MX2008011133A - Matriz para elementos de albañileria y metodo de fabricacion de la misma. - Google Patents

Abstract

Se describe una matriz cementosa para la formación de un producto de albañilería moldeado, la matriz es formada a partir de un grupo de materiales que comprende: un agregado que incluye escoria de alto horno de hierro granulada; escoria de alto horno de hierro enfriada por aire, ceniza de sedimentación, ceniza de combustible pulverizada y al menos un aglutinante cementoso; y escoria de alto horno de hierro granulada triturada que actúa como aglutinante y el agregado; y agua.

Description

MATRIZ PARA ELEMENTOS DE ALBANILERIA Y METODO DE FABRICACION DE LA MISMA CAMPO DE LA INVENCION La presente invención se refiere a los elementos de tabique y albañilería y más particularmente se refiere a los productos de tabique y albañilería fabricados a partir de una matriz cementosa que incluye materiales agregados de peso ligero . La invención se refiere además a los métodos de fabricación de elementos de albañilería para el uso en pero no limitados a estructuras y a una matriz para la fabricación de tales elementos de albañilería. Más particularmente, la invención se refiere a una matriz para fabricación de elementos de albañilería, que incluye escoria de alto horno como un agregado. La invención se refiere además a los productos que son fabricados a partir de tal matriz e incluyen escoria de alto horno de hierro granulado y un cemento hidráulico . ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El uso de la escoria de alto horno, de hierro granulado, en la industria de la construcción está bien establecido. No obstante, el uso ha sido principalmente como un material cementoso suplementario cuando es triturado hasta obtener un polvo muy fino. Algo de la escoria de alto horno de REF: 196058 hierro granulado ha sido utilizada para el reemplazo parcial de agregados de construcción normales para el mejoramiento de la durabilidad química y la resistencia al fuego. La técnica anterior está repleta con descripciones de una amplia variedad de matrices de cemento y de concreto, cada una diseñadas para cumplir un propósito particular. El cemento Portland, el ingrediente básico de las mezclas de concreto conocidas, es una combinación química de calcio, silicio, aluminio y hierro y pequeñas cantidades de otros ingredientes a los cuales es agregado el yeso en el proceso de molienda final para regular el tiempo de fraguado o endurecimiento del concreto. La piedra caliza y la sílice constituyen aproximadamente 85% de la masa. Comunes entre los materiales utilizados en su fabricación son la piedra caliza, cascarillas y greta o marga, combinada con esquisto, arcilla, pizarra o escoria de alto horno, arena de sílice y mineral de hierro . Cada paso en la fabricación del cemento Portland es verificado por pruebas químicas y físicas frecuentes en laboratorios en planta. El producto acabado es también analizado y probado para asegurar que éste cumpla con todas las especificaciones. Dos diferentes procesos "seco" y "húmedo" son utilizados en la fabricación del cemento Portland. Cuando la roca es la materia prima principal, el primer paso después de la excavación o extracción en ambos procesos es la trituración primaria. La roca es alimentada a través de trituradores que reducen la roca a un tamaño de aproximadamente 150 mm. La roca va luego hacia los trituradores secundarios o molinos de martillo para la reducción hasta aproximadamente 75 mm más pequeña. En el proceso en seco, las materias primas son trituradas, mezcladas y alimentadas al horno de calcinación en un estado seco. En el proceso húmedo, las materias primas, adecuadamente proporcionadas, son luego trituradas con agua, perfectamente mezcladas y alimentadas por un horno de calcinación en la forma de una "suspensión" que contiene suficiente agua para hacerla fluida. En otros aspectos, los dos procesos son esencialmente similares. La materia prima es calentada a aproximadamente 14822C (2,700 grados F) en hornos de calcinación giratorios de acero, cilindricos, revestidos con tabique refractario especial. Los hornos de calcinación son montados con el eje inclinado ligeramente de la horizontal . La materia prima finamente triturada o la suspensión es alimentada al extremo más alto. En el extremo inferior está un chorro de rama rugiente, producido mediante la ignición controlada de manera precisa de carbón mineral en polvo, petróleo o gas bajo extracción forzada. Conforme el material se mueve a través del horno de calcinación, ciertos elementos son expulsados en la forma de gases. Los elementos remanentes se unifican para formar una sustancia nueva con nuevas características físicas y químicas. La nueva sustancia, llamada clinker, es formada en piezas aproximadamente del tamaño de canicas. El clinker es descargado al rojo vivo del extremo inferior del horno de calcinación y en general es llevado a una temperatura de manejo de varios tipos de enfriadores. Una de las mezclas de concreto más comunes contiene 11% de cemento Portland ordinario el cual contiene típicamente 6% de aire, hasta 60 -70% de agregado que puede ser por ejemplo grava o piedra triturada y 16% de agua. Los agregados son materiales granulares inertes tales como arena, grava, o piedra triturada que, junto con el agua y el cemento Portland, son un ingrediente esencial en el concreto. Para una buena mezcla de concreto, los agregados necesitan ser partículas fuertes, duras, limpias, libres de productos químicos absorbidos o de recubrimientos de arcilla y otros materiales finos que podrían provocar el deterioro del concreto. Los agregados, los cuales representan 60 a 75 por ciento del volumen total del concreto, son divididos en dos distintas categorías, a saber, finos y gruesos. Los agregados finos consisten en general de arena natural o piedra triturada con la mayoría de las partículas que pasan a través de un tamiz de 9 . 5 rrati. Los agregados gruesos son cualesquiera partículas mayores de 4 . 75 mm, pero en general están en el intervalo entre 9.5 a 37.5 mm de diámetro. Las gravas constituyen la mayor parte de los agregados gruesos utilizados en el concreto con la piedra triturada que constituye la mayor parte del remanente. La grava natural y la arena son usualmente excavadas o extraídas de un pozo, río o lago o lecho marino. El agregado triturado es producido mediante la trituración de la roca de excavación, pedrones, guijarros o grava de tamaño grande. El concreto reciclado es una fuente viable de agregado y ha sido satisfactoriamente utilizada en sub-bases granulares, cemento para suelo y en nuevo concreto. El procesamiento del agregado consiste en la trituración, tamizado, y lavado del agregado para obtener limpieza y gradación adecuadas. Si es necesario, un proceso de beneficio tal como cribado o la separación media pesada puede ser utilizada para mejorar la calidad. Los agregados influyen fuertemente las propiedades del concreto recién mezclado y endurecido, las proporciones de la mezcla y la economía. En consecuencia, la selección de los agregados es un proceso importante. Aunque se espera cierta variación en las propiedades del agregado, las características que son consideradas cuando se selecciona el