MXPA06008631A - Proceso y aparato para fabricar cemento celular fraguado - Google Patents

Proceso y aparato para fabricar cemento celular fraguado

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MXPA06008631A
MXPA06008631A MXPA/A/2006/008631A MXPA06008631A MXPA06008631A MX PA06008631 A MXPA06008631 A MX PA06008631A MX PA06008631 A MXPA06008631 A MX PA06008631A MX PA06008631 A MXPA06008631 A MX PA06008631A
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cement
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MXPA/A/2006/008631A
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Rigaudon Michel
Bold Jorg
Roy Butler Steven
Millamon Eric
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Lafarge Platres
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Abstract

La invención proporciona un proceso para fabricar cemento celular fraguado, que comprende las etapas de:mezclar material cementante, agua, agente que forma espuma y opcionalmente aditivos dentro de una lechada de fluido libre que tiene un asentamiento de al menos 100 mm;subsecuentemente inyectar y distribuir aire dentro de la lechada de la etapa para formar una lechada celular;subsecuentemente vaciar la lechada celular de la etapa;y finalmente permitir el fraguado de la lechada celular. La invención proporciona también un aparato para llevar a cabo el proceso de la invención.

Description

PROCESO Y APARATO PARA FABRICAR CEMENTO CELULAR FRAGUADO CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona a un proceso y un aparato para fabricar una lechada cementante celular y al material fraguado obtenido a partir de ésta. La invención se relaciona también a un proceso y aparato que incorpora el presente proceso. La presente invención se refiere en primer lugar a la fabricación de un tablero de enlucido y más específicamente a la fabricación de una base de tablero de enlucido en líneas de tablero de enlucido continuas.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Se han conocido por muchos años los materiales cementantes. Ejemplos de material cementante puede ser yeso (el cual está disponible en muchas formas), cemento Pórtland, cemento rojizo, cemento siderúrgico, cemento de cenizas volantes, cemento de alúmina de calcio, y similares. El tablero de enlucido consiste hablando burdamente de dos hojas de material que tienen una cierta resistencia a la tensión, similar a papel, la cual cubre una base, esencialmente de cemento, en general, yeso, con una cierta resistencia compresiva. La resistencia a la flexión del material compuesto depende de las resistencias combinadas de los componentes.
Un elemento que afecta la resistencia de la base es la relación de agua/yeso utilizada para la preparación. Una regla general es que la resistencia a la compresión de un cuerpo de yeso fundido se incrementa con el ángulo recto de su densidad aparente. En el intervalo de la aplicación, la densidad se incrementa apenas linealmente con la inversa de la relación de A/E. De este modo, la relación de A/E baja se considera tradicionalmente como favorable. La base del panel de yeso se aligera usualmente por la incorporación de aire dentro de la preparación de base. El aire en la base aparece en la forma de burbujas. Se ha encontrado que el tamaño y la distribución de las burbujas tienen influencia en las propiedades mecánicas de la base y por lo tanto del tablero. Una distribución de tamaño amplio del diámetro de burbujas y dispersada uniformemente sobre la mayor parte son favorables. Es favorable una capa de material denso, sin o con pocos huecos, cerca de una cubierta opcional. En cuanto a eso, se puede regresar a las Patentes Norteamericanas 5,085,929 y 5,116,671 para Bruce, que se incorporan en la presente para referencia. El aire se introduce usualmente dentro de la lechada de emplasto en la forma de espuma pre-fabricada. En los sistemas de generación de espuma normales, una cantidad de agente tensioactivo que genera espuma se diluye con agua y luego se combina con aire comprimido. Se genera espuma utilizando varios dispositivos y procesos. Esta espuma se inyecta dentro del mezclador, usualmente de modo directo en el mezclador. El mezclador, el cual es usualmente un mezclador de esfuerzo cortante elevado, asegura que la espuma se combine completamente con la lechada de emplasto, pero en el costo de una enorme reducción en la eficiencia de la espuma. El volumen de la espuma agregada a la lechada es normalmente 3 veces el volumen realmente combinado en el tablero. Por lo tanto, de acuerdo con la técnica anterior clásica, la parte medida del agua para el emplasto se agrega con la espuma. Más agua en la espuma eleva la densidad de la espuma y permite un mezclado más uniforme con la lechada de emplasto, la cual es de densidad más elevada que la espuma. Sin embargo, esta agua adicional reduce la resistencia final de la matriz de yeso incrementando innecesariamente el espacio entre los cristales de yeso y, formando de este modo una estructura más débil. La US-P-5,575,844 para Bradshaw describe un mezclador secundario (montado en la misma caja), en donde se introduce la espuma, mientras el agua y el emplasto se introducen en el mezclador primario. El primer mezclador es para el emplasto y el agua mientras el segundo es para la adición de espuma, en donde el esfuerzo cortante es bajo. La US-P-5,714,032 para Ainsley describe un mezclador de dos cámaras, que comprende una primera cámara de esfuerzo cortante elevada, y una segunda cámara de esfuerzo cortante bajo en donde se introduce la espuma.
La US-P-5,683,635 para Sucech describe un proceso en donde se inserta la espuma dentro de la lechada en un punto en donde ésta se agita menos que durante la creación de la lechada en el primer mezclador, por lo que la espuma se agita menos que si se inserta en el mezclador de perno mismo. Mientras estos documentos proporcionan el proceso con el consumo de espuma inferior, el agua adicional se combina aún con la espuma para prejuicio de las propiedades de base de yeso finales. Además, estos documentos describen procesos que proporcionan aún el volumen de poro usual sin control sobre el tamaño y la distribución de las burbujas. Se conoce también la inyección de aire directo durante la creación de lechada cementante. La US-P-6,443,258 para Putt describe un proceso para elaborar paneles que absorben el sonido en donde el emplasto, las fibras, el agua y el agente que forma espuma se mezclan y se airean simultáneamente utilizando un dispositivo mezclador similar a un mezclador kitchen aid®, un dispositivo de mezclado orbitante y rotativo. El aire se atrapa, a partir del ambiente, en la lechada, en donde la trampa resulta a partir dé la combinación de una mezcla seca de emplasto (y aditivos opcionales) y de una mezcla acuosa de agua y agente tensioactivo. La DE-A-2,117,000 para Antón describe un mezclador para producir un mortero de acabado de pared. El aparato puede realizarse de acuerdo a dos modalidades. En la primera, el aire se fuerza en un flujo de agua de medición, en donde el agua ha estado a través de un cartucho lleno con un tensioactivo. Lo que se introduce en el mezclador de mortero es realmente espuma (espuma presurizada). En la segunda modalidad no se menciona ningún tensioactivo. El aire se introduce en la lechada a través de un miembro de vidrio fritado poroso, en un nivel del tornillo sin fin de mezclado del mezclador único que se utiliza. El tipo de mezclador utilizado en este documento no se adapta para la producción de tableros o paneles, ya que la lechada que se produce es de viscosidad elevada de manera que se adhiere a la pared, haciendo esta lechada completamente inadecuada para la producción convencional de tableros o paneles. Por último, este tipo de mezclador presenta las desventajas de bastante aire perdido. Este diseño presenta el defecto fatal de ser una bomba de volumen constante y sin control de esfuerzo cortante de aire que entra a la bomba. Esto provoca una variación en el agua a la relación de emplasto. La US-P-6,376,558 para Bahner describe un mezclador convencional en donde el aire se introduce bajo presión a través de un vidrio fritado poroso situado en las paredes del mezclador giratorio. En este