WO2009123431A2 - Una composición y procedimiento para la fabricación de mortero ligero estructural a base de cargas ligeras, anhidrita sintética tipo ii y aditivos, para su aplicación en sistemas constructivos de ferro- cemento, haciéndolo: térmico, acústico y antisísmico, y como recubrimiento de muros y techos interiores y exteriores en substitución de morteros a base de cemento portland contribuyendo a disminuir el calentamiento global. - Google Patents

Una composición y procedimiento para la fabricación de mortero ligero estructural a base de cargas ligeras, anhidrita sintética tipo ii y aditivos, para su aplicación en sistemas constructivos de ferro- cemento, haciéndolo: térmico, acústico y antisísmico, y como recubrimiento de muros y techos interiores y exteriores en substitución de morteros a base de cemento portland contribuyendo a disminuir el calentamiento global. Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a composition and process for the manufacture of lightweight structural mortar based on light loads, synthetic anhydrite type II and additives, for application in ferro-cement, thermal, acoustic and seismic systems and for application in coating for interior and exterior walls and ceilings, to be used in substitution of cement-based mortars thus avoiding global warming, this lightweight structural mortar exceptionally replaces the Portland cement-based mortar and loads of limestone and silica, due to its high dimensional stability since it does not show appreciable expansion and contraction due to temperature changes, thus eliminating the appearance of temperature cracks and plastic cracks due to volume loss.
  • the present invention also provides methods for manufacturing, compositions comprising, and methods for using and / or using the aforementioned components.
  • the composition of the present invention comprises: a) synthetic type II anhydrite; b) calcium hydroxide; c) light loads and d) soluble additives.
  • the present invention relates to a composition and process for the manufacture of lightweight structural mortar based on light loads, synthetic anhydrite type II and additives, for application in ferro-cement construction systems, making it thermal, acoustic and earthquake resistant and for its application as a coating of interior and exterior walls and ceilings, replacing Portland cement-based mortars thus avoiding global warming, exceptionally replacing the Portland cement-based mortar and limestone and silica fillers, due to the structural lightweight mortar It has great dimensional stability and therefore little expansion and contraction due to temperature changes, surprisingly eliminating the appearance of temperature cracks and plastic cracks due to volume loss.
  • composition of the present invention comprises: a) synthetic type II anhydrite; b) calcium hydroxide, - c) light loads and d) additives.
  • Ferro-cement construction systems have existed for a long time and consist of the placement of iron meshes in different quantities and strengths depending on the specifications of the construction, generally applied on these Portland cement based mortar systems type I, II or III mixed with limestone sand or silica and water in the proportions necessary to achieve the required resistance.
  • construction mortar is the mixture of cement, sand and water, unlike the concrete that is the mixture of cement, sand, stone and water.
  • the function of the mortars is to protect from the weather, from the penetration of water and from plastering and uniforming the walls of the constructions made with blocks, partitions, bricks, adobes, ashlars, rock board and panels or continuous wire rod structures or mesh (Ferro-cement systems).
  • the Mortar is selected depending on which construction elements used in the construction, for example, for structures of ferro-cement systems, the simple mortar and the composite are traditionally applied on the meshes, which tend to develop plastic cracks due to the change of volume of the mixture just applied, for the following reasons; a) when the water reacts with the cement, b) when it is absorbed by the sand and c) by evaporation to the environment, these cracks are covered with a layer of mortar with the same composition but richer in cement for the final finish or refine Although many plastic fissures appear for the same reasons above, these fissures are sealed once the mixture dries, the density of these mixtures is usually between 2,200 and 2,400 kilos per cubic meter which makes them low thermal resistance, in addition Low dimensional stability resulting in elements of great expansion and contraction.
  • the paste is used to cover a wall of rock-board because it is only applied in very thin thicknesses only to protect, for simple partition the mortar or the compound is recommended because they are applied in thicker layers protecting and irregularly matching the irregular of the wall and it happens the same as in the application on meshes in terms of plastic cracks and also refines and seals.
  • the composition of the present invention is provided, in addition to having characteristics such as lightness, dimensional stability, thermal, acoustic and anti-seismic resistance.
  • compositions in the percentages indicated, result in coatings with surprising characteristics of thermal, acoustic and seismic insulation in ferro-cement construction systems and for use as a coating for walls and ceilings Interior and exterior without the appearance of temperature cracks, plastic cracks do not occur, since this mortar composition uses very little water in the reaction As there is no cement in the formula which lowers water consumption and light loads They act as a reservoir to avoid the loss of water in the initial setting stage by losing it after evaporation after the final setting, the recommended refinement or finish is only for plastering not to cover cracks. Furthermore, the composition for the manufacture of the structural light mortar based on light loads, synthetic anhydrite type II and additives of the present invention is based on the selection of quantities of the components to comply with the standards and characteristics requested and desired by the manufacturing industry. construction
  • composition for the manufacture of a lightweight structural mortar based on light loads, type II anhydrite and additives of the present invention solves the following problems: 1) It solves the need to provide thermal and acoustic insulation at a very low cost so it is ideal for social interest housing.
