos de acuerdo con la invención, la etapa de proporcionar polvo de residuos de fibrocemento curado comprende triturar un producto de fibrocemento curado al aire o un producto de fibrocemento curado en autoclave o triturar una mezcla de productos de fibrocemento curados al aire y curados en autoclave. En otras realizaciones particulares de los métodos de acuerdo con la invención, la etapa de proporcionar polvo de fibrocemento curado comprende triturar un producto de fibrocemento curado al aire o un producto de fibrocemento curado en autoclave o triturar una mezcla de productos de fibrocemento curados al aire y curados en autoclave utilizando un molino de péndulo.
En otras realizaciones particulares, la etapa de proporcionar polvo de residuos de fibrocemento curado comprende triturar un producto de fibrocemento curado al aire. En otras realizaciones particulares más de los métodos de acuerdo con la invención, la etapa de proporcionar polvo de fibrocemento curado comprende triturar un producto de fibrocemento curado al aire con un molino de péndulo.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 muestra las curvas de distribución del tamaño de partículas de las partículas de cemento y del polvo de fibrocemento triturado según se produce mediante los métodos de acuerdo con la presente invención. Las muestras de cemento, así como las muestras de pizarra de fibrocemento curadas al aire, se trituraron utilizando un molino de rodillos tipo molino de péndulo del Grupo Poittemill (FR). A continuación, se midió la distribución del tamaño de partícula para ambos tipos de muestras por difracción de rayo láser en dispersión seca a 3 bar con un Malvern MasterSizer 2000. La Figura 2 muestra el porcentaje de volumen de partículas más pequeñas en función del tamaño de partícula.
La Figura 2 muestra las curvas de distribución del tamaño de partículas de las partículas de cemento y del polvo de fibrocemento triturado según se produce mediante los métodos de acuerdo con la presente invención. Las muestras de cemento, así como las muestras de pizarra de fibrocemento curadas al aire, se trituraron utilizando un molino de rodillos tipo molino de péndulo del Grupo Poittemill (FR). A continuación, se midió la distribución del tamaño de partícula para ambos tipos de muestras por difracción de rayo láser en dispersión seca a 3 bar con un Malvern MasterSizer 2000. La Figura 3 muestra el porcentaje en volumen de partículas en función de la clase de tamaño de partícula.
La Figura 3 muestra las curvas de distribución del tamaño de partícula de partículas de cuarzo de sílice y de polvo de fibrocemento triturado según se produce mediante los métodos de acuerdo con la presente invención. Las muestras de cuarzo de sílice, así como las muestras de pizarra de fibrocemento curadas al aire, se trituraron utilizando un molino de rodillos tipo molino de péndulo del Grupo Poittemill (FR). A continuación, se midió la distribución del tamaño de partícula para ambos tipos de muestras por difracción de rayo láser en dispersión seca a 3 bar con un Malvern MasterSizer 2000. La Figura 4 muestra el porcentaje de volumen de partículas más pequeñas en función del tamaño de partícula.
La Figura 4 muestra las curvas de distribución del tamaño de partículas de las partículas de cemento y del polvo de fibrocemento triturado según se produce mediante los métodos de acuerdo con la presente invención. Las muestras de cuarzo de sílice, así como las muestras de pizarra de fibrocemento curadas al aire, se trituraron utilizando un molino de rodillos tipo molino de péndulo del Grupo Poittemill (FR). A continuación, se midió la distribución del tamaño de partícula para ambos tipos de muestras por difracción de rayo láser en dispersión seca a 3 bar con un Malvern MasterSizer 2000. La Figura 5 muestra el porcentaje en volumen de partículas en función de la clase de tamaño de partícula.
La Figura 5 es una imagen que muestra la morfología de las partículas del polvo de fibrocemento triturado obtenido por los métodos de la invención, que tiene un comportamiento de fluidez similar al comportamiento de fluidez del polvo cementoso, harina de sílice o harina de piedra caliza.
La Figura 6 representa la resistencia a la flexión normalizada por densidad (módulo de ruptura; MOR) de las 6 muestras de ensayo diferentes (muestras 2, 3, 4, 6, 7 y 8 cuya formulación se presenta en la Tabla 1) y las dos muestras de referencia (muestras 1 y 5 cuya formulación se presenta en la Tabla 1). El módulo de ruptura (MOR; expresado en Pa = kg/m.s2) se midió utilizando un aparato UTS/INSTRON (tipo 3345; cel=5000N).
La Figura 7 muestra el movimiento hígrico (expresado como contracción/expansión (en mm/m)) de 6 muestras de ensayo diferentes (muestras 2, 3, 4, 6, 7 y 8 cuya formulación se presenta en la Tabla 1) y dos muestras de referencia (muestras 1 y 5 cuya formulación se presenta en la Tabla 1). El movimiento hígrico se midió saturando las muestras durante 72 horas en agua corriente. Posteriormente se determinó el peso y las dimensiones (longitud y anchura) de las muestras en condiciones saturadas. Después de eso, las muestras se dejaron secar durante 48 horas a aproximadamente 105 °C. Para cada una de las muestras secas, se determinó nuevamente el peso y las dimensiones (longitud y anchura). El movimiento hígrico para cada muestra se calculó dividiendo la diferencia de dimensiones (longitud o anchura) entre condiciones secas y condiciones saturadas por la dimensión total (longitud o anchura, respectivamente).
La Figura 8 muestra el contenido de agua de 6 muestras de ensayo diferentes de 6 muestras de ensayo diferentes (muestras 2, 3, 4, 6, 7 y 8 cuya formulación se presenta en la Tabla 1) y dos muestras de referencia (muestras 1 y 5 cuya formulación se presenta en la Tabla 1). La absorción de agua se midió usando una ensayo de Karsten como se describe con más detalle en el presente documento.
La Figura 9 es una imagen SEM (microscopía electrónica de barrido) de una muestra de producto de fibrocemento curado en autoclave, que comprende residuos de fibrocemento curados al aire reciclados (caracterizados por las fibras de PVA claramente visibles en el producto) fabricados de acuerdo con los métodos de la presente invención.
Los mismos signos de referencia se refieren a elementos iguales, similares o análogos en las diferentes figuras.
Descripción detallada de la invención
La presente invención se describirá con respecto a realizaciones particulares.
Cabe señalar que la expresión "que comprende", utilizada en las reivindicaciones, no debe interpretarse como una restricción a los medios que se enumeran a continuación; no excluye otros elementos o etapas. Por tanto, ha de interpretarse como que especifica la presencia de las características, etapas o componentes referidos, pero no excluye la presencia o adición de una o más de otras características, etapas o componentes, o grupos de los mismos. Por tanto, el alcance de la expresión "un dispositivo que comprende medios A y B" no debe limitarse a los dispositivos que consisten únicamente en los componentes A y B. Significa que, con respecto a la presente invención, los únicos componentes relevantes del dispositivo son A y B.