agregado incluye: ? gradación ? durabilidad ? forma de la partícula y textura superficial ? resistencia a la abrasión y al arrastre ? pesos unitarios y espacios vacíos ? absorción y humedad superficial La gradación se refiere a la determinación de la distribución de tamaño de partícula para el agregado. Los límites de gradación y el tamaño de agregado máximo son especificados debido a que la gradación y el tamaño afectan la cantidad del agregado utilizado, así como los requerimientos de cemento y de agua, la trabajabilidad, la capacidad de bombeo y la durabilidad del concreto. En general, si la proporción agua-cemento es elegida correctamente, puede ser utilizado un amplio intervalo en la gradación, sin un efecto mayor sobre la resistencia. El control estrecho de las proporciones de mezclado es necesario para evitar la segregación. La forma de la partícula y la textura superficial influyen las propiedades del concreto recién mezclado más que las propiedades del concreto endurecido. Las partículas de textura áspera, angulares, y alargadas requieren más agua para producir un concreto trabajable que el agregado compacto redondeado, liso. En consecuencia, el contenido de cemento debe ser también incrementado para mantener la proporción agua-cemento. En general, partículas planas y alargadas son evitadas o son limitadas aproximadamente 15 por ciento en peso del agregado total. El peso unitario mide el volumen que el agregado tratado y los espacios vacíos entre ellos ocuparán en el concreto. El contenido de espacios vacíos entre las partículas afecta la cantidad de pasta de cemento requerida para la mezcla. Los agregados angulares incrementan el contenido de espacios vacíos . Tamaños más grandes de agregado bien gradado y la gradación mejorada disminuyen el contenido de espacios vacíos. La absorción y la humedad superficial del agregado son medidos cuando se selecciona el agregado, debido a que la estructura interna del agregado está constituida de material sólido y espacios vacíos que pueden o no contener agua. La cantidad de agua en la mezcla de concreto debe ser ajustada para incluir las condiciones de humedad del agregado. La resistencia a la abrasión y al arrastre de un agregado son esenciales cuando el agregado va a ser utilizado en concreto o constantemente sometido a la abrasión como en los pisos o pavimentos de trabajo pesado. El agregado más duro puede ser seleccionado en condiciones altamente abrasivas para reducir al mínimo el desgaste. Las mezclas químicas son los ingredientes en el concreto diferentes del cemento Portland, el agua, y el agregado que son agregados a la mezcla inmediatamente antes o durante el mezclado. Los productores utilizan mezclas principalmente para reducir el costo de la construcción del concreto; para modificar las propiedades del concreto endurecido; para asegurar la calidad del concreto durante el mezclado, la transportación, la colocación y la curación; y para superar ciertas emergencias durante las operaciones del concreto. El uso exitoso de las mezclas depende del uso de los métodos apropiados de fabricación por lotes y de fabricación de concreto. La mayoría de los aditivos son suministrados en forma líquida para utilizarse, y son agregados al concreto en la planta o en el sitio de trabajo. Ciertas mezclas, tales como pigmentos, agentes expansores y auxiliares de bombeo son usualmente utilizados únicamente en cantidades relativamente pequeñas y son usualmente repartidos por lotes manualmente a partir de los recipientes pre-medidos . La efectividad de una mezcla depende de varios factores que incluyen: el tipo y la cantidad de cemento, el contenido de agua, el tiempo de mezclado, el hundimiento y las temperaturas del concreto y el aire. Algunas veces, pueden ser logrados efectos similares a aquellos logrados a través de la adición de aditivos al alterar la mezcla de concreto, reduciendo la proporción agua-cemento, agregando cemento adicional, utilizando un tipo diferente de cemento o cambiando el agregado y la gradación del agregado. Los aditivos son clasificados de acuerdo a la función. Existen cinco clases distintas de aditivos químicos: de atrapamiento de aire, de reducción de agua, de retardo, de aceleración y píastificantes (superplastificantes ) . Todas las otras variedades de aditivos caen en la categoría de especialidad cuyas funciones incluyen la inhibición de la corrosión, la reducción del encogimiento, en la reducción de la reactividad a álcali-sílice, el mejoramiento de la capacidad de manipulación, la unión, la prueba contra la humedad y la coloración. Los aditivos que atrapan aire, los cuales son utilizados para colocar a propósito burbujas de aire microscópicas dentro del concreto, son discutidas más completamente en "Concreto Con Aire Atrapado" . Los aditivos reductores del agua usualmente reducen el contenido de agua requerido para una mezcla de concreto por aproximadamente 5 a 10 por ciento. En consecuencia, el concreto que contiene un aditivo reductor de agua necesita menos agua para alcanzar un hundimiento requerido que el concreto no tratado. El concreto tratado puede tener una menor proporción agua-cemento. Esto indica usualmente que puede ser producido un concreto de más alta resistencia sin incrementar la cantidad del concreto. Avances recientes en la tecnología de los aditivos han conducido al desarrollo de los reductores de agua de intervalo medio. Estos aditivos reducen el contenido de agua por al menos 8 por ciento y tienden a ser más estables en una gama más amplia de temperaturas. Los reductores de agua de intervalo medio proporcionan tiempos de endurecimiento más consistentes que los reductores de agua estándares . Los aditivos de retardo, los cuales retardan la velocidad de endurecimiento de concreto, son utilizados para contraatacar el efecto de aceleración del clima ascendente sobre el fraguado del concreto. Las altas temperaturas a menudo provocan una velocidad incrementada de endurecimiento, lo cual hace difícil la colocación y el acabado. Los retardadores mantienen el concreto trabajable durante la colocación y retrasan el endurecimiento inicial del concreto. La mayoría de los retardadores también funcionan como reductores de agua y pueden atrapar algo del aire en el concreto. Los aditivos de aceleración incrementan la velocidad del desarrollo de resistencia temprana, reducen el tiempo requerido para la curación y protección adecuadas, y aceleran el inicio de las operaciones de acabado. Los aditivos de aceleración son especialmente útiles para modificar las propiedades del concreto en climas fríos, los superplastificantes , también conocidos como plastificantes o reductores de agua de amplio intervalo (HRWR) , reducen el contenido de agua por 12 a 30 por ciento, y pueden ser agregados al concreto con una proporción de hundimiento baja a normal y una proporción de agua-cemento para hacer al concreto fluido de alto hundimiento. El concreto fluido es un concreto altamente fluido pero trabajable que puede ser colocado con poca o ninguna vibración o compactación . El efecto de los superplastificantes dura únicamente 30 a 60 minutos, dependiendo de la marca y de la proporción de dosis, y es seguido por una pérdida rápida en la capacidad de manipulación.