  • the dimensional stability of the composition of the present invention is due to two factors: a) Its low density 1,150 Kg / m 3 which causes it to not heat or cool as much as other heavier mortars thus avoiding the expansion and contraction that these temperature changes entail. b) Due to its mechanical way of conglomerating or interlacing since the type II synthetic anhydrite crystals, when activated by the reagents of this composition, grow needles that are intertwined with needles of the neighboring crystals forming a mass with its own damping before the expansion and contraction of the mass due to temperature changes, thus avoiding temperature cracks, characteristic of all other mortars, especially cement-based mortar, this form of conglomeration is nano-technological since there is a modification to the shape of the crystal given by the growth and hardening of the needles of the tiny crystals and the bond between them which results in the damping of the mass in the face of temperature changes.
  • the anhydrite used is anhydrite (by-product of the chemical industry), resulting in an ecological cementing agent because for every ton used instead of Portland cement, a large amount of heat and CO2 is ceased, contributing to this. to avoid global warming.
  • the anhydrite used is synthetic type II, which is mentioned in patent number MX 226580 entitled “Improved Method for the Production of Conglomerate from Type II Synthetic Anhydrite, HF Production Byproduct ", incorporated herein in its entirety by reference.
  • the anhydrite used in the composition of the present invention is synthetic anhydrite type II, and is characterized by being a cuboidal crystal that is formed between 400 and 600 degrees Celsius, the particle size in this composition is 10% retained in 150 mesh , to ensure that this cement has the particularity that when interwoven, the needles of the crystals that grow and harden by the action of the additives, make the union or conglomeration mechanical and because of this they act as an expansion and contraction damper by temperature in the mortar of the present invention unlike the Portland cement-based mortar in which the bond is chemical and there is no damping of expansion and contraction caused by temperature changes.
  • Another advantage of using exclusively synthetic type II anhydrite is to obtain a white coating, which does not need to be painted due to its low water absorption, and if you wish to apply paint it is easier to cover due to its clarity, unlike traditional mortars based on limestone sand and cement whose tones are more obscure It is prepared and applied with ease, solving the control of the cost of the materials in the work, the quality and uniformity of this mortar are achieved because it is formulated in Plant and to apply it only water is added, considerably reducing the formulation time in work , application and cost of operation.
  • This type II synthetic anhydrite provides the composition with an axial compressive strength of 150 kg / era. 2 to 160 kg / cm. 2 in 14 days, obtaining an economical mortar, light, incombustible, of great dimensional stability and durable that amply meets the characteristics required by the construction industry as resistance, insulation, dimensional stability and achieving in its application without the appearance of cracks in layers with thicknesses from 0.5 cm. up to 2.5 cm , which contributes to savings in labor and high speed in construction times, the adhesion of this material allows waste to be minimal when applied.
  • composition for the manufacture of light structural mortar based on light loads, synthetic anhydrite type II and additives, for application in ferro-cement, thermal, acoustic and seismic building systems and for application in coating for interior walls and ceilings and exterior, efficiently replacing the mortar based on Portland cement and limestone and silica fillers the composition of the present invention comprises: a) synthetic type II anhydrite; b) calcium hydroxide; c) light loads and ⁇ d) additives.
  • the additives are selected from soluble resins such as stretch acrylic resins, potassium sulfates and highly soluble aluminum sulfates and / or mixtures thereof.
  • additives are selected from the list of calcium sulfate activators and must be highly soluble and it is very important that the aforementioned amounts are always respected.
  • the rest time of the mixture once hydrated which should be 10 to 20 minutes to ensure a complete reaction with the synthetic anhydrite type II, thus avoiding the presence of unreacted additives in the mixture, the presence of unreacted additives in the mixture will cause a subsequent reaction to be in the presence of water which would imply expansion of the material and cracking of the material due to the growth of needles at a stage after the final setting. This is what happens to them in most products developed with anhydrite and cement.
  • additives provide the composition with initial setting times of up to 55 minutes, which gives time for an application without waste and a final setting of 240 minutes, which gives great strength and hardness since the growth and hardening time of the materials is optimized. needles formed.
  • Light loads are selected from expanded natural and / or artificial Pyro such as Tepezil Pumicita Jal and / or Perlite and / or mixtures thereof, these light loads provide the composition with lightness and thermal and acoustic insulation.
  • composition of the present invention Another very important additional feature of the composition of the present invention is the resistance to earthquakes, when using the mortar of the present invention in construction systems of ferro cement of a single plant thus forming a continuum, tests were made in the laboratories of the University of Texas in Austin and in the Laboratory of the Design and Construction Center of the Technological Institute and Higher Studies of Monterrey, subjecting a dome and a house to the earthquakes of Kobe, Loma Prieta, Mexico, Notridge, Managua and sine earthquakes of 3 Hz resisting the latter up to 40 of them that was when some cracks appeared at the base of the house.
