WO2000035823A2

WO2000035823A2 - Aditivo para estabilizar y petrificar el tepetate

Info

Publication number: WO2000035823A2
Application number: PCT/MX1999/000037
Authority: WO
Inventors: Eduardo Amado OBREGON PEÑA; Gerasim Seredin Storb
Original assignee: Obregon Pena Eduardo Amado; Gerasim Seredin Storb
Priority date: 1998-12-16
Filing date: 1999-12-14
Publication date: 2000-06-22
Also published as: WO2000035823A3; US6641659B1

Abstract

La invención se refiere a un aditivo compuesto de sustancias químicas, no tóxicas para el ser humano ni para el medio ambiente, que estabiliza el tepetate sin necesidad de cocción ni compresión, ideal para construcciones en general, y en especial, para viviendas de interés social, por ser resistente, económico, estable, acústico térmico, etc. Se presenta también el material para construcción que incluye dicho aditivo, así como su proceso de preparación.

Description

ADITIVO PARA ESTABILIZAR Y PETRIFICAR EL TEPETATE.

Campo de la invención La presente invención se refiere a un aditivo para estabilizar mezclas de tepetate con cemento Portland, para su empleo en la industria de la construcción.

Antecedentes No se había logrado estabilizar el tepetate con las características de resistencia y propiedades físicas y mecánicas que se obtienen al aplicar el aditivo.

Hasta ahora se ha utilizado el tepetate en forma natural, únicamente como relleno inerte, bases para caminos, usos no estructurales a los que se le da, una vez mezclado con el aditivo, el cual puede ser destinado a muros de carga, columnas, bases, cimentaciones, techumbres etc.

Descripción del Invento Es un aditivo para estabilizar y petrificar el tepetate. El aditivo que, en combinación con agua y una porción del cemento estabiliza y petrifica el tepetate, consiste en una mezcla de algunos o todos los elementos que se mencionan a continuación, dependiendo de las características y circunstancias físicas y químicas del tepetate; los elementos son: solución al 5% de hipocioríto de sodio de 10 al 34 %; perborato de sodio 5 al 16%; sulfato de sodio del 3 al 12%; carbonato de calcio del 5 al 16% hidróxido de sodio del 3 al 12 % óxido de calcio del 1 al 5 % bórax pentahidratado del 7 al 17%; carbonato de sodio del 12 al 35% solución al 5% de hipocioríto de calcio del 20 al 35%; persul- fato de sodio al 98% como catalizador.

Las ventajas más notables son:

Se obtiene una resistencia similar al concreto, con menor cantidad de cemento, obteniendo una mezcla muy económica.

En efecto, el resultado de las pruebas de laboratorio hechas por él Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto, en un Ensaye a compresión simple, en 28 días, en dos muestras iguales conteniendo una relación de una parte de cemento por nueve de tepetate ( material areno- limoso SM, de acuerdo al Sistema Unificado de Clasificación de Suelos SUCS) se obtuvo, en la muestra sin el aditivo, una resistencia de 32 fe, kg/cm2, mientras que en la muestra con el aditivo se obtuvo una resistencia de 60 fe, kg/cm2, representando un aumento en la resistencia del material, de aproximadamente un 88%. En otra prueba hecha por el mismo Laboratorio, en una mezcla de una parte de cemento por 4.5 partes de tepetate, se obtuvo a los 90 días, una resistencia de 217 kg/cm2, y en una mezcla de las mismas proporciones a la ya descrita, sin el aditivo, se obtuvo una resistencia de 140 kg/cm2, 65% inferior a la mezcla enriquecida con el aditivo.

El mejor método para realizar la invención reivindicada, es diluir un porción de aditivo de 530 gramos, en 200 litros de agua, en un metro cúbico de tepetate y 100 a 300 kgs. de cemento, dependiendo la resistencia deseada.

Los alcances del estudio técnico comprenden un conjunto de pruebas realizadas en el laboratorio central del Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto (IMCYC) con el objeto de presentar al ingeniero estructurista, las propiedades mecánicas del material así como algunos aspectos de durabilidad, utilizando suelos areno-limosos, SM, de de acuerdo al Sistema Unificado de Clasificación de Suelos (SUCS). Es importante mencionar que la dosificación de las mezclas se realizó por medios volumétricos y no por peso.