Como resultado de la pérdida del hundimiento, los superplastificantes son usualmente agregados al concreto en el sitio de trabajo. Los aditivos inhibidores de la corrosión caen en la categoría de aditivo de especialidad y son utilizados para retardar la corrosión del acero de reforzamiento del concreto. Los inhibidores de la corrosión pueden ser utilizados como una estrategia defensiva para las estructuras de concreto, tales como las instalaciones marinas, puentes de carreteras, y estacionamientos, que serán expuestos a altas concentraciones de cloruro. Otras mezclas de especialidad incluyen mezclas reductoras del encogimiento e inhibidores de la reactividad álcali-sílice. Los reductores del encogimiento son utilizados para controlar el encogimiento al secado y reducen al mínimo el agrietamiento mientras que los inhibidores de ASR controlan los problemas de durabilidad asociados con la reactividad álcali-sílice. En la fabricación de elementos de albañilería de concreto se acostumbra utilizar un agente aglutinante y agregados. El agente aglutinante es a menudo una pasta que consiste de cemento Portland y agua. Los agregados consisten en general ya sea de arenas naturales y grava o roca que ha sido triturada al tamaño y gradación deseados. Las propiedades del concreto recién mezclado y endurecido dependen de la manera en la cual estos materiales se han proporcionado, mezclados y la manera en la cual el concreto es subsecuentemente colocado, acabado y curado. La calidad y la funcionalidad del concreto es influenciado por las propiedades de los materiales constituyentes y especialmente el cemento. En la hidratación del cemento Portland, el aluminato tricálcico comienza a reaccionar instantáneamente después de la adición de agua al cemento. Los iones sulfato e hidroxilo activan la hidratación subsiguiente de los silicatos de calcio Los iones sulfato están disponibles a partir del yeso agregado durante la fabricación del cemento Portland. La reacción e hidratación libera una gran cantidad de piedra caliza, hidróxido de calcio, Ca(0H)2, denominado como portlandita. En el uso normal, la portlandita permanece ya sea dentro de la matriz de hidratación/hidratada o es lixiviada por el movimiento de la humedad hacia la superficie, donde el agua se evapora y el material sólido remanente es carbonatado para formar la eflorescencia. Los espacios vacíos provocados por la piedra por la lixiviación de la piedra caliza no contribuye a la resistencia ni a la durabilidad. Los agregados de peso ligero han sido utilizados en mezclas cementosas en el pasado tal como se describe en la Patente de los Estados Unidos No. 5,624,491 la cual describe el concreto y el mortero que contienen ceniza volante y otras mezclas endurecibles que comprenden cemento y ceniza volante para el uso en la construcción. La invención descrita incluye un método para predecir la resistencia a la compresión de tal mezcla endurecible, lo cual es muy importante para la planeación de un proyecto. La patente también describe las mezclas endurecibles que comprenden cemento y ceniza volante que puede lograr una mayor resistencia a la compresión que las mezclas que contienen únicamente concreto en el periodo de tiempo relevante para la construcción. En una modalidad especifica, es proporcionada una fórmula que predice de manera precisa la resistencia a la compresión del concreto que contiene ceniza volante hasta 180 días. En otros ejemplos específicos, el concreto y el mortero que contienen aproximadamente 15% a 25% de ceniza volante como un reemplazo para el cemento, que son capaces de cumplir las especificaciones de diseño requeridas para la edificación y construcción de carreteras, son proporcionadas. En otro ejemplo más, la Patente de los Estados Unidos No. 6,869,473 describe los materiales cementosos que incluyen escoria de acero inoxidable y geopolímero, que puede ser agregado a las composiciones de cemento convencionales, tales como cemento Portland, como un reemplazo parcial o total para los materiales de cemento convencionales. La escoria de acero inoxidable puede comprender silicatos y/o óxidos de calcio, silicio, manganeso, hierro, aluminio, manganeso, titanio, azufre, cromo y/o níquel. El geopolímero puede comprender silicato de aluminio y/o silicato de magnesio.