único mezclador, la lechada se genera en un proceso de una etapa, ya que todos los componentes de la lechada se introducen al mismo tiempo en la cámara de mezclado. Este dispositivo puede atrapar aire transportado por el mezclador por el emplasto. Además, la condición para distribuir el aire dentro de la lechada variará de acuerdo a la composición de la lechada, la magnitud de flujo a través del mezclador, y será más variable cuando el mezclador se desgaste por la lechada. La US-P-2,097,088 para Mills describe un mezclador convencional para tablero de enlucido en donde el aire se introduce bajo presión a través de aberturas ubicadas en la parte inferior del mezclador. Tal mezclador se va a adaptar para mezclar el emplasto y las fibras. Este documento no reconoció el tema del agente que forma espuma y la estabilidad de la espuma, ya que los agentes que forman espuma no se utilizaron en este momento. En este único mezclador, la lechada se genera en un proceso de una etapa, ya que todos los componentes de la lechada se introducen al mismo tiempo en la cámara de mezclado. Como en la referencia de Bahner, este dispositivo puede atrapar aire incontrolado transportado en el mezclador por el emplasto. La US-P-5,250,578 para Cornwell describe una composición cementante celular de espuma útil para absorber sonido. Los componentes, inter alia yeso, agua, agente que forma espuma y agente que forma película, un agregado, opcionalmente fibras, y aire pueden combinarse en una lechada de preferencia por la introducción de espuma clásica dentro de la lechada. El aire puede introducirse también por agitación mecánica. La US-P-1 ,687,067 para Hinton describe un proceso continuo para elaborar material cementante celular, en donde una pulpa viscosa elevada (que contiene un reactivo de flotación espumoso o aceite de flotación) se agita en un reactor, en donde el aire se burbujea a partir del fondo del reactor y la pulpa cementante de espuma se agrega adecuadamente sobre el disco que sobre fluye a partir del reactor en un nivel casi equivalente. Las burbujas formadas de este modo serán "burbujas finas", debido al uso de un disco perforado rápidamente giratorio u otro medio colocado inmediatamente sobre la placa de distribución de aire. El aire, en este método, que es atrapado sería escasamente mezclado dentro de la lechada, especialmente para cemento de fraguado rápido. El mezclador como se describe no es adecuado para cementos de fraguado rápido debido a que permite tiempos de residencia prolongados debido a la proporción de la longitud a diámetro y la orientación vertical. No existe mención de los productos que podrían fabricarse utilizando tales procesos. La US-P-1,660,402 para Thompson describe un proceso para producir material cementante celular. En una primera etapa una lechada (por ejemplo, yeso y agua) se produce primero, en un mezclador de vórtice el cual no permite la adición del agente que forma espuma dentro del agua de medición. Esta lechada se introduce entonces dentro de una cámara de mezclado de aire, en donde las burbujas de aire se crean. El aire se agita dentro de la lechada sin control sobre la cantidad o forma de los huecos en la lechada. El agua coloidizada (por ejemplo, con saponina la cual es el único agente referido en el texto que podría funcionar como un agente que forma espuma) se introduce entonces, en donde este líquido actuará como un agente que forma espuma. Por lo tanto, este proceso se basa en la adición de la cola de espuma después que se han creado las burbujas de aire en la lechada, en donde la cola de espuma introducida agrega además agua a la cantidad inicial de agua, y sin control de la forma de las burbujas en la masa endurecida. El agente que forma espuma diluido se introduce dentro del segundo mezclador, en donde esta agua adicional tiene el mismo efecto como el agua agregada en la espuma pre-fabricada de los últimos diseños. La US-P-5,013,157 para Mills describe un proceso y un aparato para elaborar una lechada cementante aireada. Se mezclan los componentes cementantes secos en una mezcladora de tornillo sin fin; la mezcla se descarga sobre una tolva, en donde la tolva se conecta también a un dispositivo de alimentación de agua en su parte inferior mientras está libre en su parte superior. La lechada húmeda deja entrar entonces una bomba de tornillo sin fin adicional, la rotación de la cual crea succión de aire y consecuentemente la insuflación de aire dentro de la lechada húmeda (ya que la capacidad clasificada de la bomba es mayor que la velocidad a la cual la lechada húmeda se alimenta a la entrada de la mezcla). La lechada aireada se forma de este modo. La US-P-5,660,465 para Masón describe un proceso y aparato similar a aquel descrito en la US-P-5,013,157 anteriormente. En Masón, el agua se alimenta al mismo tiempo a la primera bomba de tornillo sin fin, de manera que la lechada sale de la primera bomba. La lechada se alimenta entonces de modo similar a partir de un tubo de descarga dentro de una tolva, en donde la tolva se conecta a una bomba de lechada de cavidad progresiva de desplazamiento positivo. Al ajustar la velocidad de rotación, la proporción de lechada al aire insuflado puede modificarse. En los documentos anteriores para Mills y Masón, siempre que se utilice una bomba para la insuflación de aire, ésta no resulta en resultados favorables ya que aquellas bombas mencionadas no son mezcladores y no se mezclan correctamente. En el mejor de los casos, las bombas pueden calificarse como máquinas de amasado, las cuales no pueden crear espumas. Ninguno de los documentos anteriores describe inyección de aire madurada dentro de un proceso industrial confiable, utilizado para la fabricación de un tablero de enlucido o un panel. Existe aún todavía una necesidad para proporcionar un aparato y proceso de mezclado adicional que permitiría el control de la estructura de burbujas con el objetivo de producir una lechada de espuma o celular de alta calidad. Ninguno de los documentos anteriores enseña o describe la presente invención.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN La ¡nvención proporciona de este modo: - Un proceso continuo para elaborar cemento celular fraguado, que comprende las etapas de: (i) mezclar material cementante, agua, agente que forma espuma y opcionalmente aditivos dentro de una lechada de flujo libre que tiene un asentamiento de al menos 100 mm; subsecuentemente (ii) inyectar y distribuir aire dentro de la lechada de la etapa (i) para formar una lechada celular; subsecuentemente (iii) vaciar la lechada celular de la etapa (ii), y finalmente (iv) permitir a la lechada celular fraguarse. - Un dispositivo de mezclado para fabricar una lechada de cemento celular, que comprende: (i) al menos un primer dispositivo de mezclado que comprende una entrada de cemento y una entrada de agua y un agente que forma espuma, el primer mezclador es un mezclador de esfuerzo cortante elevado operado bajo condiciones para preparar una lechada fluida; e (ii) al menos un segundo dispositivo de mezclado que comprende medios de inyección de aire, el segundo mezclador se opera bajo condiciones de esfuerzo cortante controladas. - Un dispositivo de mezclado para fabricar una lechada de cemento celular, que comprende: (i) al menos un primer dispositivo de mezclado que comprende una entrada de cemento y una entrada de agua, el primer mezclador es un mezclador de esfuerzo cortante elevado operado bajo condiciones para preparar una lechada fluida; (ii) al menos un primer dispositivo de mezclado adicional que comprende una primera entrada de lechada fluida y una entrada de agente que forma espuma; e (iii) al menos un segundo dispositivo de mezclado que comprende medios de inyección de aire, el segundo mezclador se opera bajo condiciones de esfuerzo cortante controladas. - Un aparato para fabricar un cuerpo de cemento espumado fraguado, que comprende (a) al menos un mezclador de acuerdo a la invención, (b) medios para vaciar una lechada celular y (c) medios para mover un paramento. Una modalidad preferida se basa en el uso de dos etapas de mezclado que se llevan a cabo de forma separada; la primera mezcla el material cementante, el agua y el