En toda la presente memoria descriptiva, se hace referencia a "una realización" o "la realización". Tales referencias indican que un rasgo en particular, descrito con respecto a la realización, se ha incluido en al menos una realización de la presente invención. Por tanto, no todas las apariciones de las expresiones "en una realización" o "en la realización" en diversos puntos de la presente memoria descriptiva se refieren necesariamente a la misma realización, aunque podrían hacerlo. Por otro lado, los rasgos o características concretos pueden combinarse de cualquier manera adecuada en una o más realizaciones, como sería evidente para un experto en la materia.
Los siguientes términos se proporcionan solamente para ayudar a entender la invención.
Como se usa en el presente documento, las formas en singular "un", "una" y "el/la" incluyen referencias en singular y plural a menos que el contexto indique claramente otra cosa.
Las expresiones "que comprende", "comprende" y "compuesto/a por", tal como se usan en el presente documento, son sinónimas de "que incluye", "incluye" o "que contiene", "contiene", son inclusivos o abiertos y no excluyen otros miembros, elementos o etapas del método adicionales, no citados.
La enumeración de intervalos numéricos por valores extremos incluye todos los números y fracciones abarcados dentro de los intervalos respectivos, así como los valores extremos enumerados.
El término "aproximadamente", como se usa en el presente documento, se refiere a un valor mensurable, tal como un parámetro, una cantidad, una duración temporal y similares, se refiere a que abarca variaciones de /-10 % o menos, preferentemente /-5 % o menos, más preferentemente de /-1 % o menos y aún más preferentemente de /-0,1 % o menos de y desde el valor especificado, en la medida en que dichas variaciones sean adecuadas para aplicar en la invención divulgada. Debe entenderse que el valor al que se refiere el modificador "aproximadamente" también se divulga específicamente, y preferentemente.
Los términos "lechada cementosa (de fibra)", "lechada de cemento (de fibra)", "lechada cementosa de fibra" o "lechada de cemento de fibra" como se hace referencia en el presente documento generalmente se refieren a suspensiones que comprenden al menos agua, fibras y cemento. La lechada de fibrocemento como se usa en el contexto de la presente invención también puede comprender otros componentes, tales como, pero sin limitación, piedra caliza, creta, cal viva, cal apagada o hidratada, arena molida, harina de arena de sílice, harina de cuarzo, sílice amorfa, sílice pirógena condensada, microsílice, metacaolín, wollastonita, mica, perlita, vermiculita, hidróxido de aluminio, pigmentos, agentes antiespumantes, floculantes y otros aditivos.
La o las "fibras" presentes en la lechada de fibrocemento como se describe en el presente documento pueden ser, por ejemplo, fibras de proceso y/o fibras de refuerzo que pueden ser fibras orgánicas (normalmente fibras de celulosa) o fibras sintéticas (alcohol polivinílico, poliacrilonitrilo, polipropileno, poliamida, poliéster, policarbonato, etc.).
El "cemento" presente en la lechada de fibrocemento como se describe en el presente documento puede ser, por ejemplo, pero sin limitación, cemento Portland, cemento con alto contenido de alúmina, cemento Portland de hierro, cemento trass, cemento de escoria, escayola, silicatos de calcio formados por tratamiento en autoclave y combinaciones de aglutinantes particulares. En realizaciones más particulares, el cemento en los productos de la invención es cemento Portland.
El término "permeable al agua" como se usa en el presente documento cuando se refiere a una (región de) correa de transporte permeable al agua generalmente significa que el material del que está hecha la (región de) la correa permeable al agua permite que el agua fluya a través de su estructura, hasta cierto punto.
La expresión "densidad aparente" como se menciona en el presente documento, debe entenderse como la propiedad de un polvo o gránulos, u otro sólido en partículas, especialmente en referencia a componentes minerales (partículas de cemento, partículas de relleno o partículas de sílice). La densidad aparente se expresa en kilogramos por metro cúbico (1 g/ml = 1000 kg/m3) o en gramos por mililitro (g/ml) porque las medidas se realizan usando cilindros. También puede expresarse en gramos por centímetro cúbico (g/cm3). La densidad aparente se define como el peso de una cierta cantidad de partículas de un material específico dividido por el volumen total que ocupa esta cantidad de partículas. El volumen total incluye el volumen de partículas, volumen vacío entre partículas y volumen de poro interno.
La densidad aparente de los polvos a la que se hace referencia en el presente documento también se denomina densidad de "sedimentación libre" o "vertida", es decir, la densidad aparente medida después de verter el polvo, sin aplicar ningún proceso de compactación adicional.
La densidad aparente de un polvo puede determinarse por cualquier método convencional para medir la densidad aparente, tal como lo conoce el experto en la materia.
Por ejemplo, la densidad aparente de un polvo se puede determinar midiendo el volumen de una masa conocida de muestra de polvo, que puede haber pasado por un colador, en un cilindro graduado (descrito a continuación como método A), o midiendo la masa de un volumen conocido de polvo que se ha pasado a un recipiente de medición (descrito a continuación como método B).
Método A. Medición en un cilindro graduado
Procedimiento. Hacer pasar una cantidad de polvo suficiente para completar el ensayo a través de un tamiz con aberturas mayores o iguales a 1,0 mm, si es necesario, para romper los aglomerados que puedan haberse formado durante el almacenamiento; esto debe hacerse con cuidado para evitar cambiar la naturaleza del material. En una probeta seca de 250 ml (legible a 2 ml), introduzca suavemente, sin compactar, aproximadamente 100 g de la muestra de ensayo (m) pesados con una precisión del 0,1 %. Nivele con cuidado el polvo sin compactar, si es necesario, y lea el volumen aparente sin sedimentar (V0) a la unidad graduada más cercana. Calcule la densidad aparente en (g/ml) usando la fórmula m/V0. Generalmente, son deseables repeticiones de determinaciones para la determinación de esta propiedad.
Si la densidad del polvo es demasiado baja o demasiado alta, de manera que la muestra de ensayo tenga un volumen aparente sin explotar de más de 250 ml o menos de 150 ml, no es posible utilizar 100 g de muestra de polvo. Por lo tanto, se debe seleccionar una cantidad diferente de polvo como muestra de ensayo, tal que su volumen aparente sin explotar sea de 150 ml a 250 ml (volumen aparente mayor o igual al 60 % del volumen total del cilindro); la masa de la muestra de ensayo se especifica en la expresión de los resultados.
Para muestras de ensayo que tengan un volumen aparente entre 50 ml y 100 ml, se puede utilizar un cilindro de 100 ml legible hasta 1 ml; especificándose el volumen del cilindro en la expresión de los resultados.
Método B. Medición en un recipiente
Aparato. El aparato consiste en un recipiente cilíndrico de acero inoxidable de 100 ml. Procedimiento. Hacer pasar una cantidad de polvo suficiente para completar el ensayo a través de un tamiz de 1,0 mm, si es necesario, para romper los aglomerados que puedan haberse formado durante el almacenamiento y permitir que la muestra obtenida fluya libremente en el recipiente de medición hasta que se desborde. Raspe con cuidado el exceso de polvo de la parte superior del recipiente. Determine la masa (M0) del polvo al 0,1 % más próximo restando la masa previamente determinada del recipiente de medición vacío. Calcule la densidad aparente (g/ml) usando la fórmula M0/100 y registre el promedio de tres determinaciones usando tres muestras de polvo diferentes.