Los cementos Portland son cementos hidráulicos que reaccionan químicamente y se endurecen con la adición de agua. El cemento Portland contiene piedra caliza, arcilla, roca de cemento y mineral de hierro mezclados y calentados a una temperatura de aproximadamente 1426 - 1649 aC ( 260-3000 grados F) . El producto resultante es subsecuentemente triturado hasta una consistencia de polvo y mezclado con yeso para controlar el tiempo de endurecimiento. El cemento Portland es utilizado en muchas aplicaciones arquitectónicas, de albañilería, de construcción, lo más notablemente como concreto para carreteras, caminos, losas, pisos, paredes, estructuras pre-vaciadas y similares. Ha tenido lugar mucha experimentación con respecto a los concretos basados en cemento en un intento para reducir o eliminar la dependencia sobre la disponibilidad de la piedra caliza, la arcilla, la roca de cemento y el mineral de hierro. Por ejemplo, la Patente de los Estados Unidos No. 5 , 820 , 668 describe las composiciones aglutinantes inorgánicas que pueden ser utilizadas como sustitutos parciales o reemplazos totales para el cemento Portland para tales aplicaciones. Las composiciones aglutinantes inorgánicas incluyen materiales tales como ceniza volante, Al2, 03, puzolana, nefeleno, sienita, silicato de aluminio, hidróxido de sodio, ácido silícico, sal de potasio y sal de sodio. Los fabricantes están experimentando constantemente con base de cemento para' mejorar las tensiones de resistencia a la fatiga, el dimensionamiento térmico, la resistencia a la lluvia ácida y durabilidad. Cuando la popularidad creciente de las composiciones alternativas al cemento y el deseo de re-utilizar los sub-productos de fabricación tales como la escoria de acero inoxidable, un material cementoso que incorpore un material sub-producto de fabricación y que muestre propiedades mejoradas es altamente deseable. La técnica anterior enseña los materiales cementosos ambientalmente amigables, de bajo costo, y los productos de los mismos que incorporan escoria de acero inoxidable y muestran durabilidad mejorada, y resistencia al ácido. Es conocido también que la resistencia a la compresión del concreto de cemento Portland puede ser incrementada al incorporar hasta aproximadamente 10% de la sílice amorfa, reactiva en la mezcla de concreto, que reacciona con hidróxido de calcio producido por la hidratación de cemento Portland. La reacción del hidróxido de calcio y la sílice produce gel hidratado de silicato de calcio adicional que une las partículas de agregado en el concreto entre sí. La Patente de los Estados Unidos No. 4,997,484 describe un proceso en el cual la ceniza volante, un activador alcalino tal como hidróxido de sodio, y ácido cítrico son incorporados para producir un cemento que logra alta resistencia en un tiempo de curación corto.

La Patente de los Estados Unidos No. 4,306,912 describe un proceso en el cual son logrados un tiempo de endurecimiento corto y el logro temprano de la alta resistencia por la adición de la mezcla de cemento, de un polielectrolito sulfonatado y carbonato de sodio y/o hidróxido de sodio. La Patente de los Estados Unidos No. 4,509,985 describe un proceso mediante el cual es lograda una alta resistencia temprana por la adición de escoria de alto horno triturada, a una mezcla de óxido de aluminosilicato, un hidróxido de metal alcalino y un polisilicato de metal alcalino . La Patente de los Estados Unidos No. 5,531,824 describe un método para incrementar la densidad y la resistencia de los materiales basados en cemento altamente silicios al mezclar el cemento Portland, agua y agregado con una fuente de sílice reactiva, vaciando la mezcla de concreto en una forma, permitiendo que el concreto se cure hasta que alcance su resistencia convencional a los 28 días, y sumergiendo el concreto curado en una solución de hidróxido de metal alcalino y nitrato de aluminio a 60 grados a 110 grados C por 3 a 14 días . La resistencia a la compresión y la dureza superficial del concreto son incrementados, y la velocidad de filtración de agua dentro del concreto es disminuida. Es conocido el proporcionar un proceso durante el cual se incrementen la dureza y la resistencia a la compresión del concreto y otros productos basados en concreto tales como mortero o lechada de cemento al permitir que se forme una capa dura e impermeable de silicato de aluminio de metal alcalino en los poros del concreto especialmente formulado. Una fuente de sílice reactiva, tal como la ceniza volante, escoria de alto horno finamente triturada, metacaolin, u otros silicatos vitreos, es proporcionada en el concreto y posteriormente se hace reaccionar con el hidróxido de sodio o de potasio concentrado, y una fuente de aluminio a temperatura elevada. Un proceso de recristalización rellena los poros del concreto y forma una capa superficial impermeable dura, en presencia de cemento hidratado y del agregado, lo cual incrementa la resistencia a la compresión del concreto. Se puede observar a partir de los ejemplos anteriores que la experimentación sustancial en el pasado ha sido conducido sobre mezclas basadas en cemento, todas dirigidas a mejorar ciertas propiedades de la matriz. Aunque la escoria de alto horno ha sido utilizada en matrices de concreto en el pasado, hasta la fecha no ha sido conocido cómo proporcionar productos de ladrillo y de albañilería moldeados que consistan principalmente de escoria de alto horno de hierro, granulado, como un agregado. La ceniza de fondo o sedimento ha sido utilizada para fabricar unidades de albañilería. Los tabiques u otros elementos de construcción no han sido previamente fabricados a partir de grandes proporciones de ceniza de sedimento. La escoria de alto horno, de hierro, granulada, con altos contenidos de hierro, escoria de alto horno enfriada con hierro, y mezclas de ambas han sido utilizadas en el pasado en pequeñas cantidades de fabricación de unidades de albañileria para mejorar su dimensionamiento térmico y reducir los costos de producción. No obstante, las escorias de alto horno de hierro granulado no han sido utilizadas principalmente como agregados cementosos para producir tabiques o unidades de albañileria. Las escorias de alto horno, de hierro granulado han sido utilizadas como rellenadores con rango de bajo porcentaje. BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCION La presente invención ha sido desarrollada en vista de lo anterior para mejorar ciertas propiedades de elementos basados en cemento de albañileria, y para proporcionar una alternativa útil a los elementos de albañileria conocidos. La invención ha sido también desarrollada para reciclar y utilizar un recurso abundante - la escoria de alto horno - que podría de otro modo ser sub-utilizado simplemente un producto de desecho. La presente invención proporciona elementos de tabique y albañileria fabricados a partir de materiales agregados de peso ligero y proporciona además métodos de fabricación de tales elementos de albañilería tales como tabiques y bloques de construcción, y a una matriz cementosa para la fabricación de tales elementos, que incluye escoria de alto horno de hierro granulado, como un agregado, y al menos un cemento hidráulico. La producción de los productos de tabique moldeado y albañilería que consisten principalmente de escoria de alto horno de hierro granulado como un agregado, no era, al mejor del conocimiento del solicitante, conocido antes de la presente invención. Los productos de tabique moldeado y de albañilería que van a ser descritos en la presente, pueden, de acuerdo a una modalidad, consistir de hasta 80% de la escoria de alto horno de hierro granulado, 10% de escoria de alto horno de hierro granulado, molido, y 10% de cemento Portland u otro aglutinante hidráulico. La composición de matriz que va a ser descrita en la presente produce productos de ladrillo moldeado y de albañilería que tienen una producción en masa y densidad aparente, y mantienen una integridad estructural requerida. Los productos tienen también la propiedad, debido al uso de la escoria de alto horno de hierro granulado, de transmisión reducida del sonido, resistencia incrementada al fuego, durabilidad química mejorada y especialmente en suelos y ambientes seliníticos, y puede ser clavada con clavos, con tornillos y cortada sin el uso de herramientas especializadas.