espumante. La segunda etapa de mezclado o combinado se lleva a cabo para incorporar aire. Estas etapas de mezclado se llevan a cabo de preferencia en diferentes condiciones, la primera se hace bajo esfuerzo cortante elevado con el fin de crear una lechada homogénea mientras la segunda se hace bajo esfuerzo cortante controlado y trayectoria de flujo con el fin de crear una estructura de espuma deseada. Las condiciones de esfuerzo cortante controladas son aquellas condiciones las cuales el experto puede seleccionar dependiendo de la lechada, la velocidad de inyección de aire, y la estructura celular o vacío deseada final. Por ejemplo, dependiendo del asentamiento de la lechada, las condiciones de esfuerzo cortante controladas se encontrarán hacia el esfuerzo cortante bajo o hacia el esfuerzo cortante más elevado (pero aún sustancialmente más abajo que las condiciones de esfuerzo cortante elevadas del primer mezclador) si se están buscando burbujas grandes en lugar de finas. El tipo de segundo mezclador de la mezcladora tendrá también influencia, así como el tipo de cola espumosa, aditivos, etc. El experto reconocerá las pruebas rutinarias de cómo determinar y aplicar las condiciones de esfuerzo cortante controladas con el fin de obtener la estructura vacía deseada. La idea básica de la modalidad preferida es utilizar la lechada como el líquido utilizado para crear una lechada espumada. La espuma ocurre entonces esencialmente sin la adición de agua la cual necesariamente se origina con espuma prefabricada ya que sólo se agrega aire en una segunda etapa. Esto no excluye la adición opcional de aditivos líquidos, la cual preferiblemente no excedería dos por ciento en peso de la lechada total. Esto n? excluye tampoco la utilización de espuma prefabricada en la primera etapa. Esto no excluye tampoco la adición en etapas de los componentes, en donde el yeso, el agua y opcionalmente los aditivos se agregarían en el primer mezclador, mientras el agente que forma espuma se agregaría en aproximadamente la salida del primer, mezclador, antes de la alimentación al segundo mezclador proporcionando la combinación de aire. Al aplicar la modalidad preferida, la dimensión y la distribución de las burbujas de espuma pueden controlarse por condiciones de combinación y trayectoria de flujo. El resultado es un cuerpo espumado, el cual pueda optimizarse para formar ya sea un cuerpo más fuerte o más ligero o para utilizar menos agentes de espuma y menos agua que el proceso existente para producir tableros de peso normal. El proceso de la modalidad permite una optimización de lechada cementante de calidad elevada en la primera etapa, y una lechada espumada con un tamaño y una distribución de burbuja controlada (incluso bimodal). Podría crearse una distribución bimodal al separar la descarga a partir de la mezcladora de emplasto en dos diferentes mezcladoras de aire. Las diferentes corrientes podrían volverse a combinar suavemente en una distribución bimodal real. Los mezcladores de esfuerzo cortante elevados deben tener de preferencia un espacio interno relativamente pequeño con un tiempo de residencia bajo, y el esfuerzo cortante elevado evita la obstrucción en el mezclador. El mezclador de esfuerzo cortante controlado con el emplasto debe también de preferencia cumplir ciertos criterios con el fin de evitar la obstrucción o descamación en el mezclador. Una característica preferida es el diseño de una cavidad interna la cual evitará la recirculación de la lechada antes de la descarga. Otras características conocidas en la técnica pueden también aplicarse (manteniendo la entrada abierta con el material que se mueve a la descarga; revestimientos espaciales y/o paredes flexibles; calentando partes en donde ocurren los aglutinantes de fase, etc.). De preferencia, el segundo mezclador generará más bien una distribución de tiempo de residencia definido. Otro elemento de la presente modalidad es el control del aire incorporado en la lechada asegurando el vació de aire neto incorporado en la lechada, ya que todo el aire introducido en la lechada en el segundo mezclador se incorporará en el producto cementante final. El proceso de la invención proporciona también tableros de enlucido y paneles con propiedades mejoradas.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La invención se describe con referencia a los siguientes dibujos. - la figura 1 es una representación esquemática de la invención; 1: medición de componentes secos; 2: medición de. componentes líquidos; 3: mezclador de múltiples etapas; 4: Dispositivo de Moldeado; 5: Mezclador primario; 6: Mezcladora Secundaria; 6a: dispositivo de dispersión o función de Mezcladora Secundaria; 7: Medición de aire. - la figura 2 representa una primera modalidad de un mezclador de esfuerzo cortante elevado de la ¡nvención; - la figura 3 representa una segunda modalidad de un mezclador de esfuerzo cortante elevado de la invención; - las figuras 4, 4a y 4b representan una modalidad de un mezclador de esfuerzo cortante controlado de la invención; - la figura 5, representa una segunda modalidad de un mezclador de esfuerzo cortante controlado de la invención; - las figuras 6 y 6a representan una tercera modalidad de un mezclador de esfuerzo cortante controlado de la invención; - la figura 7 representa una cuarta modalidad de un mezclador de esfuerzo cortante controlado de la invención; - la figura 8 representa una cuarta modalidad de un mezclador de esfuerzo cortante controlado de la invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA LA INVENCIÓN La invención se describe en más detalles posteriormente, en donde las modalidades no se dan de ningún modo para limitar la práctica de esta invención. Con referencia a la figura 1, el proceso de la modalidad descrita comprende medios 1 de medición de componentes secos y medios 2 de medición de componentes líquidos, un mezclador 3 de etapas múltiples, y un dispositivo 4 de moldeado, el dispositivo de moldeado es uno clásico. El mezclador 3 de etapas múltiples comprende un mezclador 5 primario, que es de preferencia un mezclador de esfuerzo cortante elevado, y un mezclador 6 secundario, que es de preferencia un mezclador de esfuerzo cortante controlado. El agente de espumado se mide en el primer mezclador junto con los otros diversos componentes (secos y líquidos). Se proporcionan medios 7 de medición de aire en el mezclador 6 secundario. Este medio 7 de medición de aire suministrará la cantidad requerida de aire necesaria para producir la lechada celular. La lechada celular, se suministra entonces a un dispositivo 4 de moldeado clásico, opcionalmente por un dispositivo 6a de dispersión. La Figura 2 es una representación esquemática de una modalidad del primer mezclador primario utilizado en la ¡nvención. Se describe un mezclador similar en DE-A-3,138,808, incorporado en la presente para referencia. El mezclador 5 comprende medios 8 de medición secos y líquidos, alimentándose dentro de un dispositivo. El dispositivo utiliza un sobre flujo de líquido dentro de un embudo 12. Los materiales secos (si los hay material cementante y aditivos secos) se miden y combinan dentro de un dispositivo de alimentación el cual se descarga dentro del embudo 12. Se miden los aditivos líquidos dentro de la fase líquida a través de la tubería 13a. La tubería se dirige tangencialmente dentro del recipiente 13 que permite hacer girar el líquido el cual, fluye entonces uniformemente sobre el borde del embudo 12. Un raspador 9 se coloca en el embudo 12. El raspador 9 y el tornillo sin fin 10 abierta se impulsan por un motor asegurando que ningún material seco se pega a las paredes. La tubería 15 se alimentará entonces un mezclador 5a de esfuerzo cortante giratorio. Puede utilizarse cualquier tipo de mezclador de esfuerzo cortante elevado conocido. Son ejemplos un mezclador de perno, gorator®, mezclador de rotor/inductor y un mezclador de disco. Un mezclador preferido es un mezclador de disco inclinado. La disposición inclinada con la descarga 19 en el punto más elevado evita la captura de aire ambiental dentro de la lechada. La tubería 15 se conecta al mezclador a través de la entrada 16. Un disco 17 de propulsión mecánica gira a velocidad