  • the composition comprises the following components in% by weight: a) synthetic type II anhydrite from 80% to 95% b) calcium hydroxide from 2% to 6% c) light loads from 4% to 20% d) soluble additives from 0.05% to 10%
  • the composition comprises the following components in% by weight: a) synthetic type II anhydrite from 80% to 95% b) calcium hydroxide from 2% to 6% c) light loads from 4% to 20%, selected from Piro expanded natural and / or artificial such as Tepezil Pumicita Jal and / or Perlita and / or mixtures of these. d) soluble additives selected from 0.05% up to 3% acrylic stretch resin, 0.03% up to 1.5% potassium sulfate and 0.05 up to 2% aluminum sulfate
  • the procedure for manufacturing a lightweight structural mortar composition based on light loads, synthetic anhydrite type II and additives, for application in ferro-cement systems, acoustic and seismic thermal and for application in coating for interior and exterior walls and ceilings It includes the following steps: a) selection of materials and quality tests of each; b) heavy materials; c) homogeneously mix each of the components in the indicated proportions for 20 to 120 minutes until their complete reaction, thus avoiding subsequent reactions in the finished product, allowing the crystals to change their shape to conglomerate or entwine providing dimensional stability by internal damping of the dough using a stirrer and / or a spinning top, and d) pack the material in sacks or valvulated waterproof containers, and e) to apply just add water and let the mixture stand once hydrated for 10 to 20 minutes to ensure this way a complete reaction with the synthetic anhydrite type II and the additives, thus avoiding the presence of unreacted additives in the mixture.
  • the procedure for applying the composition of light structural mortar based on light loads, synthetic anhydrite type II and additives, in ferro-cement systems comprises the following steps: 1) The placement and mooring of iron meshes or panels in the desired shape , for example: for an interior or exterior division, a false ceiling, a house-shaped structure, dome or half-channel etc. 2) The Preparation mixes the mortar composition in a pan or wheelbarrow with water in a proportion of 4 to 1 in volume.
  • the process to apply the lightweight structural mortar based on synthetic anhydrite type II, light loads, and additives as a coating for interior and exterior walls and ceilings comprises the following steps: i) the product is prepared by mixing with water in a proportion 4- 1 in volume. ii) is applied to walls or skies with a trowel in thicknesses of 0.5 to 1 cm. thick refining the surface. 3) A fleet is applied to standardize the finish or to give the desired texture.
  • Example 1 A mortar composition in% by weight is prepared: a) synthetic type II anhydrite from 80% to 95% b) calcium hydroxide from 2% to 6% c) light loads from 4% to 20%, selected from Piro expanded natural and / or artificial such as Tepezil Pumicita Jal and / or Perlita and / or mixtures thereof. d) soluble additives selected from 0.05% up to 3% acrylic stretch resin, 0.03% up to 1.5% potassium sulfate and 0.05 up to 2% aluminum sulfate.
  • the earthquake resistance experiment was stopped until the earthquake of 3 Hz number 40, because the earthquake detected the appearance of small fissures near the base and in the window.
  • the dome For its part, the dome has no cracks.
  • Table 1 below shows the properties and characteristics of the light structural mortar of the present invention.

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Abstract

La presente invención se refiere a una composición y procedimiento para la fabricación de mortero ligero estructural a base de cargas ligeras, anhidrita sintética tipo II y aditivos, para su aplicación en sistemas constructivos de ferro- cemento, térmicos, acústicos y antisísmicos y para su aplicación en recubrimiento para muros y techos interiores y exteriores, para ser utilizado en substitución de morteros a base de cemento evitando así el calentamiento global, este mortero ligero estructural substituye de manera excepcional al mortero a base de cemento Portland y cargas de calizas y sílicas, debido a su alta estabilidad dimensional ya que no presenta expansión y contracción apreciables por los cambios de temperatura eliminando así la aparición de grietas por temperatura y grietas plásticas por perdida de volumen. La composición comprende los siguientes componentes en % en peso: a) anhidrita sintética tipo II de 80% hasta 95 %; b) hidróxido de calcio de 2% hasta 6%; c) cargas ligeras de 4% hasta 20%, seleccionadas de Piró expandidas naturales y/o artificiales tales como Tepezil Pumicita Jal y/o Perlita y/o mezclas de estas; d) aditivos solubles de resinas estiren acrílica de 0.05% hasta 3%, sulfato de potasio de 0.03% hasta 1.5% y sulfato de aluminio de 0.05 hasta 2%.

Description

UNA COMPOSICIÓN Y PROCEDIMIENTO PARA LA FABRICACIÓN DE MORTERO LIGERO ESTRUCTURAL A BASE DE CARGAS LIGERAS, ANHIDRITA SINTÉTICA TIPO II Y ADITIVOS, PARA SU APLICACIÓN EN SISTEMAS CONSTRUCTIVOS DE FERRO- CEMENTO, HACIÉNDOLO: TÉRMICO, ACÚSTICO Y ANTISÍSMICO, Y COMO RECUBRIMIENTO DE MUROS Y TECHOS INTERIORES Y EXTERIORES EN SUBSTITUCIÓN DE MORTEROS A BASE DE CEMENTO PORTLAND CONTRIBUYENDO A DISMINUIR EL CALENTAMIENTO GLOBAL.
