ES2935175B2 - Diseño y método de elaboración de un nuevo material conglomerante y su aplicación en el desarrollo de bloques para construcción modular aligerada y sostenible - Google Patents

Description

DESCRIPCIÓN

Diseño y método de elaboración de un nuevo material conglomerante y su aplicación en el desarrollo de bloques para construcción modular aligerada y sostenible

Sector técnico

La presente invención, tal y como se recoge en el título de esta memoria, describe el diseño y método de elaboración de un nuevo material sostenible medioambientalmente concebido para su utilización en bloques prefabricados para construcción modular aligerada. Los sectores de la técnica en los que se enmarca la presente invención serían el de la construcción, la tecnología de materiales y la tecnología y producción industriales.

Antecedentes de la invención

El estado del conocimiento en el campo de los bloques para construcción modular se centra en mejorar sus características técnicas, aumentando la resistencia mecánica de las piezas, y disminuyendo a su vez la conductividad térmica del bloque y su peso específico. La disminución en el peso de los bloques se puede realizar aumentando el tamaño de los alveolos y reduciendo así la masa necesaria para conformar la pieza, lo que permite abaratar los costes de producción a cambio de obtener cerramientos con una menor capacidad de absorción acústica. Otra manera de aligerar el peso de los bloques prefabricados es reducir la densidad de los materiales tradicionales sin menoscabo de sus resistencias mecánicas, lo que permite obtener piezas con buena resistencia térmica y acústica, a la vez que favorece la ejecución de cerramientos en menor tiempo acelerando con ello los plazos de entrega final de la construcción.

Hoy en día, la pieza modular para ejecución de cerramientos más empleada es el ladrillo cerámico hueco, debido a su fácil proceso de fabricación, su reducido coste unitario, sus buenas resistencias mecánicas a compresión, su inalterabilidad a la humedad y su mejor capacidad de aislamiento térmico en comparación con las soluciones macizas tradicionales. En la actualidad, estos bloques se presentan en diversos formatos, siendo los más comúnmente comercializados las piezas rectangulares con los alveolos de tipo cuadrado o rectangular, con las caras de los huecos paralelas y perpendiculares a las caras externas del ladrillo. Este tipo de solución, como se demuestra en la patente con no. ES 2265234 A1, se muestra ineficiente para la absorción y amortiguación de ruido, además de presentar el inconveniente de requerir de una mano de obra cualificada para la ejecución de los cerramientos. Por otro lado, el aumento las exigencias de calidad en los productos de construcción está incentivando el desarrollo de nuevos materiales medioambientalmente más sostenibles, así como el rediseño y optimización de los procesos productivos que incorporen los nuevos criterios de calidad recomendados por la normativa actual vigente.

Entre las piezas para construcción modular también destacan por su uso extendido los bloques de termoarcilla y los bloques prefabricados de hormigón, que poseen una excelente relación calidad/precio y tamaño superior al de los ladrillos cerámicos tradicionales. Estas piezas son más pesadas que los ladrillos huecos, aunque también poseen una mayor resistencia a la compresión y una gran versatilidad de módulos y formas. En la actualidad, se han empleado multitud de cargas para aligerar este tipo de bloques de construcción que permiten reducir su densidad y mejorar su comportamiento térmico y acústico.

Como se ha comentado, el sector de la construcción tiende hacia una mayor industrialización del proceso de ejecución de edificios, mediante el desarrollo de nuevos materiales de construcción más eficientes y del desarrollo de sistemas constructivos más competitivos y sostenibles medioambientalmente. Hasta la fecha, no se ha encontrado ningún material conglomerante que se asemeje con el recogido en la presente invención, y que pueda a su vez, ser empleado para la elaboración de piezas para construcción modular como la recogida en esta memoria.

A continuación, se exponen algunos de los ejemplos más relevantes encontrados que por su aplicación están vinculados con la presente invención y que pueden ser empleados como piezas modulares en la ejecución de paramentos verticales.