elevada en el alojamiento 18. El disco se asienta excéntricamente en la caja, tocando la pared en la ubicación de descarga con el fin de evitar que la alimentación tome un "atajo" a la descarga sin pasar a través del mezclador o eventualmente resida en el mezclador. La lechada cementante entonces sale del mezclador 5a a través de la salida 19 de descarga. Puede lograrse el control al actuar en la magnitud de flujo líquido en una tubería 13a y/o en la magnitud de flujo del material cementante mediante tornillos sin fin 10 y 11. La dimensión típica para una magnitud de flujo de 20 m3/h es un diámetro del disco de aproximadamente 80 cm. La Figura 3 es una representación esquemática de una variante de la modalidad de la figura 2. En la figura 3, se reconocerá el embudo 12, el recipiente 13, y la tubería 13a asociada, el tornillo sin fin 11 de alimentación, el tornillo sin fin 10 y la tubería 15. En esta modalidad, el dispositivo 9 de raspador-tornillo sin fin se monta para girar en el embudo 12. Su fuerza de conducción se suministra a 9 por un motor (M1). Un eje 20 adicional girará dentro del raspador 9 y el tornillo sin fin 10, en donde un motor extra, M2, conducirá tal eje 20. El eje 20 se extenderá aún más corriente abajo con respecto al tornillo sin fin 10. El eje 20 se equipa en su fondo con una turbina 21. Tal turbina puede ser cualquier turbina conocida en la técnica, tal como una turbina impulsora, un disco de velocidad elevada dentado, etc. Tal turbina 21 gira a velocidad elevada, por lo que se crea un esfuerzo cortante elevado en el medio. La lechada cementante se descargará entonces a través de la tubería 22, la cual puede equiparse opcionalmente con una válvula 23 de control de flujo. Puede proporcionarse también un sensor 24 para detectar el nivel de mezcla en el espacio 14 o en cualquier otra ubicación a lo largo de la tubería 15 (tal sensor podría proporcionarse también en la modalidad de la figura 2). Tal sensor permite un mejor control, en donde el sensor 24 puede controlar la válvula 23 de control y/o la magnitud de flujo líquido en la tubería 13a y/o la magnitud de flujo del material cementante por los tornillos sin fin 10 y 11. Las dimensiones típicas son de un diámetro de aproximadamente 20 cm y una longitud de la zona de mezclado de una vez a dos veces el diámetro. La lechada cementante que sale de los mezcladores de esfuerzo cortante elevado, tales como aquellos incorporados en las figuras 2 y 3, pero sin limitarse a estos, se envían entonces a un mezclador de esfuerzo cortante controlado en donde la lechada cementante se combina con aire de manera que crea una lechada cementante celular. Pueden utilizarse muchos mezcladores de esfuerzo cortante controlado para este fin. Una mezcladora puede comprender una placa fritada porosa hecha de vidrio, metal, materiales sintéticos o cerámicos. Tal placa fritada porosa puede tener tamaños de poro en el orden de diez mieras, para un espesor de aproximadamente unos pocos milímetros. Los dispositivos de inyección de aire como se describe en la DE-A-2,117,000 y US-P-6,376,558 son apropiados. Notablemente, un agitador en un alojamiento en donde parte de la pared comprende un vidrio fritado poroso es adecuado. Muchos agitadores (tornillo sin fin, agitador de alambre, etc.) son apropiados. Alternativamente, el aire puede inyectarse utilizando una pata de inmersión o cualquier otro dispositivo de inyección de aire adecuado. El aire puede introducirse también por una multitud de orificios, o a través de tamices, o de preferencia a través de boquillas que inyectan el aire. La Figura 4 describe un primer ejemplo de una mezcladora secundaria. Éste consiste principalmente de un tubo 30 horizontal con un eje 31 agitador giratorio a lo largo de su eje largo. El agitador se conduce por un conductor 32 variable. La orientación de la alimentación de la lechada primaria no es un elemento esencial. Sin embargo, una modalidad preferida está tangencialmente desde la parte superior del tubo horizontal. Diferentes emplazamientos del orificio 33 alimentador son posibles con el fin de adaptar el tiempo de residencia promedio de la lechada en el segundo mezclador. Para el mismo propósito un disco 34 de separación puede modificar el volumen activo del tubo de acuerdo a los requerimientos de la lechada. El agitador puede ser del "tipo de jaula para ardilla" 30a, como se muestra en la figura 4a. Como se muestra en la figura 4b, el agitador puede comprender otros medios para agitación, por ejemplo, alambres 30b de tendido y/o resortes 30c similares a tornillo sin fin. La lechada aireada sale de la mezcladora a través de una salida 35 opuesta al extremo de recepción. La orientación de la salida 35 está de preferencia en el lado superior con el fin de mantener a la mezcladora llena. El aire puede inyectarse por medio de cuerpos 36 fritado dispuestos a lo largo del lado inferior del tubo. El aire está bajo presión y se mide por válvulas 37 y medidores 38 de flujo. Una variante, no mostrada aquí, está con la caja que es de forma cónica con el diámetro más grande en el extremo de descarga. En esta caja el lado inferior de la caja podría ser horizontal de manera que el eje agitador se dirige hacia arriba de la descarga. La Figura 5 describe un tipo diferente de mezcladora secundaria. Éste consiste principalmente de un recipiente 40 de mezclado cilindrico vertical, un fondo con una lechada alimentada, la cual puede ser central, como se muestra en 41, o los elementos 42 laterales y fritado para la inyección de aire. Un agitador con (opcionalmente) un impulsor 44 variable y los elementos 45 de agitación crea el producto espumado. Una válvula 46 y un medidor 47 de flujo controlan el flujo de aire. La descarga está en la parte superior, de la lechada que sale como un sobre flujo. Es opcional una entrada 49 para aditivos líquidos medidos. La mezcladora secundaria desplegada en la figura 6 es una mezcladora vertical también. El aire se introduce por medio de una o varias boquillas 50 las cuales pueden montarse para inyectar aire tangencialmente alrededor de la circunferencia de la mezcladora. La alimentación de la lechada 51 primaria es tangencial con respecto al extremo inferior del recipiente de mezclado. La alimentación de la lechada y el aire convergen en una boquilla inyectora para crear una pre-mezcla. La salida 52 está en la parte superior, como en la figura previa. El agitador 53 se equipa con una multitud de, preferencia, alambres 54 elásticos hechos de metal o plástico. Una entrada 55 para aditivos líquidos medidos es opcional. La Figura 6a es una vista superior de esta modalidad. En una variante de las mezcladoras de las figura 5 y 6, no mostrada aquí, el recipiente de la mezcladora está cerca del extremo superior, pero deja un cierto espacio sobre la salida. En el lado superior de la cubierta está un sensor de nivel que captura el nivel de la lechada y una tubería, equipado con un manómetro, una válvula de control de presión y un medidor de flujo. La válvula de control de presión se guía por el sensor de nivel de tal modo que el nivel de la lechada permanece constante con respecto a la descarga. El manómetro permite monitorear que se construya una resistencia tanto en el sistema de descarga/distribución. El medidor de flujo en colaboración con el medidor 47 de flujo permite m.onitorear la fracción de aire atrapado. Éste permitiría también la descarga de sobre flujo para* operar contra una resistencia, por ejemplo, un dispositivo de distribución. La Figura 7 describe una modalidad de la invención, la cual combina la etapa de inyectar aire y la dispersión de la lechada espumada en un material para revestimientos. La lechada cementante se descarga desde el mezclador de esfuerzo cortante elevado a través de una tubería 60 de descarga (la cual puede conectarse a los dispositivos incorporados en las figuras 2 y 3 o cualquier otro mezclador primario adecuado. Como se conoce en la técnica, la lechada cementante no espumada se dispersará sin alteración en contraste con la lechada espumada la cual puede segregarse cuando las burbujas grandes se presentan o pueden fusionarse sobre la longitud del desplazamiento. Por lo tanto, en la modalidad presente, la