ES2895001T3

ES2895001T3 - Método para fabricar aglutinantes que endurecen por hidratación y carbonatación

Info

Publication number: ES2895001T3
Application number: ES18778519T
Authority: ES
Inventors: Jan Skocek; Maciej Zajac; Gerd Bolte; Haha Mohsen Ben
Original assignee: HeidelbergCement AG
Current assignee: Heidelberg Materials AG
Priority date: 2017-10-09
Filing date: 2018-10-02
Publication date: 2022-02-16
Anticipated expiration: 2038-10-02
Also published as: WO2019072640A1; PL3694818T3; US11384017B2; EP3694818A1; CA3072126C; US20200392043A1; CA3072126A1; EP3694818B1; EP3466901A1

Abstract

Método para fabricar un aglutinante que comprende un material hidratable, que comprende las etapas: - proporcionar un material de partida a partir de una o más materias primas convertibles por atemperado a 600 hasta 1200 °C en el material hidratable, en el que el material de partida tiene una relación molar de Ca/Si de 0,5 a 1,8 y no contiene o contiene hasta un 30 % en peso de otros elementos distintos de CaO y SiO2 con respecto a la masa total calculada como óxidos, - atemperar el material de partida a una temperatura en el intervalo de 600 a 1200 °C durante un tiempo de residencia de 1 minuto a 5 horas para proporcionar el material hidratable que contiene no más de un 10 % en peso de silicato de monocalcio y al menos un 15 % en peso de fases hidratables en forma de cal y silicato de dicalcio, en el que al menos un 50 % de las fases hidratables cristalinas son silicato de dicalcio, en el que el tiempo de residencia y la temperatura de atemperado se adaptan para obtener dicho material hidratable por conversión de no más de un 80 % en peso del material de partida, y - enfriar el material hidratable para proporcionar el aglutinante que comprende el material hidratable.

Description

DESCRIPCIÓN

Método para fabricar aglutinantes que endurecen por hidratación y carbonatación

La presente invención se refiere a método de fabricación de un aglutinante que se basa en hidratación con posterior carbonatación para su endurecimiento y a un método de fabricación de componentes básicos a partir del mismo.

El cemento y los productos que lo contienen como el hormigón, el mortero, etc. son materiales de construcción muy difundidos y versátiles. Sin embargo, el cemento también es responsable de una cantidad considerable de emisión de CO², y también requiere grandes cantidades de materias primas valiosas. Por tanto, se han hecho muchas propuestas diferentes para ahorrar materias primas naturales, energía y emisión de CO².

Una de ellas es el uso de aglutinantes que endurecen a través de carbonatación, véanse, por ejemplo, los documentos US 2011/0165400 A1, US 2012/0312194 A1 y WO 2016/022485 A1. Ya la reducción de la relación de Ca/Si en la materia prima disminuye la cantidad de CO²liberado y la absorción del mismo durante el endurecimiento multiplica el efecto. Esta y otras estrategias también se describen en https://www.technologyreview.com/s/535646/what-happenedto-green-concrete. Por consiguiente, Novacem se basaba en un remplazo de cemento Portland con material de óxido de magnesio que endurece por carbonatación. Calera reacciona con el dióxido de carbono de los gases de escape para formar polvo de carbonato de calcio (polimorfo vaterita) que, a su vez, es útil como aglutinante (formando estructuras de aragonita continuas). Carbstone y Solidia se basan en materiales que endurecen directamente por carbonatación.

Sin embargo, en contraste con el cemento Portland que endurece a través de hidratación con el agua presente en la pasta, los aglutinantes de carbonatación necesitan CO²en cantidades relevantes y también en alta concentración cuando el endurecimiento tenga lugar sin tiempos de curado largos. Aunque hay CO²presente en la solución con poros de la pasta, su cantidad habitualmente no es suficiente para el endurecimiento. El aporte desde la atmósfera circundante mediante difusión tarda mucho en ser de relevancia tecnológica. De modo que se consideran necesarias temperaturas elevadas y soluciones acuosas de CO². Estas son caras y además no son posibles para todos los usos.

Se ha propuesto acelerar el endurecimiento o potenciar la resistencia de los artículos hechos con escoria como aglutinante exponiéndolos a dióxido de carbono principalmente en combinación con vapor y a elevada presión y/o temperatura, véase, por ejemplo, el documento DE 1 047 104 A1, M. Nakamura et al., "Improvement of the frost durability of vinylon fiber reinforced cement board", J. Ceram. Soc. Japan, Vol. 104 (1992) páginas 990 - 993, documentos US 5.744.078 A, US 6.334.885 B1 y US 2017/0073270 A1. Por último, pero no menos importante, en el artículo mencionado anteriormente, https://www.technologyreview.com/s/535646/what-happened-to-green-concrete, se describe el concepto de CarbonCure. De acuerdo con esa estrategia, se proporciona dióxido de carbono reunido de diversos gases de escape dentro de un depósito y se añade a hormigón durante la mezcla. De ese modo, la hidratación y carbonatación prosiguen conjuntamente desde el inicio.

Los sistemas actualmente conocidos requieren materiales precursores de alta gama o fabricación costosa (Novacem, Calera, CarbonCure) o condiciones de curado exigentes (caras) (Solidia, Carbstone). Por tanto, el objeto sigue siendo encontrar aglutinantes que sean tanto fáciles como baratos de preparar y de trabajar con ellos y que endurezcan suficientemente rápido dando productos con la resistencia y durabilidad deseadas.

Sorprendentemente, ahora se descubrió que un material hidratable con bajo contenido de calcio obtenido en un proceso de transformación parcial de materiales precursores silíceos y calcáreos de baja gama a 600 hasta 1200 °C dejando una parte de los materiales precursores sin convertir proporciona un aglutinante que puede endurecer por hidratación y solamente después de hidratación parcial además de por carbonatación. La transformación del material en el estado final se produce mediante un endurecimiento combinado a través de hidratación y carbonatación y produce productos con suficiente resistencia y durabilidad.