Campo de la invención
La presente invención se refiere a una composición Y procedimiento para la fabricación de mortero ligero estructural a base de cargas ligeras, anhidrita sintética tipo II y aditivos, para su aplicación en sistemas de ferro- cemento, térmicos, acústicos y antisísmicos y para su aplicación en recubrimiento para muros y techos interiores y exteriores, para ser utilizado en substitución de morteros a base de cemento evitando así el calentamiento global, este mortero ligero estructural substituye de manera excepcional al mortero a base de cemento Pórtland y cargas de calizas y sílicas, debido a su alta estabilidad dimensional ya que no presenta expansión y contracción apreciables por los cambios de temperatura, eliminando asi la aparición de grietas por temperatura y grietas plásticas por perdida de volumen. La presente invención también proporciona los métodos para la fabricación, composiciones que comprenden, y los métodos para usar y/o utilizar los componentes mencionados.
Antecedentes de la invención
La composición y procedimiento para la fabricación de mortero ligero estructural a base de cargas ligeras, anhidrita sintética tipo II y aditivos, para su aplicación en sistemas constructivos en ferro-cemento, térmico, acústicos y antisísmicos y para su aplicación en recubrimiento para muros y techos interiores y exteriores, para ser utilizado en substitución de morteros a base de cemento Pórtland evitando así el calentamiento global, substituye de manera excepcional al mortero a base de cemento Pórtland y cargas de calizas y sílicas debido a que el mortero ligero estructural posee una gran estabilidad dimensional y por lo mismo poca expansión y contracción por los cambios de temperatura, eliminando la aparición de grietas por temperatura y grietas plásticas por perdida de volumen, la composición de la presente invención comprende: a) anhidrita sintética tipo II; b) hidróxido de calcio; c) cargas ligeras y d) aditivos solubles.
Los documentos WO 2005/054152 Al, (Resumen de) DE 4218154, GB 374455, EP 0725044, EP 0990627, US 4233080, US 4300324, GB 1,159200, GB 523450, GB 514267, Solicitud NL/a/2002/000032 , estos documentos describen composiciones cementantes que contienen anhidrita, pero difieren de la composición de la presente invención, por que utilizan cemento, además los porcentajes y componentes son diferentes, la presencia de cemento en estas composiciones da características pobres y muy limitadas para su aplicación en sistemas de ferro-cemento y para su aplicación en recubrimientos para muros y techos interiores y exteriores, porque presentan gran expansión y contracción debido a los cambios de temperatura, esto hace que se presenten grietas por temperatura, además el alto consumo de agua hace que varíe el volumen de la masa con la consiguiente aparición de grietas plásticas, PH alto lo que hace su manejo manual sea riesgoso además de otras limitantes.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a una composición y procedimiento para la fabricación de mortero ligero estructural a base de cargas ligeras, anhidrita sintética tipo II y aditivos, para su aplicación en sistemas constructivos de ferro-cemento, haciéndolo térmico, acústico y antisísmico y para su aplicación como recubrimiento de muros y techos interiores y exteriores, en substitución de morteros a base de cemento Pórtland evitando así el calentamiento global, substituye de manera excepcional al mortero a base de cemento Pórtland y a cargas calizas y sílicas, debido a que el mortero ligero estructural posee una gran estabilidad dimensional y por lo mismo poca expansión y contracción por los cambios de temperatura, eliminando sorprendentemente la aparición de grietas por temperatura y grietas plásticas por perdida de volumen.
La composición de la presente invención comprende: a) anhidrita sintética tipo II; b) hidróxido de calcio,- c) cargas ligeras y d) aditivos.
Con esta composición se logran características sorprendentes para su aplicación en sistemas constructivos de ferro-cemento y para su aplicación en recubrimientos para muros y techos interiores y exteriores, lo que no se logra con morteros a base de cemento portland.
Los sistemas constructivos de ferro-cemento existen desde hace mucho tiempo y consisten en la colocación de mallas de fierro en diferentes cantidades y resistencias dependiendo de las especificaciones de la construcción, generalmente se aplica sobre estos sistemas morteros base cemento Portland tipo I, II o III mezclado con arena caliza o silica y agua en las proporciones necesarias para alcanzar la resistencia requerida.
La definición de mortero de construcción es la mezcla de cemento, arena y agua, a diferencia del concreto que es la mezcla de cemento, arena, piedra y agua. La función de los morteros es la de proteger de la intemperie, de la penetración del agua y de enlucir y uniformar las paredes de las construcciones fabricadas con bloques, tabiques, ladrillos, adobes, sillares, tabla roca y paneles o estructuras continuas de alambrón o malla (sistemas de Ferro-cemento) .
Los morteros tradicionales están formulados con diversos materiales como por ejemplo: Mortero Caliche (Cal-Arena) . Mortero Simple (Arena-Cemento) . Mortero Compuesto (Cal, Cemento, Arena) . Estucos (Cemento-Mármol y Aditivos) . Pastas (Resinas con cargas de Carbonato de Calcio y/o cargas silicas) .
Yeso o pasta de Paris solo para enlucido en interiores.
El Mortero se selecciona dependiendo de que elementos constructivos que se utilicen en la construcción, por ejemplo, para estructuras de sistemas de ferro-cemento se aplica tradicionalmente sobre las mallas el mortero simple y el compuesto, los cuales tienden a desarrollar grietas plásticas por el cambio de volumen de la mezcla recién aplicada, por las siguientes causas; a) al reaccionar el agua con el cemento, b) al ser absorbida por la arena y c) por evaporación al medio ambiente, estas grietas se cubren con una capa de mortero con la misma composición pero más rica en cemento para el acabado final o afine, aunque aparecen muchas fisuras plásticas por las mismas razones anteriores, estas fisuras se sellan una vez seca la mezcla, la densidad de estas mezclas es por lo regular de entre 2,200 y 2,400 kilos por metro cúbico lo que las hace de baja resistencia térmica, además de baja estabilidad dimensional resultando en elementos de gran expansión y contracción.