En primer lugar, los modelos de utilidad CN204571061U, CN209082817U y CN205840110U presentan prototipos de ladrillos que incorporan poliestrieno expandido (EPS) en su composición. Estas piezas modulares son de origen cerámico y el EPS se incorpora a las mismas acoplado a las caras laterales de la pieza o rellenando los huecos generados por los alveolos. Ambas piezas se caracterizan por su reducida conductividad térmica, efecto cálido, buen acondicionamiento acústico y buenas resistencias mecánicas. Sin embargo, a pesar de su original diseño, no utilizan geopolímeros para conformar la pieza y el EPS es acoplado en su estado original, sin ser procesado para su reintroducción en el proceso de fabricación de las piezas modulares.

La invención CN101775869A se refiere a un ladrillo aislante para ahorro de energía con protección estéreo y un método de preparación del mismo. Esta pieza modular incorpora en su composición material cementicio, cenizas pulverizadas y escorias, aunque estás ultimas no son activadas y no puede considerarse como geopolímero. Adicionalmente, la mencionada invención hace referencia a la adición de 0.010 a 0.025 partes de EPS granulado en su composición, lo que se diferencia de la presente invención ya que en el material descrito en esta memoria el EPS se incorpora disuelto en estado líquido. Por lo tanto, ambas invenciones no son comparables y se refieren a procesos de fabricación diferentes.

De manera similar, la patente de invención CN102643057A hace referencia al método de elaboración de un hormigón de elevado rendimiento como aislamiento térmico que incorpora EPS granulado en su composición a modo de sustitución del árido natural. Esta patente, presenta como novedad el diseño de un bloque aligerado con matriz cementicia que disminuye el consumo de áridos naturales, adicionalmente utiliza en su composición cenizas de carbón contribuyendo a reducir la contaminación ambiental. A diferencia de esta invención, el material descrito en la presente memoria está concebido para la elaboración de piezas modulares cuya matriz este conformada por un conglomerante geopolímero e incorpore el EPS en disolución durante su proceso de fabricación, luego no existe relación directa entre ambas invenciones.

Por otro lado, el empleo de los geopolímeros para la elaboración de piezas modulares y ladrillos de construcción es ya conocido. A modo de ejemplo, se puede ver la patente de invención CN108117321A que da a conocer un método de preparación de un ladrillo permeable a base de geopolímeros. Gracias a este método de preparación, se reduce el consumo de cemento y la emisión de gases de efecto invernadero de CO²; y el ladrillo permeable a base de geopolímeros obtenido tiene una excelente resistencia y una larga vida útil. A diferencia de este, el material recogido en la presente invención incorpora en su composición una disolución de EPS que se añade durante el proceso de amasado del material geopolímero, dotando a la pieza final de una elevada resistencia térmica y mayor ligereza.

Finalmente, dentro de los materiales aligerados con base en los geopolímeros para la elaboración de piezas modulares destacan las invenciones CN107759148A y CN107651891A. En ambas invenciones se describen ladrillos permeables al agua que incorporan agregados livianos en su composición, tales como EPS triturado, pero no se menciona la posibilidad de añadir el EPS en disolución e incorporar como agregado ligero partículas trituradas procedentes de neumáticos fuera de uso (NFU). Por este motivo, la presente invención se considera original y tiene carácter innovador al apostar por la recuperación de residuos de construcción y demolición y, con ello, por la utilización, también, de prácticas medioambientalmente más sostenibles en el ámbito de la construcción Entre las propiedades de estos ladrillos geopolíméricos destacan su buena resistencia a la compresión y su reducida conductividad térmica, que alivia eficazmente el efecto de "isla de calor" y permiten la ejecución de cerramientos verticales de manera ágil.

Así pues, en base a la revisión bibliográfica realizada, no existe actualmente para nuestro conocimiento ningún material que cumpla las condiciones de la presente invención o se incluya entre sus atribuciones, que lleve asociados los efectos técnicos que se consiguen gracias a la misma o que describa un proceso de fabricación que pueda ser semejable. De tal forma, que se presenta una solución original para la elaboración de piezas livianas para su empleo en sistemas de construcción modular.