El objeto anterior se resuelve mediante un método para fabricar un aglutinante que comprende un material hidratable, que comprende las etapas de proporcionar un material de partida convertible por atemperado en el material hidratable, en el que el material de partida tiene una relación molar de Ca/Si de 0,5 a 1,8 y contiene hasta un 30 % en peso de otros elementos distintos de CaO y SiO²con respecto a la masa total calculada como óxidos a partir de una o más materias primas, atemperar el material de partida a una temperatura en el intervalo de 600 a 1200 °C, preferiblemente entre 800 y 1100 °C, mucho más preferiblemente entre 850 y 1050 °C, durante un tiempo de residencia de 1 minuto a 5 horas, preferiblemente de 5 minutos a 2 horas, para proporcionar el material hidratable que contiene no más de un 10 % en peso de silicato de monocalcio y al menos un 15 % en peso de fases hidratables en forma de cal y silicato de dicalcio, en el que al menos un 50 % de las fases hidratables cristalinas son silicato de dicalcio, en el que el tiempo de residencia y la temperatura de atemperado se adaptan para obtener dicho material hidratable convirtiendo no más de un 80 % en peso del material de partida, enfriar y, si el material hidratable es más grueso, moler el material hidratable hasta una finura de acuerdo con la determinación de la distribución de tamaños de partícula por granulometría láser de D⁹⁰< 90 gm y preferiblemente D⁹⁰< 60 gm, por lo que el parámetro de Rosin-Rammler (pendiente) n puede variar de 0,6 - 1,4 y preferiblemente de 0,7 a 1,2, para proporcionar el aglutinante que comprende el material hidratable. Típicamente, el material hidratable contiene al menos un 15 % en peso silicato de dicalcio, al menos un 3 % en peso de CaO, menos de un 10 % en peso de wollastonita y de un 20 a un 80 % en peso de fases a partir de las materias primas y/o se forma durante la etapa de transformación, por ejemplo, cuarzo, C³S², C³S, C³A, C⁴AF, gehlenita, merwenita, fases hidratadas alteradas, componentes vítreos y/o amorfos por rayos X, y otros minerales que forman rocas y terrenos. Una cantidad preferida de fases hidratables es > 18 % en peso con respecto al material hidratable. Típicamente, después de la conversión parcial, el material hidratable contiene al menos un 20 % de fases no hidráulicas, que pueden además no carbonatables, y un máximo de un 5 % en peso CO²en forma de carbonatos, preferiblemente < 2 % en peso y mucho más preferido nada, como resultado de la conversión incompleta del material.

El objeto anterior se resuelve además mediante un método de fabricación de componentes básicos, que comprende fabricar un aglutinante que comprende un material hidratable como se describe, mezclar el aglutinante con agua para proporcionar una pasta de aglutinante, colocar la pasta de aglutinante, típicamente por llenado en un molde o encofrado, hidratar la pasta de aglutinante hasta que la cantidad de agua unida es al menos un 5 % de la masa de masa de fases hidráulicas en el aglutinante seco sin hidratar completamente las fases hidratables, y someter la pasta de aglutinante parcialmente hidratada a carbonatación para proporcionar resistencia hasta que el dióxido de carbono unido es al menos un 150 % de la masa de agua inicialmente unida y/o la resistencia excede 2 MPa, mientras la masa de agua unida después de carbonatación es al menos un 50 % de la masa de agua unida después de hidratación.

Se usa silicato de dicalcio como expresión para varios tipos de C²S tales como, aunque sin limitación, beta-C²S, gamma-C²S y diferentes tipos de alfa-C²S, así como formas con sustitución por elementos exógenos como bredigita. Típicamente, los silicatos de dicalcio están presentes en varios polimorfos en clínker como OPC y CSA y forman soluciones de sólidos complejos incorporando elementos exógenos. Estas soluciones de sólidos también se incluyen en la expresión silicato de dicalcio. Asimismo, se entiende que todas las fases mencionadas por sus fórmulas estequiométricas incluyen fases que contienen impurezas y/o están presentes en forma de soluciones de sólidos salvo que se indique de otro modo.

La expresión silicato de monocalcio designa fases de CS tales como wollastonita y seudowollastonita. Cal se refiere a óxido de calcio, CaO.

Se usa principalmente la notación de química del cemento habitual para óxidos en este documento, es decir, H - H²O, C - CaO, A - Al²O³, F - Fe²O³, M - MgO, S - SiO²y $ - SO³.

Salvo que se especifique de otro modo, el término reactivo se refiere a reactividad hidráulica, es decir, la reacción de una sustancia con agua para formar hidratos y, como norma, desarrollar resistencia mecánica de ese modo. Material carbonatable significa un material que reacciona con dióxido de carbono en tiempos técnicamente apreciables (tal como unas pocas horas hasta 1 día) en las siguientes condiciones: 100 % en volumen de CO²a 2 hasta 5 bar y 20 °C.

El aglutinante hecho de acuerdo con la invención tiene una relación molar de Ca/Si menor que el cemento Portland (OPC). Esto produce menos consumo de energía y liberación de CO²para la calcinación de piedra caliza en comparación con lo necesario para clínker de cemento Portland. Además, la transformación parcial necesita menos energía en comparación con clínker de OPC. Por tanto, el material hecho de acuerdo con la invención usa menos materias primas naturales para conseguir un rendimiento comparable a OPC.

En contraste con las propuestas que se basan en CS (wollastonita, seudowollastonita) u otras fases de carbonatación directa como fase reactiva, hay una cantidad considerable de fases hidratables en forma de silicato de dicalcio y CaO presente, por lo que también son útiles polimorfos de silicato de dicalcio considerados menos reactivos o inertes. Debido a la baja temperatura de transformación, el silicato de dicalcio es hidráulicamente reactivo y puede proporcionar resistencia en verde en sistemas de materiales de construcción. Los polimorfos útiles son a, p, y y todas las demás formas conocidas. La cantidad de fases hidratables es al menos un 18 % en peso, preferiblemente al menos un 30 % en peso y mucho más preferido al menos un 45 % en peso. Las fases amorfas en rayos X pueden formar parte también de las fases hidratables. En una realización preferida, la cantidad de silicato de dicalcio es al menos un 80 % de las fases hidratables cristalinas. Adecuadamente, la cantidad de silicato de dicalcio con respecto al material hidratable es al menos un 15 % en peso, preferiblemente al menos un 25 % en peso y mucho más preferido al menos un 35 % en peso, y la cantidad de CaO es al menos un 3 % en peso, preferiblemente al menos un 5 % en peso y mucho más preferido al menos un 10 % en peso.

El contenido de wollastonita incluyendo otros polimorfos de silicato de monocalcio tales como, por ejemplo, polimorfos de seudowollastonita debe estar por debajo de un 10 % en peso de acuerdo con la invención, preferiblemente por debajo de un 6 % en peso. CS consume CaO y SiO²del material de partida sin proporcionar fases hidratables deseables. Por lo tanto, las condiciones de atemperado deben adaptarse para evitar CS lo más posible. Las fases en las que se basa el endurecimiento por carbonatación son ante todo hidratos de silicato de calcio, y también, por ejemplo, hidratos de aluminato de calcio, sulfato aluminato de calcio e hidratos de carbonato, hidrogranate como fases, hidrotalcita como fases e hidróxidos metálicos, por ejemplo, portlandita, brucita, hidróxido de alúmina, goethita, hidróxido de hierro. Estas fases están presentes en el material hidratable y aglutinante como materias primas no transformadas o transformadas parcialmente y como fases formadas durante hidratación de silicato de dicalcio, silicato de tricalcio y otros silicatos de calcio con Ca/Si > 1. Los aluminatos de calcio y ferritas de calcio son sobrantes o se forman durante la transformación y durante la hidratación de CaO y otras fases hidráulicas. Por supuesto, una pequeña cantidad de wollastonita y otras fases no hidráulicas o fases escasas con calcio y/o magnesio también podrían carbonatarse en el aglutinante hecho de acuerdo con la invención.