En una forma amplia, la presente invención comprende: un producto moldeado de albañilería formado a partir de un grupo de materiales que incluyen: un agregado que comprende escoria de alto horno de hierro granulado; escoria de alto horno de hierro, enfriada por aire; ceniza de sedimento; ceniza de combustible pulverizada y un aglutinante cementoso que consiste de cemento Portland; y escoria de alto horno de hierro granulado, triturado. En otra forma amplia, la presente invención comprende : una matriz cementosa seca para formar un producto de albañilería, una matriz formada a partir de un grupo de materiales que incluyen: un agregado que comprende escoria de alto horno de hierro granulado; escoria de alto horno de hierro, enfriada por aire; ceniza de sedimento; ceniza de combustible pulverizada y un aglutinante cementoso que consiste de cemento Portland; y escoria de alto horno de hierro granulado, triturado. En otra forma amplia la presente invención comprende: una matriz cementosa para formar un producto de albañilería, la matriz formada a partir de un grupo de materiales que incluyen: un agregado que comprende escoria de alto horno de hierro granulado; escoria de alto horno de hierro, enfriada por aire; ceniza de sedimento; ceniza de combustible pulverizada y un aglutinante cementoso que consiste de cemento Portland; y escoria de alto horno de hierro granulado, triturado; y agua . Preferentemente, la escoria de alto horno de hierro granulado es utilizada como un agregado de peso ligero, asi como un material cementoso latente. La escoria de alto horno de hierro granulado, triturada es preferentemente utilizada como un material cementoso suplementario utilizando portlandita (hidróxido de calcio) generada mediante la hidratación de cemento Portland para formar silicato-aluminato de calcio hidratados, similares a aquellos encontrados en el cemento Portland hidratado. En otra forma amplia, la presente invención comprende : una matriz cementosa para formar elementos de construcción discretos, la matriz incluye ingredientes que comprenden : al menos un agregado, al menos un aglutinante, al menos un aditivo; y agua; caracterizado porque el agregado se selecciona de uno o más de : (i) escoria de alto horno de hierro granulado, (ii) escoria de alto horno de hierro, enfriado por aire (iii) ceniza de sedimento; (iv) ceniza volante. De acuerdo a una modalidad, la ceniza de horno puede ser obtenida a partir de las calderas de las plantas generadoras de energía. Preferentemente la ceniza volante es ceniza volante pulverizada proveniente de precipitadores y filtros domésticos de bolsas de plantas generadoras de energía. De acuerdo a una modalidad no. limitante, los aglutinantes son seleccionados de uno o más de: (i) cemento Portland ordinario (ii) escoria de alto horno de hierro granulado, triturada (iii) ceniza volante. De acuerdo a una modalidad no limitante, las mezclas son seleccionadas de uno o más de: (i) agentes reductores de agua (ii) agentes atrapadores de aire (iii) agentes repelentes al agua (iv) agentes aceleradores del fraguado (v) agentes modificadores de la viscosidad El agua de mezclado puede ser seleccionada de fuentes convencionales pero pueden incluir: (i) agua de lluvia proveniente de techos de fábrica (ii) agua de lavado de plantas (iii) agua de almacenamiento de productos y de drenaje de áreas de despacho Los productos de ladrillo moldeado y albañilería tienen una densidad aparente de peso ligero inherente de la naturaleza de la escoria de alto horno de hierro granulado, utilizada como un agregado. En su forma más amplia, la presente invención comprende : una matriz cementosa para formar los elementos de construcción discretos, la matriz incluye un agregado que se selecciona de uno o más de: (i) escoria de alto horno de hierro granulado, (ii) escoria de alto horno de hierro, enfriado por aire (iii) ceniza de sedimento; (iv) ceniza volante; y agua . En otra forma amplia, la presente invención comprende : un producto de albañilería que incluye un agregado que se selecciona de uno o más de: (i) escoria de alto horno de hierro granulado, (ii) escoria de alto horno de hierro, enfriado por aire (iii) ceniza de sedimento; (iv) ceniza volante. En otra forma amplia, la presente invención comprende : un elemento de edificación para el uso en una estructura, el elemento incluye un agregado que se selecciona de uno o más de : (i) escoria de alto horno de hierro granulado, (ii) escoria de alto horno de hierro, enfriado por aire (iii) ceniza de sedimento; (iv) ceniza volante. De acuerdo a un aspecto del método, la presente invención comprende: un método de fabricación de un producto a partir de una matriz cementosa, el método comprende los pasos de: a) mezclar en cualquier orden una composición mixta seca que comprende: i) al menos un agregado seleccionado de uno o más de: i) escoria de alto horno de hierro granulado, escoria de alto horno de hierro, enfriado por aire ceniza de sedimente- ceniza volante. ii) al menos un aglutinante iii) al menos un aditivo; y b) la adición de aditivos. El método comprende los pasos adicionales de: a) agregar agua b) mezclar la composición; y c) permitir que la mezcla fragüe por un periodo de tiempo predeterminado. De acuerdo al aspecto de método la presente invención comprende: un método de fabricación de un producto a partir de una matriz cementosa, el método comprende los pasos de: a) mezclar en orden de introducción de material, una composición mixta seca de materias primas de acuerdo al peso y proporción que incluye: i) al menos un agregado seleccionado de uno o más de: escoria de alto horno de hierro granulado, escoria de alto horno de hierro, enfriada por hierro ceniza de sedimento ceniza de volante ii) al menos un aglutinante iii) al menos un aditivo iv) la vibración de la mezcla seca; y v) la adición de agua para iniciar la hidratación; vi) la colocación de la composición mixta en un molde vii) permitir que la composición fragüe por un tiempo predeterminado; y viii) la liberación de la composición del molde. Para asegurar que las reacciones químicas entre la portlandita, la escoria granulada y la escoria de alto horno de hierro, granulada, triturada procedan rápidamente, el ladrillo moldeado y los productos de albañilería son curados por un periodo especificado a 65 grados C y a 95% de humedad relativa. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La presente invención será descrita con más detalle de acuerdo a una modalidad preferida pero no limitante, y con referencia a las ilustraciones anexas en donde: La Figura 1 muestra una gráfica de distribución de la gradación o tamaño de partícula. La Figura 2 muestra que estas condiciones de curación son mantenidas a perfiles específicos en cada cámara de curación. DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN La presente invención será descrita más adelante con referencia a las composiciones ejemplares pero será apreciado por las personas expertas en la materia que los ejemplos no son limitantes. Como será aparente a partir de la descripción, existen numerosas permutaciones y combinaciones de la invención ejemplificadas en la presente. Caracterizando cada modalidad de la invención está el uso de la escoria de alto horno, de hierro granulado, como un agregado primario. Una composición de matriz comprenderá típicamente al menos un agregado, al menos un aglutinante, y al menos un aditivo que es combinado con agua de mezclado, en donde uno de los agregados comprenderá escoria de alto horno, de hierro granulado . De acuerdo a una modalidad alternativa, además de los constituyentes de la composición anterior, los agregados adicionales o alternativos utilizados pueden comprender escoria de alto horno de hierro enfriado por aire, ceniza de fondo (ceniza de horno proveniente de los quemadores de plantas de generación de energía) , ceniza volante (ceniza volante pulverizada proveniente de los precipitadores electrostáticos y filtros domésticos de bolsa de plantas generadoras de energía) . Los aglutinantes para la composición de acuerdo a la modalidad serán seleccionados del cemento Portland, escoria de alto horno, de hierro granulado, triturado, o ceniza volante. Típicamente las mezclas de concreto incluyen diversas mezclas dependiendo de las características requeridas para los productos de las composiciones. Las mezclas incluyen agentes reductores de agua, agentes de atrapamiento de aire y agentes repelentes al agua. La composición anteriormente descrita es una matriz de mezcla seca. Cuando el agua es agregada tiene lugar la hidratación de la manera usual. El agua de mezclado será obtenida de las fuentes de agua convencionales tales como agua de lluvia, de techos de fábricas, agua de lavado de plantas o el agua del drenaje del área de almacenamiento y despacho de productos. Como se indicó previamente, la reacción de hidratación libera una gran cantidad de piedra caliza, hidróxido de calcio, Ca(OH)2, denominada como portlandita. La adición de materiales hidráulicamente activos tales como escoria de alto horno granulada, puede ser utilizada para convertir piedra caliza en agentes de cementación adicionales. El uso de la escoria de alto horno de hierro granulado, triturada, es una alternativa al cemento Portland. El uso de escoria de alto horno granulada, gradada, gruesa da como resultado un agregado reactivo que produce un producto de hidratación entre la superficie de la partícula de escoria y la portlandita. Esta reacción da como resultado la formación de un producto cementoso que une las partículas de agregado entre sí, así como la formación de una unión superior entre la matriz y los agregados presentes. La hidratación de la escoria depende en gran medida del rompimiento y disolución de la estructura de escoria vitrea por los iones hidroxilo liberados durante la hidratación del cemento portland. La hidratación de la escoria, por lo tanto, procede y continúa consumiendo hidróxido de calcio y lo utiliza para la formación adicional de silicato de calcio hidratado y silicato/aluminato de calcio hidratado . Los patrones de difracción de rayos X indican que la etringita es el producto de hidratación predominante en las etapas tempranas. La cantidad de portlandita producida por la hidratación de cemento parece alcanzar un máximo aproximadamente a los 7 días. Los patrones de difracción de la pasta madura de escoria/cemento muestra la presencia principalmente de silicato de calcio hidratado, aluminato de calcio hidratado e hidróxido de calcio. Los cementos de escoria son por lo tanto capaces de acomodar álcalis en la pasta de cemento de manera más efectiva que el cemento Portland. Se ha mostrado que el hidróxido de álcali solo, es decir, sin hidróxido de calcio proveniente de la hidratación del cemento Portland, puede hidratar la escoria para formar una estructura de pasta de cemento fuerte. La morfología de los hidratos de escoria es encontrada más en forma de gel que los productos de hidratación del cemento portland, y agrega así densidad a la pasta de cemento. Para asegurar que la escoria desarrolle sus propiedades hidráulicas máximas, es necesario enfriar rápidamente la escoria fundida conforme ésta abandona el alto horno. El "apagado" rápido o el enfriamiento previene la cristalización y convierte la escoria fundida en partículas de tamaño de arena de vidrio predominantemente amorfo o no cristalino, denominado como escoria granulada. Se reconoce en general que la acción cementosa de una escoria es dependiente en un alto grado del contenido de vidrio, aunque otros factores tendrán también cierta influencia. La naturaleza vesicular de la escoria granulada proporciona una gran área superficial para la reacción hidráulica, así como la reducción de la densidad de partículas. Las escorias lentamente enfriadas son predominantemente cristalinas y no imponen propiedades cementosas significativas. Para las cenizas volantes, la reacción es una de una naturaleza puzolánica. Las fases amorfas de la ceniza volante que reacciona con el hidróxido de calcio forman hidratos de silicato. Este proceso requiere la presencia constante de cal o piedra caliza/agua y es dependiente del tiempo. La reacción de la partícula gruesa de ceniza volante no es tan reactiva como la escoria pero sí tiene una densidad de partícula menor, y contribuye a la distribución de la masa de los productos fabricados .