Descripción de la invención

Las piezas modulares para ejecución de cerramientos verticales, tales como ladrillos o bloques, vienen utilizándose en la industria de la construcción desde hace varias décadas. Estos bloques deben reunir determinadas condiciones de resistencia mecánica a compresión, facilitar su colocación in situ siendo suficientemente manejables y livianas, así como ser capaces de revestir el edificio y aportarle propiedades de aislamiento térmico y acústico que mejoren el confort interior. Hoy en día, se continúa investigando en el desarrollo de nuevos bloques prefabricados para construcción modular con la intención de mejorar sus propiedades físico-mecánicas y aumentar su competitividad en el mercado.

A efectos de la presente invención, se entiende por pieza de construcción modular cualquier elemento constructivo fabricado previamente en un lugar diferente a su emplazamiento definitivo y que es colocado in situ en obra mediante trabajos de albañilería. De manera preferente, dicha pieza modular, puede consistir en bloques individuales con diferentes geometrías para ejecución de cerramientos exteriores o particiones interiores, todos ellos de cualquier superficie o espesor.

Es, por tanto, un primer objeto de la invención un material conglomerante de construcción aligerado con buenas prestaciones térmicas, que se caracteriza porque comprende una proporción de 20-40% en peso respecto al peso total del material de disolución de EPS (poliestireno expandido) y 60-80% en peso respecto al peso total del material de mortero geopolímero con sustitución total o parcial del árido por partículas granulares recicladas de NFU (neumático fuera de uso).

Además, dicha mezcla aislante posee el siguiente proceso de elaboración preferente para obtener una buena trabajabilidad y condiciones apropiadas para su aplicación:

• Por una parte, disolver el EPS preferiblemente procedente de residuos de construcción y demolición en acetona, aunque también puede emplearse disolvente universal o disolventes apolares, con una relación de disolución presente en masa de EPS/acetona de 1:2 gramos. Adicionalmente, si se aumenta la cantidad de EPS en la disolución se puede obtener una consistencia más plástica y un fluido más denso.

• A continuación, se elabora el material geopolímero empleando para ello cenizas con naturaleza de aluminosilicato, que pueden ser de diversas procedencias, preferentemente procedentes de residuos de centrales de carbón o residuos sólidos urbanos. Estas cenizas deben ser previamente molidas hasta convertirse en polvo similar al de otros conglomerantes tales como el cemento o la cal. Posteriormente, se amasa este material empleando un activador y añadiendo el árido. En dicho árido, preferiblemente entre un 20% y un 100% debe ser sustituido por partículas de neumático fuera de uso manteniendo una granulometría continua. Por su parte, el activador debe añadirse en una proporción comprendida entre el 0.6 y 0.8 en masa con respecto a la cantidad de ceniza.

• Finalmente se combinan ambos materiales en estado fluido, para continuar amasando hasta obtener una mezcla homogénea con la que se conformarán las piezas modulares.

Por un lado, los geopolímeros han sido estudiados en profundidad como sustitutos del cemento portland debido a que su proceso de fabricación genera cerca de un 80% menos de CO² , además de poseer unas buenas propiedades mecánicas y resistencia a los ataques químicos y efectos térmicos. Para la elaboración de estos materiales conglomerantes se lleva a cabo una reacción, llamada de geopolimerización, entre un polvo con naturaleza de aluminosilicato, que puede ser metacaolín o cenizas procedentes de residuos de centrales eléctricas u otros residuos con composición similar, y una solución activadora basada en una mezcla molar entre hidróxido de sodio (o potasio) y un silicato alcalino, por ejemplo, de sodio. La proporción entre el material pulverulento y la solución activadora varía según la naturaleza del aluminosilicato triturado y su composición.

En lo referente a los áridos para elaborar el mortero geopolímero se puede emplear arena natural o arena procedente de la trituración de residuos de construcción y demolición (tales como hormigón, muros de fábrica o asfalto), entendiendo por arena para mortero aquella que presenta una granulometría continua de acuerdo con la norma UNE-EN 933-2 y que posee un tamaño comprendido entre los 4.000 mm y los 0.063 mm.