Para recubrir un muro de tabla-roca se utiliza la pasta ya que solo se aplica en espesores muy delgados solo para proteger, para tabique se recomienda el mortero simple o el compuesto ya que se aplican en capas mas gruesas protegiendo y emparejando más eficientemente lo irregular del muro y sucede lo mismo que en la aplicación sobre mallas en cuanto a fisuras plásticas y también se afina y sella.
Esta selección también esta dada por los costos de los recubrimientos, por ejemplo, para cubrir una pared de tabique o sillar, las cuales son muy irregulares, se tendrían que utilizar 2 cm. de espesor de pintura o estuco o pasta, resultando en un alto costo de estos materiales, asi como los tiempos y mano de obra elevados . Los recubrimientos mencionados anteriormente no tienen características de aislamiento térmico y acústico, por lo que se tiene que aplicar algún aislamiento para la construcción, por ejemplo poliuretano, o poli estireno estos recubrimientos se utilizan que proteger al aislante de la intemperie.
Para solucionar todos los inconvenientes y problemas, mencionados que presentan los morteros convencionales, en especial los de cemento, se proporciona la composición de la presente invención, además que tiene características como ligereza, estabilidad dimensional, resistencia térmica, acústica y anti-sísmica.
Los componentes que forman la composición, en los porcentajes indicados resultan en recubrimientos con características sorprendentes de aislamiento térmico, acústico y antisísmico en sistemas constructivos de ferro- cemento y para su uso como recubrimiento para muros y techos interiores y exteriores sin la aparición de grietas por temperatura, así mismo no se presentan grietas plásticas, ya que esta composición de mortero utiliza muy poca agua en la reacción Como no hay cemento en la formula lo que baja el consumo de agua y las cargas ligeras actúan como deposito para evitar la perdida de agua en la etapa de fraguado inicial perdiéndola por evaporación después del fraguado final, el afine o acabado recomendado es solo para enlucir no para tapar fisuras. Además la composición para la fabricación del mortero ligero estructural a base de cargas ligeras, anhidrita sintética tipo II y aditivos de la presente invención se basa en la selección de cantidades de los componentes para cumplir con las normas y características que pide y desea la industria de la construcción.
La composición para la fabricación de un mortero ligero estructural a base de cargas ligeras, anhidrita tipo II y aditivos de la presente invención resuelve los siguientes problemas : 1) Resuelve la necesidad de proporcionar aislamiento térmico y acústico a muy bajo costo por lo que es ideal para la vivienda de interés social.
2) Se utiliza como mortero ligero estructural en sistemas constructivos de ferro-cemento. Las propiedades como durabilidad, resistencia, estabilidad dimensional, ligereza, aislamiento térmico y acústico deseados no existen cuando se utilizan los morteros a base de cemento Pórtland y cargas de caliza o silicas, en los sistemas constructivos de viviendas y espacios de servicio con ferro- cemento, esto debido como se menciono anteriormente a la gran estabilidad dimensional y baja expansión y contracción por los cambios de temperatura, eliminando sorprendentemente la aparición de grietas por temperatura y grietas plásticas por perdida de volumen.
En el caso de morteros que incluyen cemento Pórtland en su composición baja estabilidad dimensional (gran expansión y contracción) esto hace que aparezcan grietas por temperatura, además el consumo de agua en etapa temprana por el cemento Pórtland conlleva a la aparición grietas plásticas por cambios en la volumetria del mortero, el alto peso volumétrico de estos morteros y la baja resistencia en etapas tempranas hace que hasta la fecha los sistemas constructivos de ferro-cemento sean poco utilizados en comparación con otros sistemas constructivos .
La estabilidad dimensional de la composición de la presente invención se debe a dos factores: a) Su baja densidad 1,150 Kg. /m3 lo que hace que no se caliente ni se enfrié tanto como otros morteros mas pesados evitando así la expansión y contracción que estos cambios de temperatura conllevan. b) Por su forma mecánica de conglomerar o entrelazarse ya que a los cristales de anhidrita sintética tipo II al ser activados por los reactivos de esta composición, les crecen agujas que se entrelazan con agujas de los cristales vecinos formando una masa con amortiguamiento propio ante la expansión y contracción de la masa por cambios de temperatura, evitando así de esta manera las fisuras de temperatura, características en todos los demás morteros, en especial el mortero a base de cemento, esta forma de conglomeración es nano-tecnológica ya que hay una modificación a la forma del cristal dada por el crecimiento y endurecimiento de las agujas de los diminutos cristales y el enlace entre los mismos lo que redunda en el amortiguamiento de la masa ante cambios de temperatura.
En la composición de la presente invención la anhidrita utilizada es anhidrita (subproducto de la industria química) , resultando en un cementante ecológico ya que por cada tonelada utilizada en lugar de cemento Pórtland se deja de producir una gran cantidad de calor y CO2 contribuyendo con esto a evitando el calentamiento global.