La temperatura y la humedad relativa a la cual es curado el concreto tendrán un efecto mayor sobre la resistencia del concreto, particularmente en las etapas tempranas . El concreto que contiene escoria y/o ceniza volante se encuentra que responde muy bien bajo condiciones de curación de temperatura elevada. De hecho, las resistencias exceden aquellas del concreto de cemento portland a 1 día y pueden ser logradas . De manera contraria, las reducciones de la resistencia en las etapas tempranas son esperadas con el concreto que contiene escoria y ceniza volante, curadas a bajas temperaturas. De interés particular es la resistencia a la flexión (módulo de ruptura) . Cuando la escoria y la ceniza volante son utilizadas a proporciones óptimas, estos cementos mezclados producen en general módulos más altos de ruptura a edades más allá de los 7 días, que los concretos simples. Se cree que esto es un resultado de la densidad incrementada de la pasta en el concreto. No obstante del cemento o las mezclas de materiales cementosos utilizados, el concreto debe ser mantenido en una condición de humedad y temperatura apropiadas, si éste va a desarrollar completamente su resistencia y potencial de durabilidad.

No existe duda de que la velocidad y grado de hidratacion pueden ser afectados por la pérdida de humedad con una pérdida subsecuente de resistencia. Esta característica varía dependiendo de la naturaleza de. la pasta a cuyo tiempo se seca el concreto. Para el concreto no agrietado, la facilidad de ingreso de las sustancias dañinas dentro del concreto depende principalmente de la permeabilidad de la pasta de cemento que a su vez depende de la distribución del tamaño de poro, la estructura y la porosidad total. En general, la influencia de poros grandes y la continuidad del sistema de poros son los factores importantes. La estructura de los poros de las pastas de cemento que contienen ceniza volante y escoria son algo diferentes de la pasta de cemento simple. En las pastas de cemento de escoria, aunque la porosidad total es aproximadamente la misma que aquella de la pasta de cemento simple, existe una disminución significativa en el intervalo de tamaño de poro más grueso. La diferencia en el desarrollo de la estructura de poros ha sido atribuida a las diferencias entre los procesos de hidratacion en los cementos mezclados y simples . La distribución de tamaño de poro más fino en las pastas de cemento mezcladas se reporta que son provocadas por el bloqueo capilar y el relleno de los poros con precipitados de silicato de calcio hidratado y la presencia disminuida de hidróxido de calcio a partir de la hidratación de cemento portland. La reacción puzolánica que ocurre en las pastas de cemento de ceniza volante, produce hidratos de silicato de calcio que rellenan el espacio de poro disponible. Los estudios tempranos de los concretos de ceniza volante mostraron que a los 28 días el concreto de cemento portland fue menos permeable que el concreto de ceniza volante. Esto fue debido a los efectos combinados de material de menos reacción en la pasta de ceniza volante y una actividad puzolánica baja. Después de seis meses, esta tendencia fue revertida y los concretos de ceniza volante se volvieron menos permeables. Por este tiempo, la reacción puzolánica había cambiado la estructura del sistema de poro vacío, reduciendo su permeabilidad. La permeabilidad de los cementos de ceniza volante es sensible a las condiciones de curación. A no ser que sean aplicadas condiciones de curación apropiadas, la permeabilidad in situ puede ser más alta que la esperada . Con referencia a la tabla 1 se muestra una tabla de la Escoria de Alto Horno de Hierro Granulado, que establece la Distribución del Tamaño de Partícula.