Como sustituto de los áridos, de cara a obtener un bloque prefabricado más sostenible y respetuoso con el medio ambiente, se pueden emplear partículas granulares procedentes de neumáticos fuera de uso (NFU). Este material triturado puede ser empleado como sustituto parcial o total del árido para el mortero, debiendo realizarse dicha sustitución de manera proporcional en todas las fracciones de árido. Mediante este proceso, se dota a los materiales reciclados procedentes de caucho de una segunda vida útil y se reduce el impacto ambiental que genera su proceso lento de degradación. En términos generales, los NFU están compuestos de por una mezcla de caucho natural y cauchos sintéticos, por lo que otros compuestos plásticos debidamente tratados también podrían emplearse como sustituto de los áridos.

El poliestireno expandido (EPS) es un material empleado en la edificación a modo de aislante térmico. Se trata de un compuesto obtenido a partir de derivados del petróleo con valores de conductividad térmica que oscilan entre 0.029 W/mK y 0.053 W/mK. Su proceso de fabricación se realiza a partir del estireno derivado del petróleo y posee una densidad reducida, inferior en media a los 50 kg/m3, lo cual es debido al aire ocluido en su estructura celular que ocupa cerca del 98% de su volumen total. Se trata de un material plástico que no se altera con las soluciones salinas y resiste a los ataques biológicos.

Por último, la acetona con fórmula CH³(CO)CH³ se emplea, entre otros usos, como disolvente. Se trata de un fluido líquido incoloro a temperatura ambiente que presenta un olor fuerte. Por otro lado, también puede utilizarse disolvente universal para obtener la disolución de EPS. Este líquido bien conocido es comúnmente empleado como base en barnices y pinturas. Ambos líquidos mencionados se evaporan fácilmente, son inflamables y solubles en agua.

En una realización particular de la invención, el material de construcción objeto de la invención puede comprender adicionalmente fibras artificiales (tales como basalto, vidrio o carbono entre otras posibles) o fibras naturales (tales como cáñamo, paja o madera entre otras posibles) en un porcentaje en peso preferentemente comprendido entre un 1% y un 5% en referencia al peso total de material conglomerante.

El material de la invención presenta las siguientes características técnicas:

• Coeficiente de conductividad térmica inferior a 0. 70 W/mK

• Resistencia mecánica a flexión superior a 3 MPa

• Resistencia mecánica a compresión superior a 10 MPa

• Dureza superficial superior a 75 unidades Shore D

• Densidad aparente menor de 2000 kg/m3

Asimismo, es también un segundo objeto de la invención el método para la obtención del material conglomerante aligerado con elevadas prestaciones térmicas, especialmente concebido para la elaboración de piezas modulares para construcción. Este proceso comprende:

(a) Una primera fase que consiste en disolver el poliestireno expandido preferiblemente en acetona, disolventes apolares o disolvente universal, donde se recomienda seguir el siguiente procedimiento:

(a.1) Adicionar el EPS al recipiente que contenga la acetona o disolvente universal, removiendo la mezcla durante este procedimiento y durante el tiempo necesario hasta que se consiga una pasta viscosa y homogénea. La relación en masa de EPS/disolvente está entre 1:1,5 a 1:2,5. A modo orientativo, pero no limitativo, se propone la proporción de una parte de EPS por cada dos partes de líquido disolvente. Sin embargo, esta proporción puede ser incrementada si se desea obtener una consistencia más plástica y menos trabajable;

(a.2) en caso de incorporar fibras de refuerzo para la elaboración del material conglomerante, es conveniente dispersar la mitad de estas en la disolución de EPS, añadiendo estas fibras cuando la mezcla fluida presente un aspecto homogéneo; (a.3) mantener la mezcla obtenida en estado líquido y continuar removiéndola mientras se inicia el proceso de elaboración del mortero geopolímero;

(b) Una segunda fase que consiste en elaborar el mortero geopolímero de elevadas prestaciones térmicas y reducida densidad, mediante el siguiente procedimiento, que es adaptado de la norma UNE-EN 196-1:

(b.1) Añadir las cenizas en estado pulverulento que posean una composición de aluminosilicatos, tales como metacaolín o cenizas procedentes de residuos de centrales eléctricas con composición de naturaleza similar, espolvoreándolas sobre una solución activadora compuesta por una mezcla molar entre hidróxido de sodio (o potasio) y un silicato alcalino, por ejemplo, de sodio. A modo orientativo, pero no limitativo, se propone la proporción de una parte de polvo aluminosilicato por cada 0.6-0.8 partes de solución activadora.