lechada cementante se dispersa sobre una placa 61. La lechada cementante fluirá entonces a partir de la placa 61 dentro de una mezcladora 62 horizontal en algún aspecto similar en su concepto a uno diseñado en la figura 4, pero que opera en flujo transversal en lugar de a lo largo de su eje. Esta mezcladora 62 la cual actúa como una agitación y un dispositivo de inyección de aire, el cual comprende un contenedor rectangular con paredes posteriores 63 y frontales 67 verticales y un fondo semi-redondo. La parte ¡nferior de la parte redondeada, referenciada 64 comprende elementos 65 fritado poroso que pueden extenderse sobre aproximadamente el 10 a 50% de la circunferencia. El aire se inyecta a través de tales elementos fritados dentro de la lechada cementante para formar la lechada celular. Un agitador 66 giratorio, adaptado en la parte redondeada, asegurará la mezcla de aire con la lechada. El agitador es de preferencia, pero no se limita al tipo dibujado en las figuras 4a o 4b. Se descarga tal lechada aireada a través del ancho del dispositivo, no necesita dispersarse de nuevo sobre el ancho del material para revestimientos. De este modo, en contraste con la técnica existente en donde la lechada espumada se vierte en ubicaciones discretas, un gradiente de tamaño de burbuja puede evitarse por un flujo continuo y consistente de lechada aireada sobre el paramento. La lechada aireada saldrá de la mezcladora fluyendo sobre la pared 67 y luego estará en contacto con el material 68 para revestimientos. De preferencia una pared 69 de separación se coloca sustancialmente en la porción central del mezclador y cerca del agitador, con el fin de limpiar el agitador si es necesario y para asegurar que sólo se deposite el material aireado en el material para revestimientos. La mezcladora gira en sentido en contra de las manecillas del reloj que operan como una bomba para mover la lechada aireada en el paramento. Las dimensiones típicas para una magnitud de flujo de 20 m3/h de la lechada primaria son de un diámetro de la parte redondeada de aproximadamente 250 mm y un ancho de aproximadamente 1200 mm.
La Figura 8 describe una variante adicional del segundo mezclador utilizado en la ¡nvención, utilizado en el desarrollo de un aparato de laboratorio. Éste comprende un barril 70, con una te 71 en su fondo para recibir la lechada (la cual puede fabricarse de acuerdo a cualquier proceso de esfuerzo cortante elevado) a través de la tubería 72 y el aire a través de la tubería 73. El aire y la lechada se mezclan a algún grado en el té, y luego la mezcla penetra dentro del barril 70. El barril 70 se equipa con un eje giratorio con cuchillas 74a, 74b agitadoras, etc., por ejemplo, 8 cuchillas por etapa, en donde el eje comprendería por ejemplo, 4 etapas, con la etapa ¡nferior que está cerca de la entrada dentro del barril 70. El barril 70 mostrará una descarga 75 superior inclinada. Por ejemplo, el barril podría ser de aproximadamente 90 mm de diámetro interno, con cuchillas de aproximadamente 40 mm de radio y 1 mm de espesor. El barril sería de aproximadamente 210 mm de alto hasta la parte más baja de la parte 75 inclinada de descarga, y las cuchillas estarán a lo largo del eje separadas por aproximadamente 60 mm cada una. La entrada de la te dentro del barril tiene un diámetro de aproximadamente 15 mm. El uso de una boquilla para inyectar aire es benéfico para algunas modalidades de la ¡nvención. La expansión de aire en la lechada después de la inyección, especialmente por la boquilla, es en algunos aspectos benéfica para la distribución de aire. También, la boquilla hace del diseño más simple y estaría menos propenso a desprenderse con el yeso fraguado y más tolerante a las fibras, siempre y cuando se utilicen. El mezclador de esfuerzo cortante elevado utilizado en la invención es normalmente uno en donde la velocidad periférica es generalmente al menos 400 m/minuto, de preferencia desde 500 a 700 m/minuto y un tiempo de residencia promedio de 1 a 10 segundos con el fin de crear una lechada homogénea y libre de grumos. La mezcladora secundaria se caracteriza generalmente por la capacidad para distribuir el aire apropiadamente a través de la lechada (esta mezcladora o mezclador no puede generalmente caracterizarse por esfuerzo cortante o velocidad sola). Las condiciones operativas dependen del diseño básico del mezclador, medios para introducir aire, la viscosidad de la lechada, el tiempo de residencia promedio y la distribución de tamaño de burbuja de aire deseada. El experto sabría cómo adaptar las dimensiones y las velocidades de rotación por pruebas rutinarias, de manera que las condiciones operativas finales asegurarán una buena combinación de burbujas dentro de la lechada. Si el aire se introduce ya en burbujas finamente divididas, un mezclado suave para homogenizar la mezcla es generalmente suficiente. En el caso en donde el aire se introduce en burbujas más grandes o como una corriente continua el mezclador debe ser capaz de rebajar el tamaño de burbujas, si se requiere. En un mezclador de tubo horizontal del tipo mostrado en la figura 4 o un mezclador vertical como se muestra en las figuras 5 y 6, que tiene un agitador de tipo batidor, el modo de operación puede describirse por la velocidad de los alambres y el producto de muestra de tiempo de residencia promedio mide el alambre. Los valores se determinan entonces después de la prueba rutinaria. La invención proporciona también un proceso para fabricar paneles de yeso que tienen capas y/o bordes de densidades más elevadas que la base. Se sabe que se producen bordes duros al aplicar flujos específicos de lechada de yeso al momento que la lechada se vacía sobre la banda movible. En las modalidades de la invención, parte de la lechada producida por el mezclador de esfuerzo cortante elevado, el cual no se espuma o produce espuma en un grado más bien bajo, se desvía y utiliza como el flujo para los bordes duros. De modo similar, la parte de la lechada producida por el mezclador de esfuerzo cortante elevado puede utilizarse para producir las capas densas las cuales se presentan entre la base espumada y el paramento. En ese aspecto, uno puede volver a las Patentes Norteamericanas 5,085,929 y 5,116,671 para Bruce, por lo que se incorpora para referencia. Está también dentro del ámbito de la invención el utilizar una pequeña cantidad de espuma pre-fabricada en el primer mezclador, por ejemplo, tiene bordes de densidad dados (por ejemplo, si la lechada no espumada resultaría en un borde muy duro). La cantidad de espuma pre-fabricada introducida dependerá de las propiedades finales deseadas. La distribución amplia de burbujas puede lograrse también por más de un mezclador de aire con cada uno, que forma una parte de la distribución. Aquellas distribuciones se vuelven a combinar entonces para formar la distribución deseada. La lechada cementante celular resultante comprende burbujas de varios tamaños. Presentes modalidades de la presente invención permiten un compromiso para reconciliar el tamaño de las burbujas y su tendencia para segregarse en una lechada densa. Puede ser posible obtener una distribución bimodal del tamaño de burbujas en el mezclador secundario. Se contempla, a pesar de no preferirse, inyectar un volumen pequeño de espuma en el primer mezclador de esfuerzo cortante elevado con el fin de crear una lechada aligerada por burbujas muy pequeñas. En tal caso, la inyección de aire directa en el segundo mezclador se configuraría para crear burbujas más grandes y por lo tanto una distribución bimodal del equilibrio deseado. El material cementante puede ser cualquier material que se fraguaría con agua. De preferencia el material cementante es emplasto, es decir, sulfato de calcio hidratable (anhidrita o a- o ß-hemi-hidrato). Éste puede ser cualquier aglutinante hidráulico conocido. El material cementante es generalmente un polvo molido fino con un tamaño de partícula mediano en el intervalo de 5 a 100 µm. Modalidades específicas de la invención se diseñan particularmente para cemento fraguado rápidamente, que tiene un tiempo de fraguado menor de 30 minutos, de preferencia menos de 20 minutos, más preferiblemente menos de 10 minutos.