Una fase muy útil está constituida por los silicatos amorfos e hidráulicos de calcio-alúmina-magnesio-álcali-hierro que quedan durante el atemperado o se forma a las temperaturas inferiores (en comparación con el cemento Portland) usadas durante el atemperado. Los silicatos hidráulicos de calcio-alúmina-magnesio-álcali-hierro pueden representar hasta un 10 % en peso de las fases reactivas, o hasta un 30 % en peso o hasta un 40 % en peso.

Además, componentes muy beneficiosos de la material hidratable y aglutinante de acuerdo con la invención son aluminatos de calcio-hierro, aluminatos de calcio y MgO, que muestran reactividad hidráulica relevante en el aglutinante obtenido de acuerdo con la invención. Los aluminatos de calcio-hierro, aluminatos de calcio y MgO pueden representar hasta un 10 % en peso de las fases reactivas, o hasta un 30 % en peso o hasta un 40 % en peso.

Las materias primas adecuadas son las que pueden convertirse en fases hidratables atemperando a 600 hasta 1200 °C. La figura 1 presenta la dependencia de la composición de las fases de la temperatura para la fabricación de clínker Portland, reproducido de Taylor, "Cement Chemistry", 2.a edición, Thomas Telford Services Ltd., 1997. Se muestra comportamiento similar por los materiales de partida usados de acuerdo con la invención, aunque, por supuesto, con el límite superior de la temperatura a 1200 °C no se espera que se forme alita. Las materias primas son preferiblemente materiales de baja gama como finos de hormigón, montera de canteras, piedra caliza de baja calidad, marga, dolomita y mezclas de dichos materiales. Pueden usarse minerales y rocas adecuados para preparar cemento Portland, por ejemplo, piedra caliza, arcilla y bauxita, pero son menos preferidos ya que habitualmente cuestan más. Típicamente, se usan solamente para ajustar la relación de Ca/Si si acaso se usan, por lo tanto. Puede usarse una o más materias primas para proporcionar el material de partida. Los finos de hormigón del reciclado de hormigón típicamente tienen una relación de Ca/Si adecuada para proporcionar el propio material de partida. Si una materia prima tiene una relación menor o mayor, la relación en el material de partida se ajusta añadiendo otra u otras materias primas con una relación mayor o menor, respectivamente. Una relación molar de Ca/Si preferida es de 0,6 a 1,2. Además de Ca y Si, el material de partida puede contener hasta un 30 % en peso de otros elementos, calculados como óxidos. Habitualmente, uno o más de hasta un 10 % de MgO, hasta un 10 % de Al2O3, hasta un 10 % de Fe2O3, hasta un 5 % de Na²O, hasta un 5 % de K²O y hasta un 5 % de SO³constituyen los otros elementos, así como restos de otros más, especialmente de otros metales, P, y halógenos. Se deduce naturalmente que para la relación de Ca/Si establecida, el contenido de elementos depende de la cantidad de otros elementos, siendo la suma de todos siempre el 100 %, expresado como masa de óxidos.

El ensambla del material de partida sigue los mismos principios que en la fabricación de cemento Portland, modificados, por supuesto, por la menor relación de Ca/Si de acuerdo con la invención. Esto es conocimiento general en la técnica, por ejemplo, descrito en Taylor, mencionado anteriormente. También se encuentran detalles acerca de la influencia de las condiciones de sinterizado en el capítulo 3.4 de "Innovations in Portland cement manufacturing", editado por J. I. Bhatty, PCA 2011, por ejemplo. También se explica la influencia de los elementos escasos en el material de partida en Lea's chemistry of cement, 4.a edición 2004, capítulo 5.4, por ejemplo.

El material de partida y/o la una o más materias primas puede molerse de la misma manera que se conoce para materias primas para la fabricación de clínker de cemento Portland, si fuera necesario. A menudo, las materias primas tendrán una finura apropiada. Es adecuado, por ejemplo, un tamaño de partícula donde al menos un 50 % de las partículas son más pequeñas de 90 gm y al menos un 95 % son más pequeñas de 200 gm.

El material de partida se convierte en el material hidratable por atemperado, es decir, calentamiento, a una temperatura de 600 a 1200 °C, preferiblemente de 800 a 1100 °C. La temperatura y el tiempo de residencia se eligen de modo que la cantidad de calcio en la fracción transformada de materiales de partidas unido como cal libre o silicatos de calcio con Ca/Si > 1,5 se maximice. Dispositivos adecuados incluyen estufas rotatorias, calcinadores ultrarrápidos, estufa de cuba, hornos y otros de estos dispositivos que permiten controlar el tiempo de residencia y la temperatura para permitir el control del grado de transformación. El tiempo de residencia varía de 1 minuto a 5 horas, preferiblemente de 5 minutos a 3 horas, especialmente preferido de 30 minutos a 2 horas. En algunos casos son adecuados tiempos de 1 minuto a 10 min para altas temperaturas de atemperado. La temperatura y el tiempo se adaptan entre sí y el material de partida especifico de modo que se obtiene al menos un 15 % requerido, preferiblemente un 18 %, de fases hidratables. Esto típicamente requiere mayor tiempo de residencia para menor temperatura y viceversa. La conversión del material de partida se mantiene por debajo de o igual a un 80 % de acuerdo con la invención, contrario a lo que se considera deseable para otros cementos. El concepto de la conversión parcial provoca también la presencia de fases no hidráulicas y no carbonatables (material inerte). Habitualmente también es beneficioso ajustar las condiciones de modo que tenga lugar mayor conversión cuando la relación de Ca/Si es menor. Se descubrió que una conversión completa que provoca solamente, por ejemplo, silicato de monocalcio y cuarzo proporciona un aglutinante mucho menos reactivo, la carbonatación sería demasiado lenta. Por tanto, el aglutinante hecho de acuerdo con la invención difiere significativamente del cemento Portland, cemento de escoria, cementos de belita y aglutinantes similares optimizados para endurecimiento por hidratación. Por otro lado, el aglutinante hecho no contiene cantidades sustanciales de fases que se carbonatan, pero no hidratan, como es el objetivo para aglutinantes conocidos para endurecimiento por carbonatación. El establecimiento de la temperatura y tiempo apropiados para un material de partida dado lo selecciona un experto en la materia de acuerdo con el conocimiento general de forma análoga a la rutina de fabricación de cemento Portland. La conversión puede determinarse fácilmente basándose en el análisis rutinario del producto obtenido que se realiza de todas formas.