(b.2) remover la mezcla de material pulverulento con naturaleza de aluminosilicato con la solución activadora durante un tiempo comprendido entre 15 y 30 segundos, preferentemente mediante amasado mecánico para que sea más homogéneo. Durante este período, en caso de añadirse fibras de refuerzo, es conveniente espolvorearlas durante el proceso de mezclado añadiendo la cantidad de fibras que no ha sido añadida a la disolución de EPS;

(b.3) sin dejar de remover, añadir a la mezcla los áridos empleados para conformar el mortero. Estos áridos, preferiblemente, deben tener una sustitución parcial o total de la arena por partículas granulares procedentes de NFU. Cabe destacar, que conforme se aumenta la sustitución del árido por partículas procedentes de NFU, es conveniente disminuir la ratio en masa de ceniza/activador. El tiempo de adición recomendado para los áridos oscila entre 15 y 30 segundos preferentemente. (b.4) se continúa removiendo la mezcla durante un periodo comprendido entre los 45 y 60 segundos, hasta obtener la pasta de mortero geopolímero en estado fluido; (b.5) se deja reposar la mezcla líquida durante un tiempo de entre 45 y 60 segundos, tiempo en el cual se añade la disolución de EPS que se ha mantenido en estado líquido durante todo el proceso;

(b.6) se finaliza el amasado, homogeneizando la mezcla entre la disolución de EPS y el mortero geopolímero, hasta obtener una pasta homogénea que combine los dos materiales originales. Este proceso de amasado se realiza durante un tiempo no inferior a 60 segundos garantizando la adecuada combinación de los elementos implicados, dando lugar a una pasta homogénea en estado líquido que se corresponde con el material de construcción reivindicado en estado fresco.

Adicionalmente, se entiende como objeto de la invención el proceso para la obtención de piezas o bloques para construcción modular, elaborados a partir del material en estado fresco obtenido mediante el método descrito con anterioridad. En particular, dicho proceso puede comprender:

• introducir el material de construcción en estado fresco obtenido mediante el método reivindicado, de manera gradual y progresiva, en al menos un molde de encofrado, alisando tras el vertido la superficie externa del material introducido en el molde. De manera preferente, previamente al vertido del material en el molde, se untarán las paredes del mismo con aceite o grasa con objeto de facilitar el proceso posterior de desencofrado. De igual forma, preferentemente, el material debe incorporarse en dos tongadas la primera hasta la mitad, y la segunda hasta completar el encofrado, compactándose cada una de ellas mediante golpes o picado del mortero;

• dejar reposar el material de construcción introducido en el molde durante el tiempo requerido para el fraguado del material, generalmente durante un tiempo recomendado de 28 días. Aunque este período puede ser inferior en dependencia de las proporciones empleadas en la mezcla;

• desencofrar el material de construcción tras el endurecimiento del mortero dando lugar al prefabricado objeto del proceso. Durante dicho proceso de fraguado, y antes del desmolde, es apropiado introducir el mortero en estufa a temperatura comprendida entre los 50°C y los 60°C para mejorar el endurecimiento y potenciar la evaporación de acetona o el disolvente universal. Este secado en estufa favorecerá el aumento de la resistencia térmica y la disminución de la densidad final de la pieza elaborada para construcción modular.

Breve descripción de los dibujos

Al final de la presente memoria descriptiva se han representado con carácter ilustrativo y no limitativo, algunas posibles aplicaciones del nuevo material conglomerante desarrollado en la presente invención. Así, se muestra a modo de ejemplo, la posible aplicación del material desarrollado en el diseño de bloques prefabricados para la ejecución de cerramientos verticales y su aplicación en sistemas de construcción modular. Se ha presentado una solución que muestra un bloque prefabricado tipo cuyas dimensiones pueden variar en función de las necesidades del fabricante. Con estos esquemas se pretende complementar la descripción de la invención de forma sintetizada:

Figura 1.- vista en planta del bloque tipo "genérico” diseñado.