El material puede comprender también agregados y/o rellenos. Los agregados son partículas inertes con un tamaño mediano esencialmente más elevado que el cemento. Los rellenos son polvos inertes con un tamaño mediano esencialmente más bajo que el cemento. Ejemplos de rellenos son sílice ahumada, ceniza volante, escoria de alto horno, micro-sílice y cal fina. Ejemplos de probables agregados son vermiculita de peso ligero, perlita, micro-esferas y esquisto expandido, mientras que los agregados pesados serían sílice o arena caliza. El agente que produce espuma que puede utilizarse puede ser, pero no se limita a cualquiera que se utiliza en la técnica del tablero de enlucido, por ejemplo, un sulfato de aquiléster y/o sulfato de alquilo. Pueden encontrarse ejemplos en las siguientes publicaciones, las cuales se incorporan para referencia. US-P-4676835, US-P-5158612, US-P-5240639, US-P-5085929, US-P-5643510, WO-A-9516515, WO-A-9723337, WO-A-0270427 y WO-A-0224595. La cantidad de espumador utilizada es clásica y puede ser desde 0.01 a 1 g/I de la lechada (expresada en el material activo sobre el contenido sólido de la lechada). En una modalidad, la lechada y el material cementante fraguado resultante comprenderán fibras. La cantidad de fibras es normalmente desde 0.05 a 5% en volumen, con base en el volumen de la lechada primaria. Éstas son normalmente de 3 a 20 mm de largo y tienen normalmente un diámetro de 10 a 20 µm. Son adecuadas las fibras de vidrio o fibras sintéticas de módulo elevado. En otras modalidades, la invención se practica en la ausencia de las fibras. En la ausencia de fibras significa que la cantidad es menor de 0.01% en peso, de preferencia menos de 0.001% (sólo impurezas no pretendidas) y normalmente ninguna fibra se presentará del todo. Una fibra es cualquier fibra normalmente utilizada en la técnica. Se puede referir a la US-P-6,443,258, la cual se incorpora para referencia en la presente. "En la ausencia de fibras" no excluye la presencia de material celulósico, especialmente aquel originado a partir del material reclamado, como se utiliza normalmente en el presente campo. El material cementante fraguado resultante puede tener un volumen de vació que puede variar dentro de límites amplios. El espacio vacío de un material cementante endurecido consiste de dos clases: los vacíos dejados por agua evaporada y las burbujas creadas por aire. Generalmente, el volumen de los vacíos de agua depende sólo de la relación de agua/emplasto, mientras que el proceso de aireación puede controlar el volumen de burbujas de aire. Para un emplasto, los vacíos de agua varían desde aproximadamente 40 a aproximadamente 65% en volumen o relación W/P de 0.45 a 1.05 respectivamente. El volumen de burbujas de aire para una relación W/P dada, es decir, 0.65 varía desde aproximadamente 25% en volumen a aproximadamente 83% en volumen para densidades desde 900 a 200 kg/m3, respectivamente. De este modo, por ejemplo, para una densidad dada de 400 kg/m3 y una relación W/P de 0.65, se encontró un vacío de agua de aproximadamente 17.5% en volumen y un volumen de burbujas de aproximadamente 65.5% en volumen, resultando en un volumen de poro total de aproximadamente 83% en volumen. Por lo tanto, el % en volumen total en la composición de fraguado puede variar entre límites amplios; puede variar desde 47 a 95% en volumen en una modalidad mientras en otra modalidad varía desde 53 a 75% en volumen. Los materiales de paramento son aquellos que se utilizan en la técnica en una manera convencional. En una modalidad, el paramento es papel. En otra modalidad, el material de paramento es un fieltro de fibra no tejida, de preferencia un fieltro de fibra de vidrio o un fieltro de fibra formado de otras fibras (por ejemplo, fibras sintéticas o una mezcla de fibras celulósicas y fibras sintéticas). El uso de paramentos compuestos con dos o más capas de diferentes composiciones y fibras de orientación se abarca también. La lechada cementante puede penetrar parcialmente en el paramento, totalmente o el paramento puede aún incrustarse en la base cementante. El tablero resultante puede ser un tablero denso o un tablero de peso ligero, con densidades de base desde 200 a 1100 kg/m3. Se debe entender que cualquier aditivo clásicamente utilizado en la técnica podría utilizarse en el presente proceso. Los aditivos son aquellos que influencian el comportamiento de la lechada como retardadores/aceleradores pero no se limitan a estos y aditivos que influencian el comportamiento del producto final como repelentes al agua y biocidas, pero sin limitarse a estos. El intervalo de aditivos es muy amplio como se apreciará por el experto. Pueden agregarse resinas para el mejoramiento de las propiedades mecánicas y/o estéticas, conocidas en la técnica. Son ejemplos de resinas benéficas solas o en combinaciones: poliacrílica, poliestireno, cloruro de polivinilo, poliolefina, poliuretano, polialcohol celulósico, poliamida, poliéster, poliéter, polifenólico, polisulfuro, polisulfona, silicona, fluoropolímero. Estos tipos de resinas pueden combinarse en copolímeros u otras combinaciones, por ejemplo, como copolímeros de estireno-butadieno. Ejemplos de parejas de retardador/acelerador son retardador/BMA de emplasto, poliacrilato de sodio/sulfato de aluminio y fosfonato de sodio/sulfato de zinc convencionales. Puede utilizarse también un agente de estabilización de burbujas. Puede utilizarse también un modificador de viscosidad soluble en agua. Son ejemplos de polímeros (celulósicos, de polialcohol, poliuretano, poliéster, poliéter, poliacrílico, co- y terpolímeros de los mismos), arcilla (modificada/natural), sílice ahumada, aditivos modificados hidrofóbicamente o de superficie modificada. En la producción de tablero de enlucido convencional, la lechada que sale del mezclador tiene la tendencia de compararse mucho con las muestras discretas de laboratorio de la misma relación de agua/emplasto. Este fenómeno tiene que hacerse con la aceleración de fraguado forzada y el hecho de que un mezclador de tablero de enlucido continuo convencional pueda retener partes de la lechada mucho más tiempo que el tiempo de residencia promedio. De este modo, se conoce bien en la técnica la combinación de retardadores y aceleradores o con el fin de aplazar el primer endurecimiento tanto como sea posible al momento del moldeado. El proceso de mezclado de dos etapas de las modalidades de la invención permite mejorar el efecto deseado al separar el tiempo y la ubicación de fa adición de los dos aditivos, en donde el retardador se agregaría en la primera etapa y el acelerador en la segunda etapa. Además, se ha encontrado que la adición dentro del primer mezclador de un producto que bloquea más o menos completamente la rehidratación combinada con la adición dentro del segundo mezclador de un producto el cual neutraliza el agente de bloqueo, es favorable para el proceso. Tal pareja de aditivos es poliacrilato de sodio (por ejemplo, de un peso molecular de aproximadamente 2000) como el agente de bloqueo y una sal de aluminio como por ejemplo, sulfato de aluminio como el neutralizante. Para los propósitos de la presente descripción, el agente de bloqueo/desbloqueo (neutralizante) se considerará como el retardador/acelerador. El acelerador se agrega normalmente justo en la entrada del segundo mezclador. Una modalidad comprende las etapas de preparar primero una lechada de emplasto y agua (opcionalmente con aditivos) pero sin un agente que forma espuma. La cola de espuma se agrega entonces después que se prepara la lechada; normalmente la cola de espuma se inyectaría justo a la entrada del segundo mezclador (es decir, al mismo tiempo que se agrega el acelerador al segundo mezclador). Al no agregar la cola de espuma inicialmente puede también reducirse el aire que entra en el primer mezclador, si lo hay. En otra modalidad preferida, se agrega la cola de espuma junto con el acelerador. Esto proporciona beneficios adicionales, ya que parece mejorarse la eficiencia del acelerador. También, el tiempo de vertido de las lechadas con la cola de espuma en el agua de medición es inferior que con la cola de espuma agregada junto con el acelerador. La modalidad con la cola de espuma agregada después del primer mezclador es especialmente útil para aplicaciones a líneas de paneles de yeso estándares, en donde el mezclador de esfuerzo cortante elevado (normalmente un mezclador de perno) servirá como el primer mezclador de la invención, sin ningún riesgo sustancial de entrada de aire. La matriz obtenida en esta modalidad se supone que es más fuerte. Cantidades ejemplares de aditivos son 0, 1 a 5 por ciento en peso. Para la medición del asentamiento, se utilizará el anillo de Schmidt. Se aplica la norma NF B 12-401 o ISO DIN 3050 (anillo de Schmidt: diámetro interno 60 mm, altura 50 mm). Después de rociar el emplasto con agua durante 15 segundos y dejarlo enjuagar por 30 segundos, la mezcla se agita durante 30 segundos antes de llenar el anillo de Schmidt. El anillo se remueve en 1 minuto 15 segundos y el diámetro de la lechada dispersa se mide.