Una "lámina (de fibrocemento)" o "lámina de fibrocemento" o "lámina" como se usa indistintamente en el presente documento, y también denominada panel o placa, debe entenderse como un elemento plano, generalmente rectangular, un panel de fibrocemento o una lámina de fibrocemento provistos de material de fibrocemento. El panel o lámina tiene dos caras o superficies principales, siendo las superficies con mayor área superficial. La lámina se puede usar para proporcionar una superficie externa a las paredes, tanto internas como externas, en una construcción o edificio, p. ej., como placa de fachada, enlucidos, etc.
La presente invención proporciona métodos novedosos y mejorados para la fabricación de productos de fibrocemento curados en autoclave nuevos utilizando material residual de fibrocemento curado triturado como una de las materias primas.
En particular, los inventores encontraron que al combinar al menos las etapas de fabricación de residuos de fibrocemento curados triturados, seguido de la formación de un producto de fibrocemento en bruto nuevo que contiene el residuo de fibrocemento curado triturado como materia prima y, posteriormente, curado del producto de fibrocemento en bruto mediante autoclave, se puede producir un producto de fibrocemento de excelente calidad, a partir de material residual de fibrocemento. De manera más específica, se observó que la absorción de agua de los productos nuevos producidos de acuerdo con los métodos de la presente invención permaneció estable, mientras que la resistencia mecánica aumentaba y la densidad se reducía, en comparación con productos de fibrocemento que no contienen ningún material residual. Esta observación contrasta con lo que se observa normalmente cuando se intenta disminuir la densidad de los productos de fibrocemento mediante métodos conocidos, donde normalmente una densidad más baja da como resultado una pérdida no deseada de resistencia mecánica y un aumento de la absorción de agua.
La principal ventaja de producir láminas o placas de fibrocemento con densidades más bajas en comparación con los productos de fibrocemento convencionales (es decir, que no contienen residuos o no son reciclados) es que los productos obtenidos por los métodos de acuerdo con la presente invención son más ligeros que los productos no basados en residuos de igual dimensión y, en consecuencia, tienen una mejor trabajabilidad. La trabajabilidad engloba la facilidad con la que se manipula e instala la placa.
En un primer aspecto, la presente invención proporciona métodos para la fabricación de productos de fibrocemento nuevos que comprenden material residual de fibrocemento curado, que comprende al menos las etapas de:
a) Suministrar polvo de residuos de fibrocemento curado triturando material residual de fibrocemento curado; (b) Proporcionar una lechada acuosa de fibrocemento que comprende agua, aglutinante cementoso, fibras naturales o sintéticas y dicho polvo de residuos de fibrocemento curado en donde el polvo de fibrocemento curado está presente en la lechada acuosa de fibrocemento en una cantidad entre aproximadamente 5 % M y aproximadamente 40 % M, refiriéndose la unidad % M al porcentaje en masa del componente sobre la masa seca total de la composición;
(c) Formar una lámina de fibrocemento en bruto a partir de dicha lechada acuosa de fibrocemento;
(d) Prensar dicha lámina de fibrocemento en bruto con una presión de entre aproximadamente 100 kg/cm2 y 300 kg/cm2, y
(e) Curar en autoclave dicha lámina de fibrocemento en bruto proporcionando así un producto de fibrocemento nuevo.
La primera etapa en los métodos de acuerdo con la presente invención comprende proporcionar un polvo de fibrocemento curado triturando material de fibrocemento curado.
El material de fibrocemento curado, que se va a triturar, es normalmente material residual, p. ej., residuos de demolición, residuos de fabricación de la planta de fabricación de fibrocemento, residuos de las obras de construcción o productos de fibrocemento rechazados. El material de fibrocemento curado triturado, normalmente en forma de polvo de fibrocemento curado, se puede utilizar como materia prima para productos nuevos de fibrocemento curados en autoclave, en el que se recicla el polvo de fibrocemento curado.
El polvo de fibrocemento curado para uso en los productos de fibrocemento curados en autoclave nuevos preparados de acuerdo con el método de la invención puede ser polvo de residuos de fibrocemento triturado curado al aire o polvo de residuos de fibrocemento triturado curado en autoclave o una mezcla de ambos polvo de residuos de fibrocemento curado al aire y curado en autoclave.
En ciertas realizaciones particulares, la trituración del material de fibrocemento curado se realiza mediante un molino de péndulo. En otras realizaciones particulares, los métodos para la fabricación de material de fibrocemento curado triturado comprenden además la etapa de secar el material de fibrocemento curado durante la trituración en el molino de péndulo. En otras realizaciones particulares más, la etapa de secado del material de fibrocemento curado durante la trituración en el molino de péndulo se realiza inyectando aire caliente en el molino de péndulo durante la trituración.
En realizaciones particulares, el material de fibrocemento curado para uso como material de partida para la fabricación de material de fibrocemento curado triturado tiene un contenido de agua menor o igual a aproximadamente 10 % en peso. En otras realizaciones particulares, el material de fibrocemento curado para su uso como material de partida para la fabricación de material de fibrocemento curado triturado tiene un contenido de agua inferior o igual a aproximadamente el 10% en peso, tal como menor que o igual a 8% en peso, por ejemplo, menor o igual a aproximadamente 6 % en peso, tal como menor o igual a aproximadamente 5 % en peso.
En ciertas realizaciones particulares, el material de fibrocemento curado para uso como material de partida para la fabricación de material de fibrocemento curado triturado es material de fibrocemento curado al aire.
De forma alternativa, el producto de fibrocemento curado en autoclave puede triturarse para proporcionar el polvo de fibrocemento curado. Puede triturarse una combinación de producto de fibrocemento curado al aire y curado en autoclave, o puede combinarse polvo de fibrocemento curado al aire y polvo de fibrocemento curado en autoclave para proporcionar el polvo de fibrocemento curado.
Una de las ventajas más importantes del polvo de fibrocemento triturado tal y como se produce de acuerdo con los métodos de la invención es que las partículas tienen una textura granulada, similar a la de la arena, y tienen un comportamiento fluido que es similar al comportamiento fluido y a la densidad aparente (tal y como se define en el presente documento) del polvo de cemento, la harina de sílice o la harina de caliza (véase, p. ej., la Figura 5). En realizaciones particulares, el polvo triturado producido por los métodos de acuerdo con la presente invención se caracteriza específicamente por una densidad aparente de 1000 kg/m3 y 1600 kg/m3, y preferentemente entre 1000 kg/m3 y 1300 kg/m3.
De esta manera, el polvo es apto para ser reciclado en productos nuevos de fibrocemento curados en autoclave, sin la necesidad de realizar cambios importantes en el proceso de fabricación (p. ej., el proceso Hatschek) para producir productos de fibrocemento curados nuevos.