Por otra parte, con el propósito de evaluar la eficiencia del aditivo (MAXEh M.R) en las mezclas de suelo estabilizado con cemento Port- tland, se realizaron muestras testigo y de esta manera verificar su comportamiento. Las principales pruebas que se llevaron a cabo fueron las siguientes:

1.- Ensaye a compresión Simple.

1.1.- Se elaboraron 72 especímenes cilindricos de 15x30 cm. para ser ensayados por parejas a 6 edades (3,7,28,56,90 y 180 días), se utilizaron tres contenidos de cemento, lo anterior es con la finalidad de mostrar la evolución de la resistencia con el tiempo.

Durante los Ensayes se emplearon como referencias las siguientes Normas Mexicanas: NMX-C-83 Determinación de la resistencia a la compresión simple), NMX-C-109(Cabeceo de especímenes cilindricos) NMX-C-156 (Concreto fresco- Determinación de revenimiento), NMX-C- 160 ( Concreto. Elaboración y curado en obra de especímenes de concreto, NMX-C-161 (Muestreo del concreto fresco) y NMX-C-162 (Concreto. Determinación del peso unitario, cálculo de rendimiento y contenido de aire del concreto fresco).

1.2.- Se prepararon 9 pilas de 16x50x56.7 cm. para ser ensayadas a compresión a la edad de 28 días, se utilizó un contenido de cemento.

2.- Ensaye de Esfuerzo Cortante Resistente de Diseño. 2.1.- Se confeccionaron 9 muretes de 16x50x56.7 para ser ensayados a compresión a lo largo de su diagonal a una edad de 28 días y se utilizará un contenido de cemento.

3.- Pruebas de laboratorio.

3.1.- Propiedades Físicas del Material. El material utilizado en las pruebas de laboratorio está constituido de la siguiente manera: grava 33%, arena 63% y finos 4%. El material grueso mayor a 2" se retiró al elaborar los especímenes El peso volumétrico seco máximo fue de 1,733 kg/m3 prueba Porter, con humedad de 11/.6% de acuerdo con la prueba de compactación estática de la SCT., Libro 6.0102 002-K.06.

3.2.- Propiedades del material.

Los límites de consistencia fueron: Límite plástico 14.1% y el índice plástico 5.7%. La contracción lineal fue de 0.40%. El suelo queda clasificado como una arena limosa café claro y queda comprendida dentro del grupo SUCS como SM.

3.7 Dosificación del Aditivo MAXEh (M.R.)

La dosificación del Aditivo MAXEh (M.R.) se realizó en la confección de de especímenes cilindricos de 15x30 cm. en una proporción de 2.84 gr/lt de agua total de mezclado para la relación de 1 a 4.5. Por otra parte, se dosificaron 142 gr. por cada 50 It. de agua en solución, para las relaciones 1 a 9 y 1 a 18.

3.7.- Ensaye a Compresión simple.

La resistencia promedio de dos especímenes de 15 x 30 cm. resultó ser 60 kg/cm2 a 28 días, utilizando un contenido de cemento con una relación 1 a 9 (una parte de cemento por nueve partes de suelo en volumen) y aditivo MAXEh. Para los especímenes testigo la resistencia a la compresión simple fue de 32 kg/cm2. El curado se realizó a partir del segundo día del descimbrado y en cámara húmeda.

Finalmente, la variación de la resistencia a compresión simple de dos especímenes a 28 días de la mezcla con Aditivo MAXEh fue 57 kg/cm2 a 63 kg/cm2 , y para los especímenes de la mezcla testigo no se presentó variación. IV.- Conclusión

Estos resultados son para el material estudiado, es decir, para suelos areno-limosos clasificados dentro del grupo SUCS como SM.

La resistencia a compresión simple de los especímenes cilindricos de 15x30 fue de 60 kg/cm2 a 28 días. La resistencia especificada fue de 65% kg/cm2, por lo que los especímenes tuvieron un 92% de la. resistencia al proyecto.

V.-Observaciones hechas el Laboratorio Central del Instituto Mexicano del Cemento y del Concreto con relación al Estudio Técnico de las propiedades mecánicas y físicas de un conjunto de mezclas de suelo estabilizadas con cemento Portland y Aditivo MAXEh para su empleo en la construcción.