Figura 2.- alzado frontal y alzado lateral del bloque para construcción modular "genérico” diseñado.

Figura 3.- perspectiva del bloque para construcción modular aligerada "genérico” diseñado.

Figura 4.- detalle de la unión de una hilera de bloques para construcción modular aligerada "genéricos” en perspectiva.

En las Figuras: (1) representa la pieza de bloque para construcción modular tipo; y (2), representa la junta de mortero u otro material conglomerante para la unión lateral oculta entre piezas de una misma hilada. Además, (L) representa la cota lateral; donde (l¹) representa la longitud lateral que queda vista del bloque y (l²) representa la longitud de la pieza que queda solapada en la unión; (E) representa el espesor total de la pieza; donde (e¹) mantiene la simetría preferente de la pieza entre el ancho de la cara vista al exterior y al interior y (e²) representa el espesor adicional concebido para ser rellenado por mortero u otro material conglomerante durante la ejecución de la hilera de piezas solapadas; finalmente, (h) representa la altura del bloque.

Descripción de una realización preferida

En una realización preferente del material conglomerante de construcción aligerado con elevadas prestaciones térmicas, dicho proceso puede comprender establecer una cantidad determinada de cada uno de los componentes de la mezcla. A continuación, se muestran a modo de ejemplo cinco posibles dosificaciones con distintas proporciones de las diferentes materias primas. Las cantidades están referidas a lo necesario para elaborar un molde normalizado RILEM de tres probetas de 4 x 4 x 16 cm.

Tabla 1. Cantidades empleadas con porcentajes referidos a la masa de escayola

Es importante resaltar que un exceso de cualquiera de los aditivos, especialmente del poliestireno expandido a disolver, repercutiría negativamente en el proceso de amasado y reduciría fuertemente las propiedades mecánicas del material endurecido. Sin embargo, una cantidad no suficiente de aditivo no mostrará ningún perjuicio, pero tampoco garantiza que se consigan los efectos sinérgicos de combinar todos los aditivos.

Durante su amasado, se sigue el procedimiento de amasado recogido en la descripción de la presente memoria de invención. Además, en caso de añadir fibras adicionales de refuerzo a la mezcla con el objetivo de mejorar las propiedades mecánicas de la pieza elaborada, es conveniente repartir estas equitativamente entre la pasta de mortero geopolímero y la disolución de EPS como se ha descrito en la invención. El proceso de deshilachar las fibras puede hacerse de forma manual o mecanizada, en base a los requerimientos de material que se deseen obtener. El vertido en el molde se realizará de manera gradual y progresiva. Cabe destacar que es de utilidad untar con aceite o grasa las paredes interiores de los moldes que conforme las piezas o bloques para construcción modular con la intención de facilitar su posterior desencofrado. Finalmente, el proceso de enrasado y alisado superficial de las caras planas de los prefabricados debe realizarse cuidadosamente y sin dañar la superficie para adquirir la textura deseada.

Una vez finalizado el proceso de amasado, es conveniente que el material experimente un proceso de curado durante 28 días a temperatura ambiente de 22 ± 2°C, aunque este periodo puede ser inferior si se introducen los moldes en estufa y se secan a temperaturas comprendidas entre los 50°C y 60°C. Esto es debido a que gracias a este paso se evapora la acetona o disolvente universal empleado para obtener la mezcla viscosa de EPS, generando así una red de poros interna en el material de construcción. Además, este secado también favorece la reacción de activación de las cenizas que se emplean en el mortero geopolímero. Es conveniente resaltar que si se emplean temperaturas elevadas por encima de los 60°C el EPS que contiene la pieza elaborada puede verse afectado y disminuir las prestaciones técnicas finales del material en estado endurecido.