El material hidratable obtenido por conversión parcial posteriormente se enfría usando típicamente aire como medio de intercambio de calor, por ejemplo, por enfriador de rejilla, enfriado de flujo a contracorriente o enfriador planetario, para proporcionar el aglutinante. Si fuera necesario, el aglutinante se muele hasta una finura de acuerdo con la determinación de la distribución de tamaños de partícula por granulometría láser de D⁹⁰< 90 pm y preferiblemente D⁹⁰< 60 pm, por lo que el parámetro de Rosin-Rammler (pendiente) n puede variar de 0,6 - 1,4 y preferiblemente de 0,7 a 1,2. La molienda puede tener lugar en cualquier dispositivo conocido para molienda de clínker de OPC. También es posible añadir auxiliares de molienda tales como, aunque no exclusivamente, monoetanolamina, dietanolamina, trietanolamina, triisopropanolamina, glicerina, etilenglicol, dietilenglicol o ésteres de policarboxilato.

El aglutinante obtenido es útil para sistemas de materiales de construcción añadiendo agua y típicamente también agregados, así como opcionalmente aditivos y/o mezclas. De acuerdo con la invención, se fabrican componentes básicos mezclando el aglutinante con agua y colocando la pasta de aglutinante obtenida. La colocación típicamente comprende llenado dentro de un molde o encofrado o aplicación como mortero, por ejemplo, sobre ladrillos o dentro de huecos a reparar. La expresión componentes básicos debe entenderse ampliamente en este documento, indicando cualquier estructura obtenida colocando una pasta de aglutinante. Componentes básicos preferidos son partes de hormigón y artículos de hormigón precolados. Sin embargo, el método también es útil para preparar cimientos, paredes, techos, etc. a partir de hormigón de mezcla preparada o mezclado en el sitio, así como para morteros, como mortero de mampostería y mortero enyesado, para repello y otras aplicaciones habituales de cemento Portland. Como con el cemento Portland, los componentes adicionales de la pasta de aglutinante además del agua como agregado, aditivos y mezclas se adaptan al uso específico.

Las mezclas a menudo usadas son agentes reductores de agua y plastificantes como, por ejemplo, aunque no exclusivamente, compuestos orgánicos con uno o más de grupos funcionales de carboxilato, sulfonato, fosfonato, fosfato o alcohol. Estos sirven para conseguir una buena consistencia, es decir, capacidad de flujo, de la pasta con una cantidad más pequeña de agua. Como una disminución de la relación de agua a aglutinante (w/b) normalmente proporciona un aumento de la resistencia, dichas mezclas se usan normalmente. Los agentes que arrastran aire también pueden mejorar la capacidad de flujo y pueden usarse para este objetivo o por otras razones tales como, aunque sin limitación, modificaciones de la densidad y mejoras de compactibilidad.

Otras mezclas que influyen en la manejabilidad son los retardantes. Tienen como objetivo principalmente prolongar el tiempo que se mantiene una consistencia especificada. Los retardantes ralentizan la sedimentación y/o endurecimiento de la pasta de aglutinante. Son sustancias adecuadas, por ejemplo, aunque no exclusivamente, fosfatos, boratos, sales de Pb, Zn, Cu, As, Sb, lignosulfonatos, ácidos hidroxicarboxílicos y sus sales, fosfonatos, glúcidos (sacáridos). También es posible añadir mezclas que se diseñan para modificar las propiedades reológicas para controlar el tiempo de sedimentación, es decir, plastificantes y superplastificantes. Esos pueden tener un efecto retardante también, por ejemplo, lignosulfonatos y ácidos policarboxílicos.

Además, es posible añadir activadores que promueven la reactividad hidráulica de las fases hidratables y la actividad de carbonatación de los hidratos y fases anhidras. Ejemplos de dichas sustancias son álcali e hidróxidos de metales alcalinotérreos, nitratos, sulfatos, cloruros, silicatos, (hidro-)carbonatos o compuestos orgánicos tales como glicerina, ácidos orgánicos y sus sales, cianatos y aminas, por ejemplo, trietanolamina, triisopropanolamina, dietanolisopropanolamina. También debe apreciarse que algunas de estas mezclas pueden actuar como retardantes y aceleradores dependiendo de la dosificación. Se aprecia además que algunas de estas mezclas podrían añadirse como auxiliares de molienda ya durante la etapa de molienda.

Pueden añadirse mezclas especiales para mejorar la disolución de los iones de carbonato en las soluciones de interacción y, en consecuencia, acelerar el proceso de carbonatación. Estas pueden ser, por ejemplo, disolventes acuosos como alcanolaminas, por ejemplo, aminas primarias como monoetanolamina (MEA) y diglicolamina (DGA), aminas secundarias como dietanolamina (DEA) y diisopropanolamina (DIPA), y aminas terciarias como metildietanolamina (MDEA) y trietanolamina (TEA), o mezclas de las mismas, halogenuros, ácido etilendinitrilotetraacético (EDTA), sales alcalinas solubles e hidróxidos u otras sustancias que mejoran la disolución de CO²en la solución. Adicionalmente pueden usarse enzimas tales como anhidrasa carbónica para potenciar la eficacia de carbonatación y modificar las propiedades de los productos de reacción. Debe apreciarse que estas mezclas no tienen solamente una acción, sino que pueden ejercer una doble función. Pueden modificar el proceso de hidratación, así como modificar el proceso de carbonatación y/o la morfología y microestructura de los productos formados. El efecto puede depender en gran medida de la dosificación.

Además, es posible añadir mezclas que modifiquen la morfología de la calcita precipitante durante el proceso de hidratación-carbonatación. Esto proporciona la ventaja de construir esquistos menos densos de producto de hidratoscarbonatos y posibilita mayores grados de carbonatación e hidratación. Son adecuados, por ejemplo, sales de magnesio, poli(ácido acrílico), poliacrilamida, poli(alcohol vinílico), ácidos polivinilsulfónicos, estirenosulfonato, ácido cítrico y otros ácidos orgánicos simples, polisacáridos, fosfonatos y policarboxilatos. Debe apreciarse que estas mezclas no tienen solamente una acción, sino que pueden ejercer una doble función.