5.1 En algunos casos se dificultó controlar el revenimiento en laboratorio pues este depende de la humedad natural que contenga el material 5.2.- En general, las mezclas presentaron buena trabajabilidad y algunas de ellas tuvieron poco sangrado. 5.3 Se observa que el Aditivo MAXEh para efectos prácticos, incrementa la resistencia a compresión simple hasta un 88%, cuando se utiliza una relación cemento-suelo 1:9

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S

Habiendo descrito suficientemente nuestra invención, consideramos como novedad, y por lo mismo reclamamos como de nuestra exclusiva propiedad, lo contenido en las siguientes cláusulas: 1. - el aditivo para estabilizar y petrificar el tepetate, caracterizado porque comprende:

solución al 5% de hipocioríto de sodio de 10 al 34 %; perborato de sodio de 4 a 15%; sulfato de sodio del 2 al 8%; carbonato de calcio de 5 al 16%; hidróxido de sodio del 3 al 12%; óxido de calcio del 1 al 5%; bórax pentahidratado del 7 al 17%; carbonato de sodio del 12 al 35%; solución al 5% de hipocioríto de calcio del 20 al 35%; persul- fato de sodio al 98% como catalizador, similares o sustitutos.

2.- El aditivo, de conformidad con la Reivindicación 1, caracterizado Porque dicho aditivo provoca, en una mezcla de tepetate y cemento, una reacción química que petrifica los componentes de la mezcla, dando como resultado un material estable de gran resistencia.

3.- El aditivo, de conformidad con la reivindicación 1 caracterizado porque el aditivo al entrar en combinación con la mezcla de cemento agua y tepetate lo estabiliza y lo petrifica en frío, sin necesidad de cocción ni compresión.

4.- El aditivo, de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque dicho aditivo aumenta la resistencia de la mezcla petrificada y estabilizada de cemento agua y tepetate.

5.- Un material para la construcción que consiste en una mezcla de Tepetate, cemento y agua, caracterizado porque contiene un aditivo que consiste en una solución al 5% de hipoclorito de sodio de 10 34% sodio de 4 a 15%; sulfato de sodio del 2 al 8%; carbonato de calcio de 5 al 16%; hidróxido de sodio del 3 al 12%; óxido de calcio del 1 al 5%; bórax pentahidratado del 7 al 17%; carbonato de sodio del 12 al 35%; solución al 5% de hipocioríto de calcio del 20 al 35%; persul- fato de sodio al 98% como catalizador, similares o sustitutos.

6.- Un material para la construcción de conformidad con la Reivindica^¬ ción 5 caracterizado porque el cemento que forma parte de la mezcla es un cemento tipo Portland.

7.- Un material para la construcción de conformidad con la Reivindicación 5 caracterizado porque dicho material se petrifica en frío, sin neci- sidad de cocción ni compresión.

8.- Un material par la construcción de conformidad con la Reivindicación 5, caracterizado porque la resistencia de dicho material puede hacerse variar al modificarse las proporciones de cemento tipo Portland en la mezcla.

9.- Un material para la construcción de conformidad con la Reivindicación 5, caracterizada porque presenta una resistencia sensiblemente aumentada después de la estabilización y petrificación en frío.

10.- Un proceso para preparar un material para la construcción, que comprende los siguientes pasos: a.- Mezclar el cemento, agua, y tepetate. b.- Agitar la mezcla durante un tiempo suficiente para obtener mezcla homogénea, c- Se agrega el aditivo que consiste en: Solución al 5% de hipocioríto de sodio de 10 al 34 %; perborato de Sodio de 4 a 15%; sulfato de sodio del 2 al 8%; carbonato de calcio de 5 al 16%; hidróxido de sodio del 3 al 12%; óxido de calcio del 1 al 5%; bórax pentahidratado del 7 al 17%; carbonato de sodio del 12 al 35%; solución al 5% de hipocioríto de calcio del 20 al 35%; persul- fato de sodio al 98% como catalizador, similares o sustitutos. d.- Agitar nuevamente la mezcla para que el aditivo disuelva.

11.- Un proceso para preparar un material para la construcción, de conformidad con la Reivindicación 10, caracterizada porque el material obtenido presenta una resistencia sensiblemente aumentada.