La anhidrita utilizada es la sintética tipo II, que se menciona en la patente número MX 226580 titulada "Método Mejorado Para La Producción de Conglomerante a Partir de Anhidrita Sintética Tipo II, Subproducto de la Producción de HF", incorporado aquí en su totalidad por referencia.
La anhidrita utilizada en la composición de la presente invención, es anhidrita sintética tipo II, y se caracteriza por ser un cristal cuboidal que se forma entre 400 y 600 grados centígrados, el tamaño de partícula en esta composición es de 10% retenido en malla 150, para lograr que este cementante tenga la particularidad de que al entrelazarse, las agujas de los cristales que crecen y endurecen por la acción de los aditivos, hacen que la unión o conglomeración sea mecánica y debido a esto actúan como un amortiguador de expansión y contracción por temperatura en el mortero de la presente invención a diferencia del mortero a base de cemento Pórtland en que la unión es química y no hay amortiguamiento de la expansión y contracción provocada por los cambios de temperatura.
Este cambio a la forma del cristal para darle una función de conglomeración que proporciona una ventaja contra otros morteros le llamamos unión nano-tecnológica. Otra ventaja de utilizar exclusivamente anhidrita sintética tipo II es el de obtener un recubrimiento de color blanco, el cual no necesita pintarse por su baja absorción de agua, además si se desea aplicar pintura es mas fácil de cubrir debido a su claridad, a diferencia de los morteros tradicionales a base de arena caliza y cemento cuyos tonos son más obscuros. Se prepara y se aplica con facilidad, solucionando el control del gasto de los materiales en la obra, la calidad y uniformidad de este mortero se logran porque se formula en Planta y para aplicarlo solo se agrega agua , reduciendo considerablemente el tiempo de formulación en obra, aplicación y costo de operación.
La combinación de anhidrita sintética tipo II, lo ligero de las cargas y su curva granulométrica además de los aditivos de la composición hacen que este mortero, sea fácil de preparar solo se agrega agua, es ligero, pesa solo 950 Kg. por metro cúbico seco, por lo que se obtiene un ahorro significante en fletes, otros morteros pesan de 1700 a 2200 Kg. por metro cúbico seco.
Esta anhidrita sintética tipo II proporciona a la composición una resistencia a la compresión axial de 150 Kg. /era.2 hasta 160 Kg. /cm.2 en 14 días, obteniéndose un mortero económico, ligero, incombustible, de gran estabilidad dimensional y durable que cumple sobradamente con las características requeridas por la industria de la construcción como resistencia, aislamiento, estabilidad dimensional y logrando en su aplicación sin aparición de grietas en capas con espesores desde 0.5 cm. hasta 2.5 cm. , lo que contribuye un ahorro en la mano de obra y una gran velocidad en los tiempos de construcción, la adherencia que posee este material permite que los desperdicios sean mínimos al aplicarlo. La composición para la fabricación de mortero ligero estructural a base de cargas ligeras, anhidrita sintética tipo II y aditivos, para su aplicación en sistemas constructivos de ferro-cemento, térmicos, acústicos y antisísmicos y para su aplicación en recubrimiento para muros y techos interiores y exteriores, substituye de manera eficiente al mortero a base de cemento Pórtland y cargas de calizas y sílicas, la composición de la presente invención comprende: a) anhidrita sintética tipo II; b) hidróxido de calcio; c) cargas ligeras y \ d) aditivos .
Los aditivos se seleccionan de resinas solubles tales como las resinas estiren acrílicas, sulfatos de potasio y sulfatos de aluminio altamente solubles y/o mezclas de los mismos.
Estos aditivos se seleccionan de la lista de activadores de sulfato de calcio y deben ser altamente solubles y es muy importante que siempre se respeten las cantidades mencionadas. Además el tiempo de reposo de la mezcla una vez hidratada que deberá ser de 10 a 20 minutos para asegurar de esta manera una reacción completa con la anhidrita sintética tipo II, evitando de esta manera la presencia de aditivos sin reaccionar en la mezcla, la presencia de aditivos sin reaccionar en la mezcla propiciara una reacción posterior al estar en presencia de agua lo que implicaría expansión del material y resquebrajamiento del mismo debido al crecimiento de agujas en una etapa posterior al fraguado final. Esto es lo que les sucede en la mayoría de los productos desarrollados con anhidrita y cemento.
Estos aditivos proporcionan a la composición tiempos de fraguado inicial de hasta 55 minutos lo que da tiempo para una aplicación sin desperdicio y un fraguado final de 240 minutos lo que da una gran resistencia y dureza ya que se optimiza el tiempo de crecimiento y endurecimiento de las agujas formadas.
Las cargas ligeras se seleccionan de Piro expandidas naturales y/o artificiales tales como Tepezil Pumicita Jal y/o Perlita y/o mezclas de estas, estas cargas ligeras proporcionan a la composición ligereza y aislamiento térmico y acústico.