Asimismo, las partículas de polvo de fibrocemento curado producidas de la invención tienen una distribución de tamaño de partícula, que es similar a la distribución del tamaño de partícula de un material aglutinante cementoso (p. ej., cemento) o una fuente silícea (por ejemplo, arena o cuarzo) o un material de relleno (p. ej., CaCO3). En realizaciones particulares, las partículas de polvo de fibrocemento curado producidas se caracterizan por una distribución de tamaño de partícula, que es similar a la distribución del tamaño de partícula del cemento (véase, por ejemplo, las Figuras 1 y 2). En realizaciones particulares, las partículas de polvo de fibrocemento curado producidas se caracterizan por una distribución de tamaño de partícula, que es similar a la distribución del tamaño de partícula de una fuente silícea (véase, por ejemplo, las Figuras 3 y 4). Con "la coincidencia de la distribución del tamaño de partículas" de diferentes materiales, tales como cemento, cargas, material silíceo (p. ej., arena) y el producto de fibrocemento triturado, como se usa en el presente documento significa que estos materiales se pueden usar juntos en un proceso para proporcionar una lechada de fibrocemento para hacer productos nuevos de fibrocemento curados en autoclave, en particular utilizando un proceso Hatschek, sin la necesidad de cambiar fundamentalmente la configuración del proceso. Por tanto, el polvo de fibrocemento curado puede reemplazar parte del relleno, tales como piedra caliza y/o cemento utilizados para proporcionar las láminas de fibrocemento curado en autoclave nuevas. El polvo de fibrocemento curado puede reemplazar parte del cemento y/o puede reemplazar parte de la fuente silícea (p. ej., parte de la arena molida) y/o puede reemplazar parte de las cargas (p. ej., piedra caliza molida) que se usan normalmente en los productos de fibrocemento curados en autoclave.
Preferentemente, el material de fibrocemento curado, que se proporciona como material de partida para la fabricación de material de fibrocemento curado triturado, se proporciona en partes que tienen un tamaño máximo de no más de 5 cm, normalmente como piezas rectangulares con lados de no más de 3 cm o incluso más de 2 cm, antes de que sea triturado, por ejemplo, utilizando un molino de péndulo. En este contexto, una parte con un tamaño de no más de A cm significa que la mayor longitud de la partícula no es más de A cm.
En las Figuras 1 y 4, se representan las distribuciones del tamaño de partícula de pizarras de fibrocemento curadas molidas frente a partículas de cemento (Figuras 1 y 2) y frente a partículas de sílice (Figuras 3 y 4). Las pizarras de fibrocemento curadas al aire, obtenibles como alternativa de Eternit NV Bélgica, se pre-trituraron en primer lugar a un tamaño de no más de 2 por 2 cm. La humedad total del material residual de fibrocemento pre-curado triturado, en este caso material de fibrocemento curado al aire, era de aproximadamente 5 % -6 % en peso basado en peso seco. El % en peso basado en el peso seco es la diferencia de peso entre el material como muestras y el material secado en un horno ventilado a 105 °C hasta que se obtiene un peso constante. Este material pre-triturado se alimentó a un caudal de aproximadamente 350 kg/h a aproximadamente 800 kg/h a un molino de rodillos tipo molino de péndulo del Grupo Poittemill (FR), en el que el material se trituró a una velocidad de rotación de entre aproximadamente 100 y aproximadamente 400 tr/min. Para compensar la humedad del material pre-triturado, se alimentó aire caliente (a una temperatura entre aproximadamente 20 °C y aproximadamente 100 °C) junto con el material pre-triturado, con el fin de suprimir instantáneamente la humedad del material pre-triturado y del polvo de fibrocemento molido obtenido.
Como tal, se obtuvo el material de fibrocemento curado triturado cuya curva de distribución del tamaño de partícula, medida por difracción de rayo láser sobre material seco disperso a 3 bar mediante el aparato Malvern mastersizer 2000.
Este polvo de fibrocemento obtenido por molienda pendular tenía una buena consistencia (ni lanoso ni esponjoso), una densidad aparente adecuada (entre aproximadamente 1000 kg/m3 y aproximadamente 1300 kg/m3) y una buena distribución de partículas, para ser utilizado para la fabricación de productos nuevos de fibrocemento. Sin quedar ligados a teoría o hipótesis alguna, los presentes inventores creen que la molienda pendular utilizada en los métodos de acuerdo con la presente invención proporciona un polvo de residuos de fibrocemento triturado novedoso y mejorado porque con esta técnica los residuos de fibrocemento se aplastan o aplanan en contraposición a otras técnicas de triturado, que normalmente muelen por trituración o molienda.
En realizaciones particulares, la distribución de partículas deseada del material de fibrocemento curado triturado de acuerdo con los métodos de la presente invención se puede obtener moliendo el material de fibrocemento curado en ausencia de arena u otra fuente de sílice. Esto facilita además que el material de fibrocemento curado triturado se utilice como una buena materia prima para productos de fibrocemento curados en autoclave.
En otras realizaciones particulares, la trituración del material de fibrocemento curado se realiza en el llamado estado seco, es decir, el material de fibrocemento curado proporcionado no debe ponerse en suspensión de un líquido (normalmente agua) para permitir la molienda, como es el caso de algunas otras técnicas de molienda. Como resultado, se proporciona un material de fibrocemento curado triturado relativamente seco en forma de polvo. Esto facilita el almacenamiento de un producto intermedio antes de usarlo, p. ej., para crear material residual de fibrocemento curado nuevo, que es un material residual de fibrocemento nuevo curado en autoclave.
La segunda etapa de los métodos de acuerdo con la presente invención comprende proporcionar una lechada acuosa de fibrocemento que comprende agua, aglutinante cementoso, fibras naturales o sintéticas y el polvo de fibrocemento curado.
En realizaciones particulares, la lechada de fibrocemento comprende al menos al menos un 10 %M de polvo de fibrocemento curado. En otras realizaciones particulares, la lechada de fibrocemento comprende menos del 35 % M de polvo de fibrocemento curado, más ventajosamente menos del 20 % M de polvo de fibrocemento curado, incluso menos del 15 % M.
En otras realizaciones particulares de los métodos de acuerdo con la invención, la etapa de proporcionar una lechada acuosa de fibrocemento comprende mezclar al menos agua, aglutinante cementoso, fibras naturales o sintéticas y el polvo de fibrocemento curado, de manera que el polvo de fibrocemento curado esté presente en la lechada acuosa de fibrocemento en una cantidad entre aproximadamente 5 % M y aproximadamente 30 % M, más preferentemente entre aproximadamente 5 % M y aproximadamente 20 % M, lo más preferentemente entre aproximadamente 5 % M y aproximadamente 15 % M de la base seca de dicha lechada.
Al respecto de lo anterior, la unidad "% M" se refiere al porcentaje en masa del componente sobre la masa seca total de la composición, es decir, todos los componentes excepto el agua.
En la siguiente etapa de los métodos de la presente invención, los materiales o productos de fibrocemento nuevos están hechos de lechada de fibrocemento, que se forma en un producto llamado fibrocemento en bruto.