A partir de la tabla 1, se puede observar de los parámetros objetivo de limite superior y límite inferior que conforme disminuye el tamaño del tamiz, disminuye el porcentaje de Escoria de Alto Horno de Hierro Granulado que pasa a través, en masa. Tabla 1 La tabla 2 muestra los parámetros de composición y particularmente los valores de masa porcentual máximo y mínimo de los valores de Escoria de Alto Horno, de Hierro Granulado para su Química Elemental . La Densidad Aparente de la Escoria de Alto Horno, de Hierro Granulado, Suelta es preferentemente menor de 1.2 toneladas por m3.

Tabla 2 La tabl a 3 mues tra la di s tribuc ión de tamaño partícula para la Escoria de Al to Horno enf riada por aire . Tabla 3 Tamaño de Tamiz, Porcentaje que Pasa por Masa. mi eró metros Objetivo Límite Superior Límite Inferior 13200 100.0 100.0 100.0 9500 100.0 100.0 99.5 6700 99.5 100.0 95.8 4750 93.0 98.5 83.5 2360 61.5 74.5 48.0 1180 40.5 51.0 32.0 600 21.0 26.5 16.5 300 16.0 20.5 12.5 150 9.0 12.0 5.0 75 3.5 5.5 1.0 La tabla 4 muestra la composición química de la Escoria de Alto Horno enfriada. La tabla muestra el tamaño del tamiz en micrómetros y el porcentaje que pasa a través del tamiz en masa. La tabla indica un valor óptimo (objetivo) junto con los límites superior e inferior. Tabla 4 La Densidad Aparente de la Escoria de Alto Horno enfriada por aire, Suelta es de 1.35 a 1.45 toneladas por m3. Donde se compacta, la densidad aparente es de 1.50 a 1.60 toneladas por m3.

Densidad de la Partícula Seca 2.70-2.80 toneladas por m3 SSD 2.75-2.85 toneladas por m3 (i) Ceniza de sedimento El requerimiento de la ceniza de sedimento es para el material que pasa la malla de 10 mm. La selección está basada en la densidad aparente más baja y el contenido más bajo de carbono, disponible. (ii) Ceniza Volante Se utiliza ceniza volante de corrida de estación. La selección está basada en la densidad aparente más baja y el contenido más bajo de carbono, disponible. Aglutinantes (i) Cemento Portland. (ü) Escoria de alto horno, de hierro granulado triturada . (iii) Ceniza volante. Son utilizados aglutinantes y materiales suplementarios comercialmente disponibles . Estos materiales cumplen con las especificaciones relevantes pertinentes a la industria de la construcción. La tabla 5 muestra las propiedades químicas de la Escoria de Alto Horno, de Hierro Granulado, Triturada. La escoria de alto horno de hierro granulado triturada debe tener los parámetros como se muestra en la tabla 5.

Tabla 5 Los parámetros adicionales incluidos en una composición fabricada de acuerdo con la invención son: Aditivos (i) Agentes reductores de agua. (ii) Agentes de atrapamiento de aire. (iii) Agentes repelentes al agua. (iv) Agentes aceleradores del fraguado. (v) Agentes modificadores de la viscosidad. Son utilizados aglutinantes y materiales suplementarios comercialmente disponibles. Estos materiales cumplen con las especificaciones relevantes pertinentes a la industria de la construcción.

Agua de Mezclado (i) Agua de lluvia proveniente de azoteas de fábricas . (ii) Agua de lavado de plantas. (iii) Agua de drenaje de almacenamiento de producto y área de despacho. El agua que contiene sales alcalinas tales como de calcio, sodio y potasio es preferida, ya que estos elementos, en solución, nuclean y promueven la hidratación de los materiales de escoria. La tabla 6 muestra la composición/ formulaciones típicas de acuerdo con la invención, de acuerdo al porcentaje en base seca en masa. Se puede observar a partir de esta tabla que la mayor parte de la formulación en cada composición es escoria de alto horno granulada. En cada caso, el constituyente con el porcentaje más alto es Escoria de Alto Horno, de Hierro Granulada.

Tabla 6 Nota: (i) MRR designa "Proporción de Dosis Recomendada por los Fabricantes" y utilizados como se requiera (ii) AR designa "Como se Requiera".

Formulaciones de la Invención (i) La proporción de los materiales para la fabricación de ladrillos y unidades de albañileria es por los "Principios de Empaquetamiento de Partículas" utilizando una forma modificada de la Fórmula de Dinger-Funk. La fórmula modificada de Dinger-Funk ( (tamaño de tamiz, mieras ) eq- ( tamaño mínimo de partícula, mieras ) eq) /(( tamaño máximo de partículas, micras)eq-( tamaño mínimo de partículas, mieras )eq) ' q' determina la finura de la distribución y es usualmente ajustada a 0.3. Ésta es utilizada para construir una grabación o gráfica de distribución del tamaño de partícula como se muestra en la figura 1. La figura 1 muestra una gradación o gráfica de distribución de tamaño de partícula. Los materiales que van a ser utilizados son proporcionados para ajustarse a la Función de Distribución de Dinger-Funk. Los Límites Superior e Inferior pueden ser ajustados para fines de producción para permitir cierta variabilidad de control . Las condiciones de curación son mantenidas a perfiles específicos en cada cámara de curación. Para que proceda la reacción de hidratación de los materiales cementosos suplementarios, las entidades alcalinas tales como los hidróxidos de sodio, potasio y calcio en presencia de humedad intersticial mayor del 85%, son requeridos. La hidratación del cemento Portland libera el hidróxido de calcio requerido, el cual es luego disponible para la reacción con los componentes de escoria de la mezcla de matriz. La curación con vapor es utilizada para proporcionar la humedad relativa necesaria a una temperatura de 65 grados Celsius. Estas condiciones de curación son mantenidas a perfiles específicos en cada cámara de curación como se muestra en la gráfica de la Figura 2. Como se muestra en la Figura 2, el régimen de curación asegura que ocurra una reacción suficiente para proporcionar una resistencia a la compresión equivalente a 4 días de curación normal . Beneficios Ambientales Debido al hecho de que el gran volumen de los materiales utilizados son co-productos o sub-productos industriales, las emisiones de gases de efecto invernadero han sido ya recogidas en el producto fabricado; el hierro en el caso de la escoria y la electricidad en el caso de la ceniza volante. Las contribuciones a las emisiones de gases de efecto invernadero calculadas sobre los ladrillos fabricados son : Escoria/Cenizas Volantes 0 . 02186 toneladas de C02 por m2 de pared. Ladrillos de Arcilla 0 . 03394 toneladas de C02 por m2 de pared. Ladrillos de Concreto 0 . 03765 toneladas de C02 por m2 de pared. OTROS AGLUTINANTES Las escorias de alto horno utilizadas como agregado y como aglutinante pueden ser activadas con un número de diferentes productos químicos tales como: Sosa cáustica Cal hidratada Silicato de sodio Carbonato de sodio Diversas combinaciones de los anteriores. Las ventajas de las composiciones y productos fabricados de acuerdo con la invención son numerosas. La escoria de alto horno de hierro triturado podría ser utilizada como un extensor. Los productos pueden ser hasta y más de 50% más ligeros que un producto de tamaño similar utilizando un agregado convencional. Los productos son lentos para fraguarse, lo cual asegura la hidratacion completa y éstos son ideales para usos subacuáticos. Las composiciones pueden ser utilizadas en elementos de construcción tales como, pero no limitados a bloques, losas, ladrillos, paneles prevaciados, y muros revocados. En el caso de los últimos, el revoco o capa de enlucido reaccionan químicamente con los agregados de escoria de alto horno de hierro triturado, e incrementa la resistencia a la unión químicamente, así como mecánicamente. Las composiciones pueden también ser utilizadas en construcción de paredes enchapadas con ladrillo y pueden ser atornilladas o aserradas. Los productos pueden ser ajustados de modo que sean logradas las propiedades para aplicaciones particulares tales como a prueba de sonido. Por ejemplo, los bloques pueden ser hechos no porosos, de baja o alta densidad. El tamaño del agregado de escoria estará preferentemente dentro del intervalo no limitante de 7 a 10 mm. Los productos serán fabricados típicamente de un molde de acuerdo a la metodología convencional . La escoria bruta sufrirá preparaciones previas antes de la introducción en la matriz seca antes del mezclado. La invención puede ser aplicada en la fabricación de productos de albañilería de tamaño estándar, convencionales, con durabilidad incrementada y alta resistencia a la proporción en peso. Las propiedades descritas en la presente y logradas por la producción de los elementos que tienen la matriz de acuerdo a las modalidades de la invención, no son conocidas en la técnica. A pesar del uso de la escoria de alto horno, de hierro granulado como agregado, los productos no sufren del encogimiento no deseado y de hecho el uso de ese agregado reduce significativamente el encogimiento en comparación a un producto fabricado de acuerdo con los métodos y constituyentes de la técnica anterior. Los productos son, cuando se fabrican utilizando escoria de alto horno de hierro granulado, más capaces de resistir la lluvia ácida, y más estables, resistirán la degradación a partir de la interacción de polvo químico, son menos propensos a la eflorescencia ya que la escoria absorbe cualquier alcalinidad en la matriz . Los productos tendrán buenas propiedades térmicas y acústicas . La porosidad y la permeabilidad serán determinadas en gran medida por qué tan ligero es el peso del producto. La escoria de alto horno de hierro triturado utilizada como un agregado, forma el esqueleto que también forma el "pegamento" que une la matriz entre sí. Las partículas de escoria son activadas para unirse a sí mismas. Será reconocido por las personas expertas en la técnica que pueden ser realizadas numerosas variaciones y modificaciones a la invención tan ampliamente como se describe en la presente, sin apartarse del espíritu y alcance completos de la invención. Se hace constar que con relación a esta fecha el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims (47)