Otra característica adicional muy importante de la composición de la presente invención es la resistencia a sismos, al utilizar el mortero de la presente invención en sistemas constructivos de ferro cemento de una sola planta formando asi un continuo, se hicieron pruebas en los laboratorios de la Universidad de Texas en Austin y en el Laboratorio del Centro de Diseño y construcción del Instituto Tecnológico y de Estudios superiores de Monterrey, sometiendo a un Domo y una casa a los sismos de Kobe, Loma Prieta, México, Notridge, Managua y a sismos senoidales de 3 Hz resistiendo de estos últimos hasta 40 de ellos que fue cuando aparecieron algunas grietas en la base de la casa. De preferencia la composición comprende los siguientes componentes en % en peso: a) anhidrita sintética tipo II de 80% hasta 95 % b) hidróxido de calcio de 2% hasta 6% c) cargas ligeras de 4% hasta 20% d) aditivos solubles de 0.05% hasta 10%
De más preferencia la composición comprende los siguientes componentes en % en peso: a) anhidrita sintética tipo II de 80% hasta 95 % b) hidróxido de calcio de 2% hasta 6% c) cargas ligeras de 4% hasta 20%, seleccionadas de Piro expandidas naturales y/o artificiales tales como Tepezil Pumicita Jal y/o Perlita y/o mezclas de estas. d) aditivos solubles seleccionados de resina estiren acrílica de 0.05% hasta 3%, sulfato de potasio de 0.03% hasta 1.5% y sulfato de aluminio de 0.05 hasta 2%
El procedimiento para fabricar una composición de mortero ligero estructural a base de cargas ligeras, anhidrita sintética tipo II y aditivos, para su aplicación en sistemas de ferro-cemento, térmicos acústicos y antisísmicos y para su aplicación en recubrimiento para muros y techos interiores y exteriores comprende los siguientes pasos: a) selección de materiales y pruebas calidad de cada uno; b) pesado de los materiales; c) mezclar homogéneamente cada uno de los componentes en las proporciones señaladas durante 20 hasta 120 minutos hasta su completa reacción, evitando asi reacciones posteriores en el producto terminado, permitiendo que los cristales cambien su forma para conglomerarse o entrelazarse proporcionando estabilidad dimensional por el amortiguamiento interno de la masa utilizando una revolvedora y/o un trompo, y d) envasar el material en sacos o recipientes valvulados a prueba de agua, y e) para aplicar solo agregar agua y dejar reposar la mezcla una ves hidratada durante 10 a 20 minutos para asegurar de esta manera una reacción completa con la anhidrita sintética tipo II y los aditivos, evitando de esta manera la presencia de aditivos sin reaccionar en la mezcla.
El procedimiento para aplicar la composición de mortero ligero estructural a base de cargas ligeras, anhidrita sintética tipo II y aditivos, en sistemas ferro-cemento comprende los siguientes pasos: 1) La colocación y amarre de las mallas de fierro o paneles en la forma deseada, por ejemplo: para una división interior o exterior, un falso plafón, una estructura en forma de casa, de domo o de media cana etc. 2) La Preparación, se mezcla la composición de mortero en una batea o carretilla con agua en una proporción de 4 a 1 en volumen.
3) La Aplicación, se aplica en capas de 1.5 hasta 2.5 cm. por ambas caras con lanzadora, de mortero, con cuchara, llana o con la mano hasta obtener los espesores deseados sobre la malla de fierro o plafón que se desea cubrir.
4) Los Acabados, se aplica una capa en espesor delgado con la llana para afinar uniformemente la superficie con madera, flota, esponja o poli estireno.
El proceso para aplicar el mortero ligero estructural a base de anhidrita sintética tipo II, cargas ligeras, y aditivos como recubrimiento para muros y techos interiores y exteriores comprende los siguientes pasos: i) se prepara el producto al mezclar con agua en una proporción 4-1 en volumen. ii) se aplica sobre los muros o cielos con una llana en espesores de 0.5 a 1 cm. de espesor afinando la superficie. 3) se aplica una flota para uniformar el acabado o para dar la textura deseada.
EJEMPLOS
Los siguientes ejemplos tienen la finalidad de ilustrar la invención, no de limitarla, cada una de las modificaciones posibles por el experto en la materia, caen dentro del alcance de la presente invención.
Ejemplo 1 Se prepara una composición de mortero en % en peso: a) anhidrita sintética tipo II de 80% hasta 95 % b) hidróxido de calcio de 2% hasta 6% c) cargas ligeras de 4% hasta 20%, seleccionadas de Piro expandidas naturales y/o artificiales tales como Tepezil Pumicita Jal y/o Perlita y/o mezclas de estas. d) aditivos solubles seleccionados de resina estiren acrilica de 0.05% hasta 3%, sulfato de potasio de 0.03% hasta 1.5% y sulfato de aluminio de 0.05 hasta 2%.
Se seleccionan los materiales, se pesan en la proporción indicada, se mezclan en una revolvedora durante 20 hasta 120 minutos hasta su completa homogenización, posteriormente se envasan en sacos valvulados a prueba de agua, además estos sacos contienen la indicación de cómo aplicarlo, para aplicarlo solo se agrega agua y se deja reposar la mezcla durante 10 a 20 minutos para asegurar de esta manera una reacción completa con la anhidrita sintética tipo II y aditivos, evitando la presencia de aditivos sin reaccionar en la mezcla. Ej emplo 2
Con el mortero del ejemplo 1, se construyen dos viviendas utilizando el sistema ferro-cemento, de una sola planta, un domo y una casa . Se someten a una prueba en los laboratorios de la Universidad de Texas en Austin y en el Laboratorio del Centro de Diseño y construcción del Instituto Tecnológico y de Estudios superiores de Monterrey, en los simuladores se someten el domo y la casa a los sismos más fuertes que han ocurrido en el planeta, primero el de Kobe, seguido de Loma Prieta, México, Notridge, Managua y además a sismos senoidales de 3 Hz y así sucesivamente.