La lechada de fibrocemento normalmente comprende agua, fibras de proceso y de refuerzo que pueden ser fibras orgánicas naturales (normalmente fibras de celulosa) y fibras orgánicas sintéticas (alcohol polivinílico, poliacrilonitrilo, polipropileno, poliamida, poliéster, policarbonato, polietileno, etc.), fibras que pueden ser tratadas superficialmente (química o mecánicamente) o no, fibras inorgánicas sintéticas, tales como fibras de vidrio, cemento (p. ej., cemento Portland), piedra caliza, creta, cal viva, cal apagada o hidratada, arena molida, harina de arena de sílice, harina de cuarzo, sílice amorfa, sílice pirógena condensada, microsílice, metacaolín, wollastonita, mica, perlita, vermiculita, hidróxido de aluminio, agentes antiespumantes, floculantes y otros aditivos tales como agentes hidrofobizantes o repelentes de agua. Opcionalmente, se puede añadir un aditivo de color (p. ej., pigmentos) para obtener un producto de fibrocemento que se denomina colorado en la masa.
Los productos de fibrocemento, también denominados láminas de fibrocemento o paneles de fibrocemento, por lo general se elaboran utilizando el conocido proceso Hatschek, proceso continuo o proceso Magnani, o combinaciones adecuadas de los mismos.
En realizaciones particulares, los productos de fibrocemento en bruto se prensan opcionalmente antes del curado.
En realizaciones particulares, la etapa opcional de prensado del producto de fibrocemento en bruto se realiza haciendo uso de una o más prensas mecánicas, incluyendo, pero sin limitación, una o más prensas de apilamiento.
En realizaciones particulares, la etapa opcional de prensado del producto de fibrocemento en bruto se realiza a una presión de entre aproximadamente 180kg/cm2 y aproximadamente 250 kg/cm2, tal como entre aproximadamente 200 kg/cm2 y aproximadamente 240 kg/cm2, tal como aproximadamente 230 kg/cm2.
En realizaciones particulares de los métodos de acuerdo con la invención, la etapa opcional de prensado del producto de fibrocemento en bruto comprende comprimir la lámina de fibrocemento en bruto durante un periodo de tiempo de entre aproximadamente 5 minutos y aproximadamente 15 minutos, tal como entre aproximadamente 5 minutos y aproximadamente 10 minutos, tal como entre aproximadamente 5 minutos y aproximadamente 7 minutos, preferentemente aproximadamente 6 minutos.
La presión aplicada a la lámina de fibrocemento en bruto, es decir, sin curar, hace que aumente la densidad de la lámina de fibrocemento en bruto.
La densidad de los productos finales de fibrocemento obtenidos usando los métodos de acuerdo con la presente invención, puede variar de aproximadamente 1,0kg/dm3 a aproximadamente 2,5 kg/dm3, tal como de aproximadamente 1,3 kg/dm3 a aproximadamente 2,0 kg/dm3, preferentemente aproximadamente 1,5 kg/dm3.
En realizaciones particulares, la lámina de fibrocemento en bruto sin prensar puede tener un espesor en el intervalo de aproximadamente 3 mm a aproximadamente 25 mm, tal como entre aproximadamente 4 mm y aproximadamente 20 mm, tal como entre aproximadamente 4 mm y aproximadamente 12 mm, preferentemente aproximadamente 5 mm.
En realizaciones particulares, la lámina de fibrocemento en bruto prensada tiene un espesor en el intervalo de entre aproximadamente 2 mm y aproximadamente 20 mm, tal como entre aproximadamente 3 mm y aproximadamente 15 mm, tal como entre aproximadamente 3 mm y aproximadamente 10 mm, preferentemente aproximadamente 4 mm.
Finalmente, los métodos de la presente invención comprenden la etapa de curar en autoclave la lámina de fibrocemento comprimida, proporcionando así un producto de fibrocemento curado en autoclave nuevo.
El producto de fibrocemento "en bruto", después de haber sido fabricado por un proceso de suministro de láminas, tal como el proceso Hatschek y ser prensado, puede pre-curarse al aire, después de lo cual el producto pre-curado se cura en autoclave hasta que tiene su resistencia final.
Las láminas nuevas en bruto, después de ser proporcionadas, pueden apilarse con láminas de metal colocadas entre las láminas de fibrocemento en bruto apiladas y prensarse en forma apilada. De forma alternativa, las láminas nuevas en bruto se pueden prensar individualmente y luego apilar con láminas de metal colocadas entre las láminas de fibrocemento en bruto apiladas y prensadas. Las láminas nuevas en bruto se pueden formar, tal como ondularse, antes de apilarse con láminas de metal intermedias formadas colocadas entre las láminas de fibrocemento. Por formación, p. ej., de láminas onduladas, las láminas se prensan normalmente individualmente.
La etapa de pre-curado puede llevar varias horas, p. ej., entre aproximadamente 1 hora y 10 horas, tal como entre 2 horas y 8 horas, tal como entre 3 horas y 5 horas, preferentemente aproximadamente 4 horas, durante las cuales la temperatura de las láminas aumenta debido a la reacción de curado exotérmica del cemento. El pre-curado puede tener lugar en condiciones controladas controlando la humedad, temperatura o ambas.
Después de una primera etapa de 'pre-curado', curar las láminas en bruto al aire en forma apilada con láminas de metal intermedias, las láminas se pueden apilar mientras se retiran las láminas de metal de entre las láminas pre­ curadas de fibrocemento en bruto. Después de retirar las placas de metal, las láminas de fibrocemento en bruto pre­ curadas se curan aún más al aire durante una etapa de curado, que puede tardar varios días, normalmente de 2 a 4 semanas.
El espesor de los productos finales de fibrocemento obtenidos usando los métodos de acuerdo con la presente invención, puede variar de aproximadamente 4 mm a aproximadamente 20 mm, tal como de aproximadamente 7 mm a aproximadamente 13 mm.
La longitud y la anchura de los productos finales de fibrocemento obtenidos utilizando los métodos de acuerdo con la presente invención, puede variar de aproximadamente 1 metro a aproximadamente 1,7 metros de anchura y de aproximadamente 1 metro a aproximadamente 3,6 metros de longitud.
Es una ventaja de ciertas realizaciones de la presente invención que las láminas de fibrocemento curadas en autoclave resultantes son adecuadas y pueden usarse como placas de construcción, láminas, tablones, etc. que requieren la presencia de una gran cantidad de cemento.
La invención se ilustrará adicionalmente a continuación con detalle con referencia a los siguientes ejemplos.
Ejemplos
Se apreciará que los siguientes ejemplos, proporcionados con fines ilustrativos, no deben interpretarse como limitantes del alcance de la presente invención. Aunque solo se han descrito anteriormente con detalle unas pocas realizaciones de la presente invención, los expertos en la materia apreciarán fácilmente que son posibles muchas modificaciones en las realizaciones de ejemplo sin alejarse materialmente de las nuevas enseñanzas y ventajas de la presente invención. Por consiguiente, se pretende que todas estas modificaciones estén incluidas dentro del alcance de esta invención, que se define en las siguientes reivindicaciones.