EJEMPLOS Se prepararon muestras para comparación en la resistencia a la flexión en la siguiente composición: El método utilizado para fabricar formulaciones convencionales en el laboratorio es como sigue. Se pesan los componentes secos juntos, excepto la potasa y la combinación seca. Se mezcla el agente que forma espuma en 30% del agua medida y se espuma durante 60 segundos en un mezclador Waring®. Se pesan 70% del agua, el plastificante, el retardador y la potasa, se mezclan juntos y se mantienen aparte de la espuma. Se colocan componentes secos en una mezcladora orbital giratoria Hobart® en un interior con un acoplamiento de mezclado de amasadora de alambre. Se vierten el agua y los aditivos en los materiales secos y se agitan durante 5 segundos a velocidad 2. El mezclador se detiene y la velocidad se cambia a velocidad 3. La espuma pre-fabricada se agrega al ¡nterior de mezclado y se mezcla a velocidad 3 durante 5 segundos. El mezclador se detiene y la lechada se vierte en una envoltura de cartón de panel de yeso. El cartón se sostiene por paredes verticales separadas en el espesor diseñado de 12.5 mm. La muestra se remueve a partir del soporte y se arregla a un tamaño en el fraguado final. Luego, éste se seca a una temperatura inicial elevada y una temperatura final baja a condiciones de flujo de aire elevado hasta secarse. La muestra se condiciona a 40°C durante 24 horas. Luego, se pesa y se divide en tres pruebas de flexión de punto. El método de inyección de aire directo de las modalidades de la invención es el siguiente. Se pesan los componentes secos juntos excepto la potasa, si la hay, y se mezclan en seco. Se pesa el agua, el plastificante, el retardador, el agente que forma espuma y la potasa, si la hay, y se mezclan juntos. Se agrega lo seco a la humedad. Se mezclan los componentes con un mezclador de esfuerzo cortante elevado que es un mezclador kitchen que simula el mezclador en la figura 3 durante 30 segundos como una consistencia fluida de 220 mm en pocos segundos. Se bombea la lechada en el mezclador de aire de la figura 5 a una velocidad de 1001/hora y se inyecta aire a través de un fondo fritado, a una velocidad de 10001/hora y se atrapa la descarga. El moldeado, secado y procedimiento de prueba es el mismo entonces como el anterior. Las muestras resultantes tuvieron las siguientes propiedades:

Claims (15)

  1. REIVINDICACIONES 1. Un proceso continuo para fabricar cemento celular fraguado, caracterizado porque comprende las etapas de: (i) mezclar material cementante, agua, agente que forma espuma y opcionalmente aditivos dentro de una lechada de flujo libre que tiene un asentamiento de al menos 100 mm; subsecuentemente (ii) inyectar y distribuir aire dentro de la lechada de la etapa (i) para formar una lechada celular; subsecuentemente (iii) vaciar la lechada celular de la etapa (ii); y finalmente (iv) permitir fraguarse la lechada celular.
  2. 2. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la etapa (i) se realiza en la ausencia de fibra.
  3. 3. El proceso de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque la etapa (i) se realiza en la presencia de fibras.
  4. 4. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque la etapa (i) se realiza bajo condiciones de mezclado de esfuerzo cortante elevado.
  5. 5. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la etapa (ii) se realiza bajo condiciones de mezclado de esfuerzo cortante controlado.
  6. 6. El proceso de conformidad con la reivindicación 5, caracterizado porque la etapa (ii) se realiza bajo condiciones de mezclado de esfuerzo cortante bajo.
  7. 7. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la etapa (i) se lleva a cabo en la ausencia de una espuma pre-fabricada agregada.
  8. 8. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la etapa (i) se lleva a cabo en la presencia de una espuma pre-fabricada agregada.
  9. 9. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque el asentamiento de la lechada obtenida en la etapa (i), es al menos 150 mm.
  10. 10. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque el asentamiento de la lechada obtenida en la etapa (i), es desde 200 a 250 mm.
  11. 11. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizado porque, en el producto fraguado final, el volumen de poro creado por los vacíos de agua varía desde 20 a 65% en volumen y el volumen celular creado por el aire inyectado varían desde 3 a 50% en volumen.
  12. 12. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque en el producto fraguado final, los intervalos de volumen de poro total está entre 47 y 95%o en volumen.
  13. 13. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, caracterizado porque en el producto fraguado final, el volumen de poro total varía desde 53 a 75% en volumen.