Además, es posible añadir mezclas que regulen el pH durante el proceso de hidratación-carbonatación para potenciar la precipitación de calcita. Estas incluyen hidróxidos metálicos y carbonatos y sustancias similares.

Todas las mezclas se usan en las cantidades conocidas tal cual, en las que la cantidad se adapta a un aglutinante específico y las necesidades especial de la manera conocida.

Son aditivos, por ejemplo, rellenos, pigmentos, elementos de refuerzo y agentes de autocurado. Son rellenos típicos partículas minerales como polvo de piedra, así como fibras tales como fibras de vidrio, metal y/o polímero. Una adición que también se usa como material cementoso complementario es humor de sílice. Todos estos pueden añadirse en las cantidades conocidas per se.

El contenido de agua adecuado de la mezcla es de 2 a 10 veces el contenido de óxido de calcio en la mezcla, rodos los contenidos expresados en moles.

El sistema de material de construcción obtenido de esta manera se endurece inicialmente mediante hidratación de las fases hidratables, que habitualmente son principalmente silicatos de calcio, aluminatos de calcio, ferritas de alúmina de calcio, ferritas de calcio, así como cal libre, periclasa y óxidos de hierro libres. Los hidratos formados proporcionan una sedimentación y endurecimiento preliminar en 1 minuto a 24 horas, a menudo en 1 minuto a 2 horas, dependiendo de la aplicación. Por tanto, se forma una estructura con suficiente resistencia en verde que posibilita el desmoldeo y/o etapas de manipulación adicionales. La hidratación consume agua y de este modo crea poros en la estructura por autodesecación. Puede realizarse un secado en paralelo a la hidratación (por ejemplo, hidratación a humedad relativa (RH) de un 30 a un 99 %, preferiblemente a aproximadamente un 60 %) o posteriormente.

A través de los poros creados por hidratación, se introduce el dióxido de carbono en el sistema de material de construcción para permitir el desarrollo de resistencia final por carbonatación. La resistencia final de 2 a 100 MPa se alcanza típicamente en 10 minutos a 2 días, dependiendo de la aplicación. El dióxido de carbono puede aportarse como gas o como solución, preferiblemente acuosa, que accede a los poros formados por hidratación. Por ejemplo, una solución acuosa de NaOH expuesta a una atmósfera con al menos un 1 % de CO²en volumen es adecuada para carbonatación.

La carbonatación usando dióxido de carbono gaseoso típicamente se basa en una presión aumentada de dióxido de carbono, preferiblemente de 1 a 6 bar, más preferida de 2 a 4 bar y mucho más preferida a aproximadamente 2,5 bar. La concentración de dióxido de carbono en el gas es adecuadamente al menos un 1 % en volumen, preferiblemente al menos un 5 % en volumen. Dicha atmósfera se puede obtener, por ejemplo, a partir de gas de chimenea. Para su uso como hormigón o mortero mezclado en el sitio o de mezcla preparada donde sea difícil proporcionar más que la presión atmosférica, puede usarse carbonatación con gas tico en dióxido de carbono a presión atmosférica. El endurecimiento tarda más, pero aún se completa en tiempos aceptables de 1 a 7 días. La carbonatación usando dióxido de carbono disuelto es posible con componentes básicos que pueden alojar la solución mientras endurecen. Las soluciones adecuadas contienen de 0,01 a 1 M de sales alcalinas y/o hidróxidos y tienen un pH inicial, es decir antes de exponerlas a la atmósfera rica en CO², entre 8 y 14 que representa la fuerza iónica de la solución.

En una realización preferida, la carbonatación tiene lugar en presencia de una sal alcalina o hidróxido, como NaOH, o un ácido policarboxílico, como ácido cítrico. Se descubrió sorprendentemente que estas sustancias potencian la carbonatación, es decir, se incorpora más CO²en un tiempo dado. La sal alcalina o hidróxido o el ácido carboxílico puede aportarse sumergiendo la pasta de aglutinante parcialmente hidratada en una solución acuosa que contiene sal alcalina o hidróxido o ácido carboxílico. La sal alcalina o hidróxido se usa ventajosamente en una cantidad tal que el pH de la solución antes de la carbonatación varía de 8 a 14. El ácido carboxílico se usa preferiblemente en una cantidad de aproximadamente un 0,01 a un 2 % en peso de la solución. La sal alcalina o hidróxido o el ácido puede ser también un componente del aglutinante.

Los componentes básicos obtenidos usando el aglutinante difieren de productos conocidos de endurecimiento por hidratación a través de su contenido de dióxido de carbono unido. En contraste con los productos de carbonatación, tienen una alta cantidad de agua unida (BW). La BW se define como la masa perdida de muestras entre 110 °C y 550 °C con respecto a la masa de material hidratable inicial no hidratado y no carbonatado. Se expresa en g por 100 g de material hidratable. Se usa método de gravimetría térmica para cuantificar estas masas.

El grado de carbonatación se cuantifica como una masa de CO²unida con respecto a la masa de material hidratable inicial no hidratado y no carbonatado. Se expresa en g por 100 g de material hidratable. La masa de CO²se define como la masa perdida entre 550 °C y 850 °C.

La invención se ilustrará además con referencia a los ejemplos que siguen, sin restringir el alcance a las realizaciones específicas descritas. Si no se especifica de otro modo, cualquier cantidad en % o partes es en peso y en el caso de duda, en referencia al peso total de la composición/mezcla involucrada. Una caracterización como "aprox.", "alrededor de" y expresión similar en relación a un valor numérico significa que se incluyen valores hasta un 10 % mayores e inferiores, preferiblemente valores hasta un 5 % mayores e inferiores y, en cualquier caso, valores al menos hasta un 1 % mayores e inferiores, siendo el valor exacto el valor o límite más preferido. La invención incluye además todas las combinaciones de lo descrito y especialmente de rasgos característicos preferidos que no se excluyen entre sí.

La expresión "sustancialmente libre" significa que un material particular no se añade a propósito a la composición, y está presente solamente en cantidades residuales o como una impureza. Como se usa en este documento, salvo que se indique de otro modo, la expresión "libre de " significa que una composición no comprende un material particular, es decir, la composición comprende un 0 por ciento en peso de dicho material.

Ejemplo 1

Se usaron finos de hormigón reciclados (RCF) y piedra caliza (L1) de HeidelbergCement AG como materias primas. Las propiedades de las materias primas se resumen en la tabla 1.

Tabla 1

A partir de RCF y L1, se prepararon dos mezclas como materiales de partida: CS0.6 con relación molar de Ca/Si = 0,6 a partir de un 100 % de Rc F y CS1.0 con relación molar de Ca/Si = 1,0 a partir de un 77 % de RCF y un 23 % de L1.