Ejemplo 1: Fabricación de polvo de fibrocemento triturado curado al aire como se produce con un molino de péndulo de acuerdo con los métodos de la invención
En realizaciones particulares, la distribución deseada de partículas de material de fibrocemento triturado curado al aire de acuerdo con los métodos de la presente invención se puede obtener moliendo material de fibrocemento curado al aire en ausencia de arena u otra fuente de sílice. Esto facilita además que el material de fibrocemento curado triturado se utilice como una buena materia prima tanto para material residual de fibrocemento curado al aire nuevo como curado en autoclave. En otras realizaciones particulares, la trituración del material de fibrocemento curado se realiza en el llamado estado seco a una humedad de entre aproximadamente 5 % y aproximadamente 10 %, preferentemente entre aproximadamente 5 % y aproximadamente 6 %. Por tanto, el material de fibrocemento curado proporcionado no debe ponerse en una suspensión de un líquido (normalmente agua) para permitir la molienda, como es el caso de algunas otras técnicas de molienda. Como resultado, se proporciona un material de fibrocemento curado triturado relativamente seco en forma de polvo. Esto facilita el almacenamiento de un producto intermedio antes de usarlo, p. ej., para crear material residual de fibrocemento curado nuevo, que es material residual de fibrocemento curado al aire nuevo y curado en autoclave.
El polvo de fibrocemento curado obtenido triturando material de fibrocemento curado de acuerdo con los métodos de la presente invención tiene una distribución de tamaño de partícula como se muestra, por ejemplo, en las Figuras 1 a 4. Como puede deducirse de las Figuras 1 a 4, la distribución de partículas es similar a la de los materiales de partida nuevos convencionales para producir fibrocemento, p. ej., partículas de cemento, partículas de sílice molidas y/o partículas de cal molidas.
En realizaciones particulares de los métodos de la presente invención, el material de fibrocemento curado se alimenta a un molino de péndulo (es decir, para su trituración) como piezas que tienen un tamaño máximo de no más de 5 cm, normalmente como piezas rectangulares con lados de no más de 3 cm o incluso no más de 2 cm. En el contexto de la presente invención, una parte con un tamaño de no más de A cm significa que la mayor longitud de la partícula no es más de A cm.
En las Figuras 1 y 4, se representan las distribuciones del tamaño de partícula de pizarras de fibrocemento curadas molidas frente a partículas de cemento (Figuras 1 y 2) y frente a partículas de sílice (Figuras 3 y 4). Las pizarras de fibrocemento curadas al aire, obtenibles como alternativa de Eternit NV Bélgica, se pre-trituraron en primer lugar a un tamaño de no más de 2 por 2 cm. La humedad total del material residual de fibrocemento pre-curado triturado, en este caso material de fibrocemento curado al aire, era de aproximadamente 5 % -6 % en peso basado en peso seco. El % en peso basado en el peso seco es la diferencia de peso entre el material como muestras y el material secado en un horno ventilado a 105 °C hasta que se obtiene un peso constante.
Este material pre-triturado se alimentó a un caudal de aproximadamente 350 kg/h a aproximadamente 800 kg/h a un molino de rodillos tipo molino de péndulo del Grupo Poittemill (FR), en el que el material se trituró a una velocidad de rotación de entre aproximadamente 100 y aproximadamente 400 tr/min. Para compensar la humedad del material pre­ triturado, se alimentó aire caliente (a una temperatura entre aproximadamente 20 °C y aproximadamente 100 °C) junto con el material pre-triturado, con el fin de suprimir instantáneamente la humedad del material pre-triturado y del polvo de fibrocemento molido obtenido.
Como tal, se obtuvo el material de fibrocemento curado triturado cuya curva de distribución del tamaño de partícula, medida por difracción de rayo láser sobre material seco disperso a 3 bar mediante el aparato Malvern mastersizer 2000.
Este polvo de fibrocemento obtenido por molienda pendular tenía una buena consistencia (ni lanoso ni esponjoso; véase, p. ej., la Figura 5), una densidad aparente adecuada (entre aproximadamente 1000 kg/m3 y aproximadamente 1300 kg/m3) y una buena distribución de partículas, para ser utilizado para la fabricación de productos nuevos de fibrocemento.
Ejemplo 2: Fabricación de productos de fibrocemento curados en autoclave que comprenden de 10 % M a 30 % M de polvo de fibrocemento triturado curado al aire de acuerdo con los métodos de la invención
El polvo de residuos de fibrocemento curado al aire, obtenido como se describe en el Ejemplo 1, se utilizó para producir productos de fibrocemento Cedral curados en autoclave y productos de fibrocemento Tectiva.
Se produjo una serie de 6 muestras de lechada de ensayo (véase la Tabla 1 a continuación: muestras 2, 3, 4, 6, 7 y 8), en donde al menos parte o la totalidad de la fuente silícea (es decir, cuarzo), o al menos parte del cemento, o parte tanto de la fuente silícea (es decir, cuarzo) como del cemento, fue reemplazado por el polvo de fibrocemento curado al aire triturado obtenido usando el método de trituración explicado en el Ejemplo 1. Adicionalmente, se produjeron 2 muestras de lechada de referencia (véase la Tabla 1 a continuación: muestras 1 y 5), que no contenían ningún polvo de residuos triturados curado al aire.
Como tal, se obtuvieron las siguientes 8 formulaciones de lechada de fibrocemento:
Tabla 1 -% M de las muestras 1 a 8 de formulaciones de FC (PVA: fibra de alcoholpolivinílico Kuraray A8; Celulosa: Solombala UKP 60°SR; Sílice pirógena condensada: EMSAC 500S Elkem Materials Ltd.; Carga de CaCO3: Calcitec 2001S Carmeuse^ SA Cemento: CEMI 42.5N CBR SA Lixhe
Figure imgf000011_0001
Las formulaciones de lechada de fibrocemento que se presentan en la Tabla 1 se utilizaron para proporcionar láminas en bruto de fibrocemento en una máquina de fabricación Hatschek de última generación. Las láminas en bruto se prensaron a 230 kg/cm2 y se curaron en autoclave. Las láminas curadas en autoclave se cortaron posteriormente a las dimensiones adecuadas y se revistieron, para proporcionar muestras de Cedral y muestras de Tectiva tal como se producen y se pueden obtener de Eternit N.V.
Las láminas formadas curadas en autoclave se analizaron para determinar sus características físico-mecánicas, es decir, módulo de ruptura (MOR). El módulo de ruptura (MOR; expresado en Pa = kg/m.s2) se midió utilizando un aparato UTS/INSTRON (tipo 3345; cel=5000N).
La densidad de las muestras se midió saturando primero las muestras durante 72 horas en agua corriente. Posteriormente se determinó el peso de las muestras tanto en condiciones saturadas como sumergidas. Después de eso, las muestras se dejaron secar durante 48 horas a aproximadamente 105 °C. Para cada una de las muestras secas, se volvió a determinar el peso. La densidad (X) para cada muestra se calculó dividiendo el peso seco (C) por la diferencia entre el peso sumergido (B) y el peso saturado (A), de acuerdo con la siguiente fórmula: X = C/(A-B).
Finalmente, se determinó la absorción de agua medida mediante una ensayo de Karsten. El ensayo se realizó tanto en condiciones de secado al aire como saturadas de agua (la condición de secado al aire se obtiene acondicionando las muestras en un horno ventilado a 40 °C durante 3 días; la condición saturada de agua se obtiene sumergiendo las muestras en agua corriente a temperatura ambiente y presión atmosférica durante 3 días).