  14. 14. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque la relación de agua a cemento está comprendida desde 0.25 a 1.1, de preferencia desde 0.45 a 0.85. 15. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 14, caracterizado porque el cemento es sulfato a-hemi-hidrato de calcio, sulfato ß-hemi-hidrato de calcio o una mezcla de los mismos. 16. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque el cemento comprende además al menos un agregado y/o al menos un relleno. 17. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado porque comprende agregar un retardador y un acelerador para el fraguado del cemento en la etapa (i). 18. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado porque la etapa (i) comprende además la etapa de retardar el fraguado de cemento mientras la etapa (ii) comprende además la etapa de acelerar el fraguado de cemento. 19. El proceso de conformidad con la reivindicación 17 ó 18, caracterizado porque el cemento es un emplasto y el retardo del fraguado del emplasto se obtiene al agregar un retardador de emplasto convencional antes de o al mismo tiempo con la etapa (i) y acelerar el fraguado del emplasto se obtiene agregando BMA antes de o al mismo tiempo con la etapa (ii). 20. El proceso de conformidad con la reivindicación 17 ó 18, caracterizado porque el cemento es un emplasto y el retardo del fraguado del emplasto se obtiene agregando poliacrilato de sodio antes de o al mismo tiempo con la etapa (i) y el aceleramiento del fraguado del emplasto se obtiene agregando sulfato de aluminio antes de o al mismo tiempo con la etapa (ii). 21. El proceso de conformidad con la reivindicación 17 ó 18, caracterizado porque el cemento es un emplasto y el retardo del fraguado del emplasto se obtiene agregando fosfonato de sodio antes de o al mismo tiempo con la etapa (i) y el aceleramiento del fraguado de cemento se obtiene al agregar sulfato de zinc antes de o al mismo tiempo con la etapa (ii). 22. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 21, caracterizado porque la etapa (i) y/o la etapa (ii) comprenden además la etapa de agregar una resina que mejora la resistencia dentro de la lechada. 23. El proceso de conformidad con la reivindicación 22, caracterizado porque la resina que mejora la resistencia es un copolímero de estireno-butadieno. 24. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 23, caracterizado porque la etapa (i) y/o la etapa (ii) comprende además la etapa de agregar un agente que estabiliza burbujas dentro de la lechada. 25. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 24, caracterizado porque la etapa (i) y/o la etapa (ii) comprende además la etapa de agregar un modificador 5 de viscosidad soluble en agua dentro de la lechada. 26. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 25, caracterizado porque la etapa (i) comprende dos sub-etapas (a) y (b), en donde la sub-etapa (a) comprende la etapa de mezclar material cementante, agua y 10 opcionalmente aditivos y la sub-etapa (b) comprende la tapa de agregar el agente que forma espuma a la lechada de la sub-etapa (a). 27. El proceso de conformidad con la reivindicación 26, caracterizado porque la sub-etapa (a) comprende además la etapa
  15. 15. de agregar un retardador mientras la sub-etapa (b) comprende además la etapa de agregar un acelerador. 28. El proceso de conformidad con la reivindicación 26 ó 27, caracterizado porque la sub-etapa (a) se realiza bajo condiciones de mezclado de esfuerzo cortante elevado. 0 29. El proceso de conformidad con la reivindicación 26 ó 27, caracterizado porque la sub-etapa (b) se realiza bajo condiciones de mezclado de esfuerzo cortante bajo o controlado. 30. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 29, caracterizado porque comprende, entre la 5 etapa (i) y la etapa (ii), una etapa para dispersar la lechada de la etapa (i) antes de la introducción de aire. 31. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 30, caracterizado porque la etapa (iii) comprende la etapa de depositar la lechada en al menos un paramento movible para formar una base celular. 32. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 31, caracterizado porque la etapa (iii) comprende la etapa de depositar la lechada en al menos un paramento movible para formar una base celular y la cual comprende además desviar una parte de la lechada obtenida en la etapa (i) como una corriente la cual se deposita contiguamente a la base celular. 33. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 31, caracterizado porque la etapa (¡ii) comprende la etapa de depositar la lechada en al menos un paramento movible para formar una base celular y la cual comprende además desviar una parte de la lechada obtenida en la etapa (i) como una corriente la cual se deposita sobre y/o debajo de la base celular. 34. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 31 a 33, caracterizado porque el paramento movible es papel. 35. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 31 a 34, caracterizado porque comprende además la etapa de remover el paramento después que se ha fraguado el cemento. 36. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 31 a 33, caracterizado porque el paramento movible es un fieltro de fibra no tejida, de preferencia un fieltro e fibra de vidrio. 37. El proceso de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 36, caracterizado porque la etapa (ii) comprende la sub-etapa de expandir aire entre la inyección y la distribución. 38. Un dispositivo de mezclado para fabricar una lechada de cemento celular, caracterizado porque comprende: (i) al menos un primer dispositivo de mezclado que comprende una entrada de cemento y una entrada de agua y agente que forma espuma, el primer mezclador es un mezclador de esfuerzo cortante elevado operado bajo condiciones para preparar una lechada fluida; y (ii) al menos un segundo dispositivo de mezclado que comprende medios de inyección de aire, el segundo mezclador se opera bajo condiciones de esfuerzo cortante controladas. 39. Un dispositivo de mezclado para fabricar una lechada de cemento celular, caracterizado porque comprende: (i) al menos un primer dispositivo de mezclado que comprende una entrada de cemento y una entrada de agua, el primer mezclador es un mezclador de esfuerzo cortante elevado operado bajo condiciones para preparar una lechada fluida; (ii) al menos un primer dispositivo de mezclado adicional que comprende una entrada de lechada fluida y una entrada de agente que forma espuma; y (iii) al menos un segundo dispositivo de mezclado que comprende medios de inyección de aire, el segundo mezclador se opera bajo condiciones de esfuerzo cortante controladas. 40. El dispositivo de mezclado de conformidad con la reivindicación 39, caracterizado porque al menos un primer dispositivo de mezclado adicional de (¡i) se incorpora dentro del mezclador de esfuerzo cortante elevado de (i). 41. El dispositivo de mezclado de conformidad con la reivindicación 39, caracterizado porque al menos un primer dispositivo de mezclado adicional de (¡i) se incorpora dentro del mezclador de esfuerzo cortante controlado de (iii). 42. El dispositivo de mezclado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 38 a 41, caracterizado porque el segundo mezclador se opera bajo condiciones de esfuerzo cortante bajas. 43. El dispositivo de mezclado de conformidad con la reivindicación 42, caracterizado porque las condiciones de esfuerzo cortante controladas comprenden condiciones de esfuerzo cortante adaptadas para carear la estructura celular deseada. 44. El dispositivo de mezclado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 38 a 43, caracterizado porque el primer mezclador comprende medios de medición y alimentación, conectados a un medio de mezclado giratorio de esfuerzo cortante elevado. 45. El dispositivo de mezclado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 38 a 44, caracterizado porque el primer mezclador comprende un disco concéntrico o excéntricamente giratorio en un alojamiento circular. 46. El dispositivo de mezclado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 38 a 44, caracterizado porque el primer mezclador comprende una turbina. 47. El dispositivo de mezclado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 38 a 46, caracterizado porque el aire se inyecta dentro del segundo mezclador por medio de partes fritadas, porosas. 48. El dispositivo de mezclado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 38 a 46, caracterizado porque el aire se inyecta dentro del segundo mezclador por medio de una o varias boquillas. 49. El dispositivo de mezclado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 38 a 46, caracterizado porque la lechada y el aire se alimentan a través de una te, la te se equipa con una o varias boquillas. 50. El dispositivo de mezclado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 38 a 49, caracterizado porque el segundo mezclador de esfuerzo cortante controlado comprende un cuerpo alargado, medios de inyección de aire ubicados en la parte inferior del cuerpo alargado, y medios de combinación a lo largo del eje del cuerpo alargado. 51. El dispositivo de mezclado de conformidad con la reivindicación 50, caracterizado porque el medio de combinación comprende un eje y alambres rígidos o flexibles dispuestos en intervalos separados y enlazados al eje. 52. El dispositivo de mezclado de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 38 a 51, caracterizado porque el segundo mezclador comprende medios para dispersar la lechada que viene del primer mezclador de esfuerzo cortante elevado. 53. El dispositivo de mezclado de conformidad con la reivindicación 52, caracterizado porque comprende además medios para dispersar la lechada celular que viene del segundo mezclador de esfuerzo cortante controlado sobre un material para revestimientos movible. 54. El aparato para fabricar un cuerpo de cemento espumado fraguado, caracterizado porque comprende (a) al menos un mezclador de conformidad con cualquiera de las reivindicaciones 38 a 53, (b) medios para vaciar una lechada celular y (c) medios para mover un paramento.
MXPA/A/2006/008631A 2004-02-24 2006-07-31 Proceso y aparato para fabricar cemento celular fraguado MXPA06008631A (es)

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