Los materiales de partidas se prepararon y homogeneizaron en una mezcladora Eirich y a atemperaron en un horno de laboratorio a temperaturas en el intervalo de 800 - 1200 °C durante 30 minutos o 60 minutos. Los materiales atemperados se enfriaron en aire hasta temperatura ambiente. La tabla 2 enumera las composiciones de fases en % en peso de los aglutinantes obtenidos para las diferentes muestras, temperaturas y tiempos. Todos los contenidos de fases en esta patente se basan en cálculos de XRD-Rietveld si no se indica de otro modo. Obsérvese que la tabla contiene solamente fases seleccionadas, el contenido restante hasta el 100 % está compuesto por otras fases cristalinas y amorfas presentes originalmente en los materiales precursores o formados durante el atemperado. La conversión se calculó como la cantidad molar de CS (wollastonita seudowollastonita) en el clínker con respecto a los moles de óxido de calcio en todos los silicatos de calcio y en cal libre, es decir, los moles de Ca en C2S+CS+cal libre. El cálculo se basa en la suposición de que para el clínker caracterizado por Ca/Si < 1,0, todo el calcio está unido en CS después de conversión completa y, por tanto, CS/Ca (moles/moles) debe ser uno para conversión del 100 %.

Tabla 2

Puede observarse que la conversión parcial deseada del material de partida tuvo lugar en combinaciones apropiadas de temperatura y tiempo de residencia. Para una relación de Ca/Si baja se necesita menor temperatura y tiempo de residencia más largo. Con una relación de Ca/Si más elevada, es mejor mayor temperatura y menor tiempo. También es evidente que el silicato de monocalcio proviene a costa de las fases hidratables pretendidas, de modo que una alta cantidad de Cs indica productos inadecuados. También es visible que los materiales hidratables producidos contienen cantidades significativas de fase no hidratable y no carbonatable, es decir, cuarzo. Se consiguió la composición pretendida del material hidratable parcialmente transformado novedoso.

Ejemplo 2

Se prepararon aglutinantes de forma análoga al ejemplo 1 a partir de materias primas de baja calidad, montera de canteras (Le, principalmente légamo) y piedra caliza (L2), cuyas composiciones se enumeran en la tabla 3.

Tabla 3

El material de partida contenía un 70,6 % de montera de canteras y un 29,4 % de piedra caliza (muestras CS0.6b, Ca/Si = 0,6) o un 48,0 % de montera de canteras y un 52,0 % de piedra caliza (muestras CS1.0, Ca/Si = 1,0). El atemperado de los materiales de partida tuvo lugar en un horno de laboratorio en el intervalo de temperatura 900 -1200 °C durante 60 minutos. Los materiales atemperados se enfriaron en aire hasta temperatura ambiente. La tabla 4 enumera la composición de fases en % en peso del aglutinante obtenido para las diferentes muestras y temperaturas. De nuevo, la tabla da solamente fases seleccionadas, el contenido restante hasta el 100 % está compuesto por otras fases cristalinas y amorfas presentes originalmente en los materiales precursores o formadas durante el atemperado.

Tabla 4

Puede observarse que la conversión parcial proporcionó material hidratable hecho mediante combinaciones adecuadas de composición de material de partida, temperatura y tiempo de residencia.

Ejemplo 3

Se examinó el endurecimiento de los aglutinantes. Los clínkeres CS0.6a (Ca/Si = 0,6, 900 °C, 1 h) y CS1.0a (Ca/Si = 1,0, 1000 °C, 30 minutos) se prepararon como en el ejemplo 1 y tenían las siguientes composiciones de fases: CS0.6a: 1,4 % ferrita; 1,0 % maghemita; 1,2 % anhidrita; 3,5 % cal; 0,5 % periclasa; 4,1 % C³A Na ortorrómbico; 1,2 % C¹²A⁷(mayenita); 1,4 % C²S gamma; 14,4 % C²S beta; 8,4 % bredigita; 17,0 % C²AS (gehlenita); 0,8 % okermanita; 4.3 % anortita; 28,8 % cuarzo; 1,7 % rankinita; 5,6 % wollastonita 1T; 2,8 % seudowollastonita; 1,9 % amorfo por rayos X; y CS1.0a: 3,2 % ferrita; 1,0 % maghemita; 1,4 % anhidrita; 5,4 % cal; 0,7 % periclasa; 2,9 % C³A Na ortorrómbico; 2.3 % C¹²A⁷(mayenita); 1,1 % C²S gamma; 31,9 % C²S beta; 5,1 % bredigita; 13,8 % C²AS (gehlenita); 1,1 % okermanita; 3,6 % anortita; 20,8 % cuarzo; 3,9 % wollastonita 1T; 1,5 % seudowollastonita; 0,3 % amorfo por rayos X.

Los materiales hidratables se molieron en un molino planetario de laboratorio hasta una finura de acuerdo con la determinación de la distribución de tamaños de partícula por granulometría láser de aproximadamente D⁹⁰~50 pm y un parámetro de Rosin-Rammler (pendiente) n de ~0,87. Para la hidratación, el aglutinante obtenido se mezcló con agua en una relación de agua/aglutinante de 0,5. La hidratación tuvo lugar a 50 °C durante 24 h. Estuvo seguida de carbonatación con ~100 % de gas CO²a una presión de 2,5 bar y una temperatura de 20 °C durante 24 h. Las muestras de comparación se expusieron a ~100 % de gas CO²a una presión de 2,5 bar y una temperatura de 20 °C durante 24 h sin la etapa de hidratación inicial.

Los productos hidratados y endurecidos se analizaron por termogravimetría en un dispositivo Netzsch Jupiter STA 449 (DTG) y se calculó BW y CO²unido como se describe anteriormente a partir de las mediciones de termogravimetría. Los resultados se resumen en las tablas 5 y 6.

T l B 2 ni r =

T l B 2 ni r =1

Basados en los resultados de TG, puede concluirse que ambos materiales hidratables se hidrataban. La posterior carbonatación dio lugar a captación significativa de CO²e hidratación en curso en paralelo demostrada por la presencia de BW después del tratamiento de carbonatación. Se observa que la hidratación y carbonatación combinadas tuvieron un efecto sinérgico que potencia la cantidad de CO²unido y con ello la resistencia en condiciones dadas.

Ejemplo 4

Se usó el mismo aglutinante con C/S=0,6 que en el ejemplo 3. El aglutinante se hidrató de forma idéntica al ejemplo 3, pero se carbonató sumergido en solución de NaOH 0,5 M, siendo todas las condiciones por lo demás iguales. Los resultados de un análisis con termogravimetría se comparan en la tabla 7 con los resultados sin solución de NaOH.