Para cada una de las muestras secadas al aire y saturadas de agua, se determinó el espesor de la muestra. Posteriormente, se fijó un tubo de Karsten en una región central de cada muestra usando silicona. Tras 24 horas, el tubo de Karsten se llenó con agua desmineralizada y se cerró para evitar la evaporación. La absorción de agua (es decir, el volumen de agua absorbido del tubo de Karsten por la muestra) se determinó después de 1, 2, 4, 6, 8, 24, 32 y 48 horas. Los resultados se presentan en las Figuras 6 a 8.
Como claramente se puede deducir a partir del gráfico de la Figura 6, que representa la resistencia a la flexión normalizada por densidad (módulo de ruptura; MOR) de las 6 muestras de ensayo diferentes (2, 3, 4, 6, 7 y 8 cuya formulación se presenta en la Tabla 1) y las dos muestras de referencia (1 y 5 cuya formulación se presenta en la Tabla 1), se puede concluir que la densidad normalizada resistencia a la flexión o módulo de ruptura (MOR/d2) es mayor en las muestras de ensayo en comparación con las muestras de referencia. Esto significa que las muestras que comprenden el polvo de residuos de fibrocemento triturado curado al aire en cantidades de entre 10 % M y 30 % M según se produce de acuerdo con los métodos de la presente invención tienen una resistencia más alta con muestras de referencia que no contienen polvo de residuo.
Por otro lado, tanto para los revestimientos de fibrocemento Cedral como para las placas de fibrocemento Tectiva, se puede concluir que el movimiento hídrico no difiere significativamente de las referencias (véase la Figura 7). Este es un resultado muy notable, especialmente dado el hecho de que la absorción de agua es mayor en las muestras de ensayo que en las referencias (véase la Figura 8).
Finalmente, se determinó que la densidad de las muestras de ensayo era significativamente menor en comparación con las muestras de referencia que no contenían ningún polvo de residuos (datos no mostrados).
Por tanto, de lo anterior, se puede concluir que los productos de fibrocemento curados en autoclave que comprenden de 10 % M a 30 % M de polvo de residuos de fibrocemento triturado curado al aire según los métodos de la presente invención funcionan mejor que los productos de fibrocemento de referencia que no comprenden ningún polvo de residuo triturado.
A partir de las imágenes de los productos curados en autoclave fabricados como se describe en los presentes ejemplos, puede verse que los productos curados en autoclave contienen residuos de fibrocemento curados al aire. En efecto, solo el material curado al aire contiene normalmente fibras de PVA, fibras de PVA que también están presentes en los productos curados en autoclave reciclados producidos de acuerdo con los métodos de la invención (véase la Figura 9) pero que no están presentes en los productos curados en autoclave nuevos.
Debe entenderse que aunque se han discutido realizaciones y/o materiales preferidos para proporcionar realizaciones de acuerdo con la presente invención, se pueden realizar diversas modificaciones o cambios sin alejarse del alcance de esta invención.

Claims (8)

REIVINDICACIONES
1. Un método para la fabricación de productos de fibrocemento nuevos que comprenden material residual de fibrocemento curado, que comprende al menos las etapas de:
a) Suministrar polvo de residuos de fibrocemento curado triturando material residual de fibrocemento curado; (b) Proporcionar una lechada acuosa de fibrocemento que comprende agua, aglutinante cementoso, fibras naturales o sintéticas y dicho polvo de residuos de fibrocemento curado;
(c) Formar una lámina de fibrocemento en bruto a partir de dicha lechada acuosa de fibrocemento;
(d) Prensar dicha lámina de fibrocemento en bruto con una presión de entre aproximadamente 100 kg/cm2 y 300 kg/cm2, y
(e) Curar en autoclave dicha lámina de fibrocemento en bruto proporcionando así un producto de fibrocemento nuevo
en donde dicha etapa (b) de proporcionar una lechada acuosa de fibrocemento comprende mezclar al menos agua, aglutinante cementoso, fibras naturales o sintéticas y el polvo de fibrocemento curado, de modo que el polvo de fibrocemento curado esté presente en la lechada acuosa de fibrocemento en una cantidad entre aproximadamente el 5 % M y aproximadamente el 40 % M, refiriéndose la unidad % M al porcentaje en masa del componente sobre la masa seca total de la composición.
2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicha etapa (b) de proporcionar una lechada acuosa de fibrocemento comprende mezclar al menos agua, aglutinante cementoso, fibras naturales o sintéticas y el polvo de fibrocemento curado, de manera que el polvo de fibrocemento curado esté presente en la lechada acuosa de fibrocemento en una cantidad entre aproximadamente el 5 % M y aproximadamente el 25 % M, refiriéndose la unidad % M al porcentaje en masa del componente sobre la masa seca total de la composición.
3. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, en donde dicha etapa (b) de proporcionar una lechada acuosa de fibrocemento comprende mezclar al menos agua, aglutinante cementoso, fibras naturales o sintéticas y el polvo de fibrocemento curado, de manera que el polvo de fibrocemento curado esté presente en la lechada acuosa de fibrocemento en una cantidad de entre aproximadamente el 5 % M y aproximadamente el 15 % M, refiriéndose la unidad % M al porcentaje en masa del componente sobre la masa seca total de la composición.
4. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde dicha etapa (e) de prensado de dicha lámina de fibrocemento en bruto comprende comprimir dicha lámina de fibrocemento en bruto durante un periodo de tiempo de entre aproximadamente 300 segundos y aproximadamente 700 segundos.
5. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en donde dicha etapa (e) de prensado de dicha lámina de fibrocemento en bruto comprende comprimir dicha lámina de fibrocemento en bruto por medio de al menos una o más prensas mecánicas.
6. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en donde dicha etapa (e) de prensado de dicha lámina de fibrocemento en bruto comprende comprimir dicha lámina de fibrocemento en bruto por medio de al menos una o más prensas de apilamiento.
7. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde dicha etapa (a) de proporcionar polvo de fibrocemento curado comprende triturar un producto de fibrocemento curado al aire.
8. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en donde dicha etapa (a) de proporcionar polvo de fibrocemento curado comprende triturar un producto de fibrocemento curado al aire utilizando un molino de péndulo.