En lo referente al proceso de fabricación de las piezas modulares, éstas pueden presentar diferentes geometrías en función de las necesidades del fabricante. En la presente memoria de invención, con carácter orientativo, pero no limitativo, se presenta una pieza en forma de Z que permite ocultar el mortero empleado para unir bloques dentro de una misma hilera. Es decir, con el modelo de pieza diseñado se obtendría una hilera con la llaga oculta. En cualquier caso, se debe resaltar que el empleo del material de construcción descrito permite su utilización en cualquier tipo de soporte y encofrado para la elaboración de bloques para construcción modular ya que es conformado en estado líquido. Esta versatilidad en su empleo es la que facilita su adaptación a diferentes geometrías y requisitos que puedan solicitarse en todo tipo edificaciones. Además, una vez endurecidos los prefabricados, estos permiten su mecanizado, perforación, tratamiento superficial y pintado.

En cualquier caso, las piezas conformadas con el material descrito en la presente invención presentarán una resistencia mecánica a compresión no inferior a 3 MPa, una conductividad térmica inferior a 0.35 W/mK y una dureza superficial superior a 65 unidades Shore D. Todo ello, con una densidad inferior a los 2000 kg/m3, disminuyendo dicha densidad conforme se incremente la cantidad de EPS en disolución y la sustitución del árido por partículas granulares de NFU en la conformación del material conglomerante.

Finalmente, como recomendaciones adicionales incluidas en una realización preferida de la invención, es importante destacar que, si se requiere realizar operaciones de reparación, sellado de los módulos o actividades de terminación de las posibles juntas, es conveniente realizar estas operaciones con el mismo material empleado para la conformación de las piezas modulares u otro con módulo de Young similar, evitando así posibles imperfecciones y defectos que puedan surgir. Si por algún motivo, fuera necesario realizar y aplicar el material reivindicado in situ, será necesario controlar las temperaturas y tiempos del material en estado fresco. Esto último es debido a que, en caso de temperaturas extremadamente bajas, se puede ver perjudicado el proceso de fraguado, siendo necesario emplear equipos auxiliares de ventilación y sistemas mecánicos para mantener constantes las condiciones de humedad relativa y temperatura ambiente.

Aplicación industrial

La aplicación industrial más inmediata para el material conglomerante desarrollado es la fabricación de bloques prefabricados para la ejecución de cerramientos verticales de edificios. Estas piezas pueden ser empleadas tanto en el interior como en el exterior de edificios.

Especialmente útil es su aplicación para la ejecución de cerramientos exteriores de fachada. Estos módulos de elevadas prestaciones técnicas permiten mejorar la eficiencia energética del conjunto del edificio, aumentando la resistencia térmica del paramento vertical en comparación con las fachadas modulares convencionales.

En una posible aplicación industrial las piezas modulares desarrolladas podrían colocarse en hiladas para ir construyendo el cerramiento a lo largo y apilando otras hiladas en altura. La unión preferente entre piezas e hiladas se realizaría con mortero de cemento u otro material conglomerante, con un espesor mínimo de la llaga y del tendel de un centímetro. Para un bloque tipo concebido para ser comercializado, las dimensiones orientativas, pero no limitativas serían de una altura (h) comprendida entre los 12 y 20 centímetros, un espesor (E) total comprendido entre los 10 y los 20 centímetros y, una longitud (L) total comprendida entre los 18 y 27 centímetros. El diámetro del alveolo oscilaría entre los 2 y 3 centímetros con una separación mínima de 2 centímetros entre ellos y entre estos y el borde la pieza. No obstante, estos alveolos pueden tener otras geometrías diferentes tales como hexagonales, cuadradas o romboidales, en función de las necesidades.

Es posible a su vez el diseño de piezas especiales para remates de esquina, cumbrera, dintel u otros elementos constructivos, debido a la posibilidad de moldear en estado fresco el material conglomerante desarrollado en la presente invención. Adicionalmente, las piezas modulares desarrolladas pueden incorporar a su vez dispositivos metálicos que permitan rigidizar los alveolos, así como, diferentes texturas y acabados superficiales tales como estriados o granulares en caso de quedar expuestos a cara vista.