Tabla 7

Se observa que la carbonatación se potenciaba más por la presencia de hidróxido alcalino en la solución. Este efecto se asocia con la presencia de álcalis. Por tanto, la fuente alcalina no se limita a hidróxidos y sodio. Las fuentes alcalinas adecuadas comprenden también sales solubles que contienen álcali. Además, la presencia de álcalis potenciaba la hidratación en curso demostrada por el aumento de BW.

Ejemplo 5

Se usó el mismo aglutinante con C/S=1,0 que en el ejemplo 3. El aglutinante se hidrató de forma idéntica al ejemplo 3, pero se carbonató sumergido en solución de NaOH 0,5 M, siendo todas las condiciones por lo demás iguales. Los resultados de un análisis con temogravimetría se comparan en tabla 8 con los resultados sin solución de NaOH.

Tabla 8

Se observa que la carbonatación se potenciaba más por la presencia de hidróxido alcalino en la solución. Este efecto se asocia con la presencia de álcalis. Por tanto, la fuente alcalina no se limita a hidróxidos y sodio. Las fuentes alcalinas adecuadas comprenden también sales solubles que contiene álcali. Además, la presencia de álcalis potenciaba la hidratación en curso demostrada por el aumento de BW.

Ejemplo 6

Se usó el mismo aglutinante con C/S=1,0 que en ejemplo 3 y se mezcló con solución al 1 % de ácido cítrico en lugar de agua. La hidratación, el secado y la carbonatación tuvieron lugar como en el ejemplo 3. Los resultados de un análisis con termogravimetría incluyendo los del ejemplo 3 se muestran en la tabla 9.

Tabla 9

Puede observarse que la inmersión en ácido cítrico potenciaba más el endurecimiento por hidratación-carbonatación combinadas.

Ejemplo 7

Se examinó el endurecimiento de aglutinantes preparados atemperando una mezcla de los materiales naturales montera de canteras (principalmente légamo) y piedra caliza. Los clínkeres CS0.6b (Ca/Si = 0,6, 1000 °C, 1 h) y CS1.0b (Ca/Si = 1,0, 1000 °C, 1 h) se prepararon como en el ejemplo 2 y tuvieron las siguientes composiciones de fases:

CS0.6b: 3,1 % ferrita; 0,8 % maghemita; 0,7 % arcanita; 0,9 % Ca-langbeinita; 4,2 % cal; 2,0 % periclasa; 24,7 % silicato de dicalcio; 7,5 % gehlenita; 6,5 % okermanita; 2,7 % anortita; 2,5 % ortoclasa; 2,5 % albita; 27,2 % cuarzo; 5,8 % wollastonita; 0,8 % seudowollastonita; 8,1 % amorfo por rayos X; y CS1.0b: 4,6 % ferrita; 0,8 % hematita; 9,9 % cal; 2,4 % periclasa; 31,9 % silicato de dicalcio; 0,3 % mayenita, 6,3 % gehlenita; 4,3 % okermanita; 1,9 % anortita; 0,3 % cristobalita; 15,3 % cuarzo; 3,4 % wollastonita; 18,6 % amorfo por rayos X.

Los materiales hidratables se molieron en un molino planetario de laboratorio hasta una finura de acuerdo con la determinación de la distribución de tamaños de partícula por granulometría láser de aproximadamente D⁹⁰~50 pm y el parámetro de Rosin-Rammler (pendiente) n ~0,87. Para la hidratación, el aglutinante obtenido se mezcló con agua en una relación de agua/aglutinante de 0,5. La hidratación tuvo lugar a 50 °C durante 24 h. Estuvo seguida de carbonatación con ~ 100 % de gas CO²a una presión de 2,5 bar y una temperatura de 20 °C durante 24 h. Los resultados de un análisis con termogravimetría incluyendo los del ejemplo 3 se muestran en la tabla 10.

Tabla 9

Basados en los resultados de TG, puede concluirse que ambos materiales hidratables se hidrataban. La posterior carbonatación dio lugar a captación significativa de CO²e hidratación en curso en paralelo demostrada por la presencia de BW después del tratamiento de carbonatación. Se observa que ambos materiales se endurecían de manera comparable a los materiales del ejemplo 3, lo que demuestra que el origen de los materiales precursores no desempeña una función crucial y el comportamiento de hidratación, carbonatación y endurecimiento está relacionado con las fases presentes después de la etapa de atemperado.

Ejemplo 8

Se examinó el endurecimiento de aglutinantes preparados a partir de materiales precursores idénticos por atemperado a diferentes temperaturas y se comparó con wollastonita pura disponible en el mercado. Se examinaron materiales hidratables del ejemplo 1 con C/S=1,0 atemperados durante 60 minutos a 800 °C o durante 60 minutos a 900 °C o durante 60 minutos a 1000 °C o durante 60 minutos a 1200 °C. La wollastonita era un producto comercial con finura proporcionada por el productor caracterizada por D90 = 43 pm, D10 = 1,5 pm. La composición química la proporcionó el productor como: SiO251 %; Al2O3 1 %; Fe2O30,3 %; CaO 45 %; MgO 1 %; Na2O+K2O 0,1 %; pérdida de ignición a 1000 °C 2 %.

Los materiales hidratables se molieron en un molino planetario de laboratorio hasta una finura de acuerdo con la determinación de la distribución de tamaños de partícula por granulometría láser de aproximadamente D⁹⁰~50 pm y el parámetro de Rosin-Rammler (pendiente) n ~0,87. La wollastonita se usó según se recibió. Para la hidratación, el aglutinante obtenido se mezcló con agua en una relación de agua/aglutinante de 0,5. La hidratación tuvo lugar a 60 °C durante 12 h. Estuvo seguida de carbonatación con ~100 % de gas CO²a una presión de 4 bar y una temperatura de 20 °C durante 2 h. Las muestras se caracterizaron por termogravimetría y su BW y CO2 unido se calcularon como se describe previamente. Los resultados se resumen en la tabla 10.