ES17777298T 2016-10-06 2017-10-05 Métodos de fabricación de productos de fibrocemento con residuos de fibrocemento Active ES2883210T3 (es)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP16192659.7A EP3305739A1 (en) 2016-10-06 2016-10-06 Methods for producing fiber cement products with fiber cement waste
PCT/EP2017/075344 WO2018065518A1 (en) 2016-10-06 2017-10-05 Methods for producing fiber cement products with fiber cement waste

Publications (1)

Publication Number Publication Date
ES2883210T3 true ES2883210T3 (es) 2021-12-07

Family

ID=57133017

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
ES17777298T Active ES2883210T3 (es) 2016-10-06 2017-10-05 Métodos de fabricación de productos de fibrocemento con residuos de fibrocemento

Country Status (15)

Country Link
US (1) US11554987B2 (es)
EP (2) EP3305739A1 (es)
AU (1) AU2017339076B2 (es)
CL (1) CL2019000784A1 (es)
CO (1) CO2019002219A2 (es)
DK (1) DK3523262T3 (es)
ES (1) ES2883210T3 (es)
HU (1) HUE055649T2 (es)
MY (1) MY191278A (es)
PE (1) PE20190715A1 (es)
PH (1) PH12019500396A1 (es)
PL (1) PL3523262T3 (es)
RU (1) RU2019108129A (es)
SI (1) SI3523262T1 (es)
WO (1) WO2018065518A1 (es)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3305742A1 (en) 2016-10-06 2018-04-11 Etex Services Nv Methods for producing air-cured fiber cement products
EP4417589A1 (en) * 2023-06-12 2024-08-21 Swisspearl Group AG Upcycling of cementitious waste for use in a fibre cement product
WO2024256468A1 (en) * 2023-06-12 2024-12-19 Swisspearl Group Ag Upcycling of cementitious waste
WO2025157912A1 (en) 2024-01-23 2025-07-31 Swisspearl Group Ag Method for producing fibre cement products with fibre cement waste

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4406703A (en) * 1980-02-04 1983-09-27 Permawood International Corporation Composite materials made from plant fibers bonded with portland cement and method of producing same
US4428775A (en) * 1981-02-11 1984-01-31 National Gypsum Company Reinforced cement sheet product containing no asbestos for fabricating on hatschek machine
US4377415A (en) 1981-02-11 1983-03-22 National Gypsum Company Reinforced cement sheet product containing wollastonite for reduced shrinkage
JPH09193117A (ja) 1996-01-17 1997-07-29 Nichiha Corp セメント板の製造方法
PE29099A1 (es) 1997-01-30 1999-04-01 Redco Sa Procedimiento para la fabricacion de planchas onduladas de fibrocemento
JP2003063850A (ja) * 2001-08-29 2003-03-05 Nichiha Corp 無機質成形体および該無機質成形体の製造方法
US6942726B2 (en) 2002-08-23 2005-09-13 Bki Holding Corporation Cementitious material reinforced with chemically treated cellulose fiber
US7993570B2 (en) 2002-10-07 2011-08-09 James Hardie Technology Limited Durable medium-density fibre cement composite
AU2003901529A0 (en) 2003-03-31 2003-05-01 James Hardie International Finance B.V. A durable high performance fibre cement product and method of making the same
JP2004217482A (ja) * 2003-01-16 2004-08-05 Kubota Matsushitadenko Exterior Works Ltd 繊維補強セメント板とその製造方法
EP1854770B1 (fr) 2006-05-09 2012-05-02 Redco S.A. Compositions de produits en fibres-ciment et produits façonnés obtenus à partir de telles compositions.
US7976626B2 (en) 2006-09-27 2011-07-12 Nichiha Corporation Fiber reinforced cement composition and products and manufacturing process
US20080168927A1 (en) 2007-01-12 2008-07-17 Shear Technologies, Inc. Composite materials formed of at least partially cured cement-containing particles dispersed in a polymer, applications of using same, and methods of making
DK2172434T3 (en) 2008-10-02 2015-06-01 Redco Sa Fiber Cement Product composition and shaped products made thereby.
DK2275391T3 (da) 2009-07-16 2012-05-29 Redco Sa Fiberforstærket luftrensende cementbyggemateriale
EP2655286B1 (en) 2010-12-20 2018-11-14 Etex Services Nv Process for manufacturing autoclaved fibercement product
RU2019102751A (ru) * 2016-07-15 2020-08-17 Свиссперл Груп Аг Композиция для изготовления элементов пола для использования внутри помещений
EP3305742A1 (en) 2016-10-06 2018-04-11 Etex Services Nv Methods for producing air-cured fiber cement products

Also Published As

Publication number Publication date
AU2017339076A1 (en) 2019-03-21
HUE055649T2 (hu) 2021-12-28
EP3305739A1 (en) 2018-04-11
CO2019002219A2 (es) 2019-05-31
DK3523262T3 (da) 2021-09-13
EP3523262A1 (en) 2019-08-14
MY191278A (en) 2022-06-13
US20190218143A1 (en) 2019-07-18
WO2018065518A1 (en) 2018-04-12
CL2019000784A1 (es) 2019-08-02
RU2019108129A (ru) 2020-09-21
AU2017339076B2 (en) 2021-09-09
RU2019108129A3 (es) 2020-11-30
NZ751280A (en) 2025-09-26
BR112019006462A2 (pt) 2019-06-25
PL3523262T3 (pl) 2021-12-06
EP3523262B1 (en) 2021-06-16
PE20190715A1 (es) 2019-05-20
PH12019500396A1 (en) 2019-05-20
US11554987B2 (en) 2023-01-17
SI3523262T1 (sl) 2021-11-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
ES2929651T3 (es) Métodos para fabricar productos de fibrocemento curado al aire
ES2883210T3 (es) Métodos de fabricación de productos de fibrocemento con residuos de fibrocemento
Mastali et al. Performance of waste based alkaline mortars submitted to accelerated carbon dioxide curing
WO2018065522A1 (en) Methods for comminuting cured fiber cement material
US20200369570A1 (en) Molded body formed from curable composition
EP3129201B1 (en) Process for the preparation of masonry composite materials
ES3007558T3 (en) Construction units in form of bricks, blocks or tiles made from recyclable materials and by-products, method of making the construction units and their use
DE202007002982U1 (de) Mauerstein
EP3305741A1 (en) Methods for producing air-cured fiber cement sheets
Khayat et al. Use of Lightweight Sand for Internal Curing to Improve Performance of Concrete Infrastructure
KR101733956B1 (ko) 비정제 플라이애시와 바텀애시를 함께 사용한 건축용 압출성형패널
BR112019006462B1 (pt) Método para produção de produtos de cimento de fibra frescos
KR101747317B1 (ko) 차열성이 강한 황토포장 조성물을 이용한 황토 포장공법
Soriano et al. Study on binary and ternary systems with cement, hydrated lime and fly ash: thermogravimetric analysis, mechanical analysis and durability behavior
TW558487B (en) A manufacture method of high-pressure floor tiles and red bricks made of recycled waste concrete and bricks
Frapanti et al. Comparison of physical and mechanical properties of traditional bricks in Deli Serdang with no-burn bricks using palm shell ash
Reddy et al. Experimental Studies on Mortars Containing Pozzolonic Materials Like Fly Ash, Rice Husk Ash and Silica Fumes.
CA3005406C (en) Construction units in form of bricks, blocks or tiles made from recyclable materials and by-products, method of making the construction units and their use
Khayat et al. Use of Internal Curing Materials to Improve Performance of Concrete Infrastructure
DE102007009927A1 (de) Mauerstein und Verfahren zur Herstellung von Mauersteinen
Akbari et al. A Critical Review of Self-Compacting Concrete Using Recycled Coarse Aggregate
WO2011073851A1 (es) Proceso para fabricar materiales de construcción a partir de residuos celulósicos