El experimento de resistencia a sismos se detuvo hasta el sismo de 3 Hz número 40, debido a que el sismo se detectó la aparición de pequeñas fisuras cerca de la base y en la ventana .
Por su parte el domo no presento fisuras.
Esta resistencia a los sismos es sobre pasa de manera excepcional la de otros sistemas constructivos.
En la tabla 1 siguiente muestra las propiedades y características del mortero ligero estructural de la presente invención.
La tabla 1. Estándar Descripción de la prueba Valor del parámetro
ASTM C Resistencia a compresión a 14 150 Kg. /cm2
109-98 días
ASTM Peso volumétrico seco en polvo 1000 Kg. /m3
C567-00 del material
ASTM Peso volumétrico aplicado y 1150 Kg. /m3
C567-00 seco del material
ASTM Resistencia a tensión del 20 Kg. /cm2 C293-94 material (módulo dé ruptura)
ASTM Modulo Elástico 59,000 Kg. /cm2 C469-94
ASTM Tiempo de fraguado inicial 55 minutos C807-89
ASTM Tiempo de fraguado final 4 horas C807-89
ASTM Absorción del material <5% C642-97
ASTM Conductividad Térmica 0.32-0.39 W/m 177-85 grados Kelvin ASTM C518-76 FACTOR R4
***Estas propiedades y características permite su aplicación como mortero ligero estructural en sistemas de ferro-cemento y como recubrimiento, en lugar del Mortero a base Cemento Pórtland y cargas de calizas y sílicas.
Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por el solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención.

Claims

REIVINDICACIONES"Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes reivindicaciones."
1. Una composición para la fabricación de mortero ligero estructural a base de cargas ligeras, anhidrita sintética tipo II y aditivos, para su aplicación en sistemas constructivos de ferro-cemento, térmicos, acústicos y antisísmicos y para su aplicación en recubrimiento para muros y techos interiores y exteriores, para ser utilizado en substitución de morteros a base de cemento, caracterizado porque comprende los siguientes componentes en % en peso: a) anhidrita sintética tipo II de 80% hasta 95 %; b) hidróxido de calcio de 2% hasta 6%; c) cargas ligeras de 4% hasta 20% y d) aditivos solubles de 0.05% hasta 10%.
2. - Una composición para la fabricación de mortero ligero estructural de conformidad con la reivindicación 1 caracterizado porque las cargas ligeras se seleccionan de Piro β expandidas naturales y/o artificiales tales como Tepezil Pumicita Jal y/o Perlita expandida y/o mezclas de las mismas, estas cargas ligeras proporcionan a la composición ligereza y aislamiento térmico y acústico.
3. - Una composición para la fabricación de mortero ligero estructural de conformidad con la reivindicación 1 caracterizado porque los aditivos solubles seleccionados de resina estiren acrílica de 0.05% hasta 3%, sulfato de potasio de 0.03% hasta 1.5% y sulfato de aluminio de 0.05 hasta 2%, con estos aditivos los tiempos de fraguado inicial son de 55 hasta 240 minutos lo que da una gran resistencia y dureza.
4. - Una composición para la fabricación de mortero ligero estructural de conformidad con la reivindicación 1 caracterizado porque comprende los siguientes componentes en % en peso: a) anhidrita sintética tipo II de 80% hasta 95 %; b) hidróxido de calcio de 2% hasta 6%; c) cargas ligeras de 4% hasta 20%, seleccionadas de Piro expandidas naturales y/o artificiales tales como Tepezil Pumicita Jal y/o Perlita y/o mezclas de estas; d) aditivos solubles seleccionados de resina estiren acrilica de 0.05% hasta 3%, sulfato de potasio de 0.03% hasta 1.5% y sulfato de aluminio de 0.05 hasta 2%.
5. - Un procedimiento para fabricar una composición de mortero ligero estructural de la reivindicación 1 caracterizado porque comprende los siguientes pasos: a) selección de materiales y pruebas calidad de cada uno; b) pesado de los materiales; c) mezclar homogéneamente cada uno de los componentes en las proporciones señaladas durante 20 hasta 120 minutos hasta su completa reacción, evitando así reacciones posteriores en el producto terminado, permitiendo que los cristales cambien su forma para conglomerarse o entrelazarse proporcionando estabilidad dimensional por el amortiguamiento interno de la masa utilizando una revolvedora y/o un trompo; d) Envasar el material en sacos o recipientes valuados a prueba de agua; E) Para su aplicación solo agregar agua dejando reposar la mezcla una ves hidratada durante 10 a 20 minutos para asegurar de esta manera una reacción completa con la anhidrita sintética tipo dos y los aditivos, evitando de esta manera la presencia de aditivos sin reaccionar en la mezcla.
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