1. REIVINDICACIONES
2. Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones: 1. Una matriz cementosa utilizada en la formación de productos de albañiler a, caracterizada porque comprende: al menos un agregado seleccionado de uno o más de: escoria de alto horno de hierro, enfriada por aire, ceniza de sedimento, ceniza de combustible pulverizada; y escoria de alto horno de hierro granulada triturada. 2. La matriz cementosa de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque comprende además: al menos un aglutinante.
3. 3. La matriz de conformidad con la reivindicación 2, caracterizada porque comprende además agua y un aglutinante cementoso que comprende cemento portland.
4. 4. La matriz de conformidad con la reivindicación 3, caracterizada porque comprende al menos un aditivo.
5. 5. La matriz de conformidad con la reivindicación 4, caracterizada porque al menos un aditivo es seleccionado de uno o más de los siguientes: i) agentes reductores de agua ii) agentes atrapadores de aire iii) agentes repelentes al agua iv) agentes aceleradores del fraguado v) agentes modificadores de la viscosidad
6. 6. La matriz de conformidad con la reivindicación 5, caracterizada porque al menos un aglutinante es seleccionado de uno o más de: i) cemento portland ordinario ii) escoria de alto horno de hierro granulado triturada iii) ceniza volante.
7. 7. La matriz de conformidad con la reivindicación 6, caracterizada porque la escoria de alto horno utilizada como un agregado y como un aglutinante, es activada para actuar como un aglutinante por uno o más de los siguientes productos químicos: Sosa cáustica Cal hidratada Silicato de sodio Carbonato de sodio Diversas combinaciones de los anteriores .
8. 8. La matriz de conformidad con la reivindicación 7, caracterizada porque la composición es introducida en un molde para la fabricación de un bloque de construcción de albañilería .
9. 9. Un bloque de albañilería de conformidad con la reivindicación 8, caracterizado porque cuando el cemento Portland está en la matriz la hidratación libera el hidróxido de calcio requerido, el cual es luego disponible para la reacción con los componentes de la escoria de la mezcla de matriz.
10. 10. La matriz de conformidad con la reivindicación 9, caracterizada porque la densidad aparente de la escoria de alto horno de hierro granulado, es preferentemente menor de 1.2 toneladas por m3.
11. 11. La matriz de conformidad con la reivindicación 10, caracterizada porque, la densidad aparente de la escoria de alto horno enfriada por aire es de 1.35-1.45 toneladas por m3.
12. 12. La matriz de conformidad con la reivindicación 11, caracterizada porque la densidad aparente de la escoria de alto horno enfriada por aire, cuando es compactada es de 1.50- I.60 toneladas por m3.
13. 13. La matriz de conformidad con la reivindicación II, caracterizada porque los productos, de albañiler a producidos a partir de la matriz son al menos 30% y hasta 50% más ligeros que un producto de albañileria de tamaño similar utilizando un agregado convencional.
14. 14. La matriz de conformidad con la reivindicación 13, caracterizada porque los productos fabricados a partir de la matriz comprende bloques, losas, ladrillos, paneles prevaciados y muros revocados .
15. 15. Una matriz cementosa utilizada en la formación de un producto de albañilería, caracterizada porque comprende: escoria de alto horno de hierro granulada, como un agregado ; escoria de alto horno de hierro, enfriada por aire, ceniza de sedimento, ceniza de combustible pulverizada y un aglutinante cementoso; y escoria de alto horno de hierro, granulada, triturada, y agua .
16. 16. La matriz de conformidad con la reivindicación 15, caracterizada porque el aglutinante cementoso se selecciona de uno o más de cemento Portland, escoria de alto horno de hierro granulado, triturada o ceniza volante.
17. 17. Una matriz cementosa para formar un producto de albañilería moldeado, la matriz está caracterizada porque comprende : al menos un aglutinante; un agregado seleccionado de uno o más de: i) escoria de alto horno de hierro granulado, ii) escoria de alto horno de hierro, enfriado por aire ceniza de sedimento; (iv) ceniza volante. vi) ceniza de combustible pulverizada y al menos un aglutinante cementoso; y v) escoria de alto horno de hierro triturada; y agua
18. 18. La matriz de conformidad con la reivindicación 17, caracterizada porque al menos un aglutinante es seleccionado de uno o más de: i) cemento portland ordinario ii) escoria de alto horno de hierro triturada iii) ceniza volante.
19. 19. La matriz de conformidad con la reivindicación 18, caracterizada porque la escoria de alto horno de hierro granulada triturada también actúa como un aglutinante cementoso suplementario, latente.
20. 20. La matriz de conformidad con la reivindicación 19, caracterizada porque el aglutinante cementoso incluye cemento Portland.
21. 21. La matriz de conformidad con la reivindicación 20, caracterizada porque la escoria de alto horno de hierro granulada triturada se combina con hidroxidos de calcio generados por el cemento Portland.
22. 22. La matriz de conformidad con la reivindicación 21, caracterizada porque la escoria de alto horno de hierro granulada triturada y los hidroxidos y aluminatos de calcio se combinan/reaccionan para formar silicato/aluminato de calcio hidratados .
23. 23. La matriz de conformidad con la reivindicación 22, caracterizada porque la escoria de alto horno de hierro granulada cuando es utilizada como el agregado y como el aglutinante es activada con productos químicos seleccionados de: Sosa cáustica Cal hidratada Silicato de sodio Carbonato de sodio Diversas combinaciones de los anteriores.
24. 24. La matriz de conformidad con la reivindicación 23, caracterizada porque comprende además al menos un aditivo.
25. 25. La matriz de conformidad con la reivindicación 24, caracterizada porque al menos un aditivo se selecciona de uno o más de los siguientes: i) agentes reductores de agua ii) agentes atrapadores de aire iii) agentes repelentes al agua iv) agentes aceleradores del fraguado v) agentes modificadores de la viscosidad
26. 26. La matriz cementosa para el uso en la fabricación de elementos de construcción en un molde, que comprende : al menos un agregado, al menos un aglutinante, al menos un aditivo; y agua; caracterizada porque el agregado se selecciona de uno o más de : i) escoria de alto horno de hierro granulado, ii) escoria de alto horno de hierro, enfriado por aire iii) ceniza de sedimento; iv) ceniza volante.
27. 27. La matriz de conformidad con la reivindicación 26, caracterizada porque al menos un aglutinante es seleccionado de uno o más de: i) cemento portland ordinario ii) escoria de alto horno de hierro granulado triturada iii) ceniza volante.
28. 28. La matriz de conformidad con la reivindicación 27, caracterizada porque los aditivos son seleccionados de uno o más de : i) agentes reductores de agua ii) agentes atrapadores de aire iii) agentes repelentes al agua iv) agentes aceleradores del fraguado v) agentes modificadores de la viscosidad
29. 29. La matriz de conformidad con la reivindicación 28, caracterizada porque la proporción de escoria de alto horno de hierro granulada utilizada como un agregado influye la densidad aparente de peso ligero de los productos de albañilería.
30. 30. Un bloque de albañilería fabricado a partir de una composición de matriz cementosa caracterizado porgue incluye : un agregado que se selecciona de uno o más de: i) escoria de alto horno de. hierro granulada, ii) escoria de alto horno de hierro enfriada por aire; iii) ceniza de sedimento; iv) ceniza volante, v) escoria de alto horno de hierro granulada triturada , vi) ceniza de combustible pulverizado; agua; y al menos un aglutinante.
31. 31. El bloque de albañilería de conformidad con la reivindicación 30, caracterizado porque la matriz cementosa comprende además al menos un aditivo.
32. 32. El bloque de albañilería de conformidad con la reivindicación 31, caracterizado porque al menos un aditivo se selecciona de uno o más de los siguientes: i) agentes reductores de agua ii) agentes atrapadores de aire iii) agentes repelentes al agua iv) agentes aceleradores del fraguado v) agentes modificadores de la viscosidad
33. 33. Un bloque de albañilería de conformidad con la reivindicación 32, caracterizado porque el aglutinante se selecciona de uno o más de cemento Portland, escoria de alto horno de hierro granulada triturada o ceniza volante.
34. 34. El bloque de albañilería de conformidad con la reivindicación 33, caracterizado porque la composición es introducida en un molde de una forma predeterminada para formar el bloque.
35. 35. Una matriz cementosa para formar un producto de albañilería moldeado, la matriz es formada a partir de un grupo de materiales caracterizada porque comprende: un agregado que comprende escoria de alto horno de hierro granulada, escoria de alto horno de hierro enfriada por aire, ceniza de sedimento, ceniza de combustible pulverizada y al menos un aglutinante cementoso; y escoria de alto horno de hierro granulada triturada que actúa como aglutinante y agregado; y agua.
36. 36. La matriz de conformidad con la reivindicación 35 , caracterizada porque al menos un aglutinante se selecciona de uno o más de : i) cemento portland ordinario ii) escoria de alto horno de hierro granulado triturada iii) ceniza volante.
37. 37 . La matriz de conformidad con la reivindicación 36 , caracterizada porque la escoria de alto horno de hierro granulada triturada también actúa como un aglutinante cementoso suplementario, ' latente .
38. 38 . La matriz de conformidad con la reivindicación 37 , caracterizada porque el aglutinante cementoso incluye cemento Portland.
39. 39 . La matriz de conformidad con la reivindicación 38 , caracterizada porque la escoria de alto horno de hierro granulada triturada se combina con los hidróxidos de calcio generados por el cemento Portland.
40. 40 . La matriz de conformidad con la reivindicación 39 , caracterizada porque la escoria de alto horno de hierro granulada triturada y los hidróxidos-aluminato de calcio se combinan/reaccionan para formar silicato/aluminato de calcio hidratados .
41. 41 . La matriz de conformidad con la reivindicación 40 , caracterizada porque comprende al menos un aditivo seleccionado de uno o más de los siguientes: i) agentes reductores de agua ii) agentes atrapadores de aire iii) agentes repelentes al agua iv) agentes aceleradores del fraguado v) agentes modificadores de la viscosidad
42. 42. Una matriz cementosa para el uso en la fabricación de elementos de construcción moldeados en la matriz, que comprende: al menos un agregado , al menos un aglutinante, al menos un aditivo; y agua; caracterizada porque el agregado se selecciona de uno o más de : i) escoria de alto horno de hierro granulado, ii) escoria de alto horno de hierro, enfriado por aire iii) ceniza de sedimento; iv) ceniza volante. al menos un aglutinante se selecciona de uno o más de: i) cemento portland ordinario ii) escoria de alto horno de hierro granulado triturada iii) ceniza volante. y un aditivo seleccionado de uno o más de: i) agentes reductores de agua ii) agentes atrapadores de aire iii) agentes repelentes al agua iv) agentes aceleradores del fraguado v) agentes modificadores de la viscosidad
43. 43. Un método para la fabricación de un producto de albañilería moldeado a partir de una matriz cementosa, caracterizado porque comprende los pasos de: a) el mezclado en cualquier orden de una composición mixta seca que incluye: i) al menos un agregado seleccionado de uno o más de : escoria de alto horno de hierro granulada, escoria de alto horno de hierro, enfriada por aire, ceniza de sedimento; ceniza volante, escoria de alto horno de hierro granulada triturada ii) al menos un aglutinante iii) al menos un aditivo; y agua ; el mezclado de la matriz antes de la introducción de la matriz en un molde, y permitir que la matriz fragüe por un periodo de tiempo predeterminado.
44. 44. El método de conformidad con la reivindicación 43, caracterizado porque comprende los pasos adicionales de a) mezclar en orden de introducción de material, una composición mixta seca de materias primas de acuerdo al peso y proporción que comprenden: i) al menos un agregado seleccionado de uno o más de : escoria de alto horno de hierro granulada, escoria de alto horno de hierro enfriada por aire, ceniza de sedimento, ceniza volante, ii) al menos un aglutinante iii) al menos un aditivo iv) la vibración de la mezcla seca; y v) la adición de agua para iniciar la hidratación ,- vi) la colocación de la composición mixta en un molde vii) permitir que la composición fragüe por un tiempo predeterminado; y viii) liberar la composición del molde.
45. 45. La matriz de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada porque una reacción de hidratación en la matriz después del mezclado libera cal, hidróxido de calcio, Ca(0H)2, (portlandita) .
46. 46. La matriz de conformidad con la reivindicación 45, caracterizada porque la escoria de alto horno de hierro granulada convierte la cal en agentes de cementación adicionales .
47. 47. La matriz de conformidad con la reivindicación 46, caracterizada porque la escoria de alto horno de hierro granulada gruesa da como resultado un agregado reactivo que produce un producto de hidratacion entre una superficie de la partícula de escoria y la portlandita.