Claims (11)

REIVINDICACIONES

1. Material conglomerante de construcción que comprende

a. 20-40% en peso de una disolución de EPS (poliestireno expandido) y

b. 60-80% en peso de mortero geopolímero que comprende partículas granulares recicladas de NFU (neumático fuera de uso).

2. Material de construcción de acuerdo con la reivindicación 1, donde las cenizas que conforman el geopolímero provienen de otro polvo de aluminosilicato.

3. Material de construcción de acuerdo con las reivindicaciones 1 o 2 donde se emplean partículas trituradas de cualquier elastómero derivado del caucho u otros plásticos reciclados, preferiblemente de baja densidad.

4. Material de construcción de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dicho material de construcción comprende adicionalmente fibras artificiales o fibras naturales en un porcentaje en peso comprendido entre un 1% y un 5% en referencia al peso total de material conglomerante.

5. Material de construcción de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde dicho material de construcción comprenda una mezcla de mortero geopolímero elaborada con áridos reciclados.

6. Procedimiento de obtención de un material conglomerante de construcción que comprende las siguientes etapas:

a) disolver EPS, preferiblemente procedente de residuos de construcción y demolición, en un disolvente que se selecciona de entre acetona, disolventes apolares o disolvente universal, preferiblemente en una relación en masa de EPS/disolvente entre 1:1,5 a 1:2,5, preferiblemente 1:2, y remover continuamente para mantener esta mezcla en estado líquido;

b) obtener un material geopolímero mediante el mezclado de cenizas previamente molidas que contienen aluminosilicatos en su composición, preferiblemente procedentes de residuos de centrales de carbón o residuos sólidos urbanos, con una solución activadora, preferiblemente en una proporción de entre el 0.6 y 0.8 en masa con respecto a la cantidad de ceniza, y remover la mezcla durante un tiempo comprendido entre 15 y 30 segundos, preferentemente mediante amasado mecánico para que sea más homogéneo,

c) añadir un aditivo que comprende áridos y/ NFU a la mezcla de aluminosilicatos y solución activadora de b) sin dejar de remover, donde preferiblemente entre un 20% y un 100% en la mezcla de áridos se sustituye por partículas de NFU, y continuar removiendo durante un periodo comprendido entre los 45 y 60 segundos, hasta obtener la pasta de mortero geopolímero en estado fluido;

d) añadir la disolución de EPS en estado líquido obtenida en a) al mortero geopolímero obtenida en c) y homogeneizar esta mezcla hasta obtener una pasta homogénea que combine los dos materiales originales durante un tiempo no inferior a 60 segundos.

7. Método para la obtención del material de construcción de acuerdo con la reivindicación 6, donde dicho método comprende una etapa de adición de fibras artificiales o naturales que son dispersadas en la mezcla formada por el EPS en estado líquido y el mortero geopolímero de la etapa d), previamente a su unión en un único conglomerante.

8. Piezas o bloques para construcción modular que comprenden el material conglomerante de la reivindicación 1.

9. Proceso para la obtención de piezas o bloques para construcción modular según la reivindicación 8 que comprende las siguientes etapas:

a) introducir la mezcla obtenida según la reivindicación 7 de manera gradual y progresiva, en al menos un molde de encofrado, alisando tras el vertido la superficie externa del material introducido en el molde, preferiblemente previamente de al vertido del material en el molde se untarán las paredes del mismo con aceite o grasa con objeto de facilitar el proceso posterior de desencofrado, preferiblemente el material debe incorporarse en dos tongadas la primera hasta la mitad, y la segunda hasta completar el encofrado, compactándose cada una de ellas mediante golpes o picado del mortero;

b) dejar reposar el material de construcción introducido en el molde durante el tiempo requerido para el fraguado del material;

c) desencofrar el material de construcción tras el endurecimiento del mortero dando lugar al prefabricado objeto del proceso.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, donde el material introducido en el molde se introduce en estufa a temperatura comprendida entre los 50°C y los 60°C para mejorar el endurecimiento y potenciar la evaporación de disolventes.

11. Uso del material de construcción según la reivindicación 1 para realizar cualquiera pieza para construcción modular, que sirva para la ejecución de cerramientos verticales, trasdosados interiores o tabiquerías para separación de estancias.