Tabla 10

Los resultados muestran que el material hidratable atemperado durante 60 minutos a 1000 °C que tiene el máximo contenido de cal+silicatos de dicalcio tiene la composición óptima entre los materiales investigados, demostrada por la BW más alta después de carbonatación y el CO²unido más alto. Aumentar la temperatura de atemperado produce además una mayor conversión, es decir, grado de transformación del intervalo óptimo y, por tanto, en fases de menor reactividad. Asimismo, disminuir la temperatura de atemperado y, por tanto, el grado de transformación, produce menor contenido de fases reactivas y, por tanto, menor BW y CO²unido. La wollastonita no se ha hidratado ni se ha carbonatado en las condiciones dadas, lo que es de acuerdo con R. Berger y J. F. Young, "Reaction of Calcium Silicates with Carbon Dioxide and Water", ILLINOIS UNIV AT URBANA-CHAMPAIGN, 1979.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Método para fabricar un aglutinante que comprende un material hidratable, que comprende las etapas:

- proporcionar un material de partida a partir de una o más materias primas convertibles por atemperado a 600 hasta 1200 °C en el material hidratable, en el que el material de partida tiene una relación molar de Ca/Si de 0,5 a 1,8 y no contiene o contiene hasta un 30 % en peso de otros elementos distintos de CaO y SiO²con respecto a la masa total calculada como óxidos,

- atemperar el material de partida a una temperatura en el intervalo de 600 a 1200 °C durante un tiempo de residencia de 1 minuto a 5 horas para proporcionar el material hidratable que contiene no más de un 10 % en peso de silicato de monocalcio y al menos un 15 % en peso de fases hidratables en forma de cal y silicato de dicalcio, en el que al menos un 50 % de las fases hidratables cristalinas son silicato de dicalcio,

en el que el tiempo de residencia y la temperatura de atemperado se adaptan para obtener dicho material hidratable por conversión de no más de un 80 % en peso del material de partida, y

- enfriar el material hidratable

para proporcionar el aglutinante que comprende el material hidratable.

2. Método de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además moler el aglutinante hasta una finura de acuerdo con la determinación de la distribución de tamaños de partícula por granulometría láser de D⁹⁰< 90 pm y preferiblemente D⁹⁰< 60 pm, por lo que el parámetro de Rosin-Rammler (pendiente) n puede variar de 0,6 - 1,4 y preferiblemente de 0,7 a 1,2.

3. Método de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, en el que el material hidratable contiene al menos un 15 % en peso de silicato de dicalcio, menos de un 10 % en peso de silicato de monocalcio y de un 20 a un 80 % en peso de fases a partir de las materias primas y/o formadas durante la etapa de transformación como cuarzo, C³S², C³S, C³A, C⁴AF, gehlenita, merwenita, fases hidratadas alteradas, componentes vitreos y/o amorfos por rayos X, y otros minerales que forman rocas y terrenos.

4. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en el que el material de partida tiene una relación molar de Ca/Si de 0,6 a 1,2.

5. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en el que la temperatura de atemperado varía de 800 a 1100 °C, preferiblemente de 850 a 1050 °C y/o el tiempo de residencia varía de 5 minutos a 2 horas.

6. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en el que las materias primas son uno o una mezcla de dos o más de finos de hormigón, montera de canteras, piedra caliza de baja calidad, marga y dolomita, en el que la materia prima de cemento Portland piedra caliza, arcilla y/o bauxita se usan solamente para ajustar la relación de Ca/Si cuando sea necesario.

7. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en el que la temperatura de atemperado se ajusta a un intervalo de 900 a 1100 °C durante tiempos de residencia de 5 minutos a 1 hora.

8. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, en el que la temperatura de atemperado se ajusta a un intervalo de 800 a 1000 °C durante tiempos de residencias de 30 minutos a 2 horas.

9. Método para fabricar un componente básico a partir de un aglutinante que comprende un material hidratable, que comprende las etapas:

- proporcionar un material de partida a partir de una o más materias primas convertibles por atemperado a 600 hasta 1200 °C en el material hidratable, en el que el material de partida tiene una relación molar de Ca/Si de 0,5 a 1,8 y no contiene o contiene hasta un 30 % en peso de otros elementos distintos de Ca y Si con respecto a la masa total calculada como óxidos,

- atemperar el material de partida a una temperatura en el intervalo de 600 a 1200 °C durante un tiempo de residencia de 1 minuto a 5 horas para proporcionar el material hidratable que contiene no más de un 10 % en peso de silicato de monocalcio y al menos un 15 % en peso de fases hidratables en forma de cal y silicato de dicalcio, en el que al menos un 50 % de las fases hidratables son silicato de dicalcio, en el que el tiempo de residencia y la temperatura de atemperado se adaptan para obtener dicho material hidratable convirtiendo no más de un 80 % en peso del material de partida,

- enfriar el material hidratable para proporcionar el aglutinante que comprende el material hidratable

- moler el aglutinante hasta una finura de acuerdo con la determinación de la distribución de tamaños de partícula por granulometría láser de D⁹⁰á 90 gm y preferiblemente D⁹⁰á 60 gm, por lo que el parámetro de Rosin-Rammler (pendiente) n puede variar de 0,6 - 1,4 y preferiblemente de 0,7 a 1,2, si el aglutinante es más grueso

- mezclar el aglutinante con agua y opcionalmente uno o más de agregado, aditivos y mezclas para obtener una pasta de aglutinante

- colocar la pasta de aglutinante

- hidratar la pasta de aglutinante hasta que la cantidad de agua unida es al menos un 5 % de masa de fases hidráulicas en el aglutinante seco y

- carbonatar la pasta de aglutinante hasta que la cantidad de dióxido de carbono adicionalmente unido es al menos un 150 % de la masa de agua unida inicialmente y/o la resistencia excede 2 MPa mientras aún mantiene el agua unida a al menos un 50 % del agua unida inicialmente.

10. Método de acuerdo con la reivindicación 9, en el que el componente básico es una parte de hormigón o artículo de hormigón precolado.

11. Método de acuerdo con la reivindicación 9 o 10, en el que la colocación comprende llenar la pasta de aglutinante en un molde o encofrado.

12. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 a 11, en el que la carbonatación se realiza con dióxido de carbono gaseoso.

13. Método de acuerdo con la reivindicación 12, en el que el dióxido de carbono gaseoso se aporta con una presión desde presión atmosférica hasta 6 bar, preferiblemente de 2 a 4 bar, con una concentración de dióxido de carbono de al menos un 1 % en volumen, preferiblemente al menos un 5 % en volumen.

14. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 a 11, en el que la carbonatación se realiza con dióxido de carbono disuelto durante el proceso de carbonatación en una solución alcalina acuosa.

15. Método de acuerdo con la reivindicación 14, en el que la solución tiene inicialmente un pH en el intervalo de 8 a 14, que representa el índice de actividad de OH- .

16. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 a 11, en el que la carbonatación se realiza con dióxido de carbono disuelto durante el proceso de carbonatación en una solución acuosa que comprende sustancias que mejoran la disolución de los iones de calcio.

17. Método de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 a 11, en el que la carbonatación se realiza con dióxido de carbono disuelto durante el proceso de carbonatación en una solución acuosa que comprende sustancias que mejoran la disolución de los iones de carbonato.