WO2010116009A1 - Cuerpo de mortero de cemento - Google Patents

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WO2010116009A1
WO2010116009A1 PCT/ES2010/000135 ES2010000135W WO2010116009A1 WO 2010116009 A1 WO2010116009 A1 WO 2010116009A1 ES 2010000135 W ES2010000135 W ES 2010000135W WO 2010116009 A1 WO2010116009 A1 WO 2010116009A1
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particles
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cement mortar
aggregate
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Carlos Fradera Pellicer
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Pellicer Carlos F
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    • C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
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    • C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
    • C04B28/06—Aluminous cements
    • C04B28/065—Calcium aluminosulfate cements, e.g. cements hydrating into ettringite
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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    • C04B2111/00241—Physical properties of the materials not provided for elsewhere in C04B2111/00
    • C04B2111/00293—Materials impermeable to liquids
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    • C04B2111/90—Electrical properties
    • C04B2111/92—Electrically insulating materials

Definitions

  • the present invention relates to a cement mortar body and a method for the manufacture of a cement mortar body that is molded with a cement mortar specially designed to form bodies with or without metal armor that has impermeability and hardness suitable for specific uses.
  • patents ES 2 257 682 and ES 2 299 899 are intended for mortars with qualities that do not affect those of the present invention, circumstances that will become patents later.
  • the object of the invention is a cement mortar body which, being molded with a silica and cement mortar according to a tight and non-porous texture, is especially intended to configure bodies that, with or without metal armor, have impermeability properties, of compressive strength and It prays suitable for specific uses, which, in turn, leads to the body being endowed with an extraordinary electrical insulating power.
  • a feature of the invention Ia constitutes the fact that the body, being constituted by an aggregate with silica content of the order of 99.5%, which is formed by particles of rounded surface and granulometry comprised between 0.1 and 1 mm , it presents the existing interstices in the grouping of the particles themselves are occupied by an etringite binder derived from the hydration of granulometry cement particles of the order of around 5 microns and by the hydrated cement particles themselves, said body is capable of incorporating, in the possible interstices formed between the aggregate particles, the etringite binder and the cement particles, microparticles of the order of a miera and colloidal materials, and, finally, in the interstices created between the aggregate particles , the cement particles with the etringite binder and the aforementioned microparticles and colloidal materials, some nan oparticles
  • the body during the setting process, has compressive strengths that are described below: at 8 hours it is of the order of 350 kg / cm 2 ; at 24 hours it is of the order of 500 kg / cm 2 ; at 48 hours it is of the order of 575 kg / cm 2 ; at 7 days it is of the order of 750 kg / cm 2 and at 28 days it is of the order of 1,000 kg / cm 2 .
  • the object of the invention also contemplates a method for manufacturing the cement mortar body object of the invention, according to which dry mixing of an aggregate weight of rounded surface and granulometry between 0.1 and 1 is carried out mm, which has a silica content of 99.5%, with a weight of particle cement of the order of 5 microns between 27% and 37% of the weight of the total dry mass, to which, incessantly in the mixing operation, a weight of water corresponding to an amount between 29% and 32% of the cement weight is added until a completely homogeneous mass is achieved, with perfect hydration of the cement, said mass being poured into a mold and maintained in the mold for setting with the surface of the mass in contact with a cover that determines the encapsulation of the mold, reduces the evaporation of water and calibrates one of the body measurements to be obtained.
  • Another characteristic of the method of the invention Ia is the fact that dry mixing of the solid components of the mortar, in a first stage, and of these solid components with the addition of water, in a second stage immediately before the previous one, is carried carried out by removal of the components at a static point in space and sequentially, without interruption of the removal process, on the circulating heterogeneous mixture of the components that travels along a closed path that inevitably passes through the removal point until achieve a homogeneous mixture and the perfect hydration of the cement particles.
  • Another characteristic of the method of the invention lies in the fact that the perfect hydration of the cement results in the formation of a binder towards the aggregate which, known as etringite, is chemically constituted by the tricalcium sulfoaluminate of formula Ca 4 SO 4 (AIO 3 J 2 - 30 -32 H 2 O.
  • Another characteristic of the method of the invention lies in the fact that the setting of the mortar encapsulated in the forming mold is carried out by means of a thermal contribution of the group comprising the exogenous heating, such as that carried out by hot air in means of the group comprising ovens and tunnels, and Ia endogenous high frequency heating, they are considered separately or in their technically possible combinations, performing said setting conditions of temperature between 25 and 35 0 C and a humidity of the order of 94%.
  • Another characteristic of the method of the invention Ia provides the fact that optionally the incorporation, in the possible interstices formed between the aggregate particles, the etringite binder and the cement particles, of microparticles of the order of a miera and about colloidal materials, and, in the interstices created between the aggregate particles, the cement particles with the etringite binder and the said microparticles and colloidal materials, of some nanoparticles and, finally, in the interstices created between the aggregate particles and cement with the etringite binder and the aforementioned microparticles and colloidal materials, of nanoparticles.
  • a part of the nanoparticles to be used in the process are nanoparticles with tribological properties that are located in the mold and / or in the encapsulation and calibration covers, exert their action in the physical operation of the molding and of demolding, while another part of the nanoparticles consists of nanoparticles that act in the physical-chemical development of the mortar setting, giving the finished product multiple properties determined by the type of nanoparticles used.
  • Figure 1 represents, in perspective, a portion of a cement mortar panel made in accordance with the invention.
  • Figure 2 represents, schematically, a microscopic diagram of a micro-fraction of a cement mortar body from a panel like the one shown in the previous figure.
  • Figure 3 represents, schematically, a kneading arrangement that acts in accordance with the content of claim 6.
  • Figure 4 represents, schematically, the directions of circulation of the mass in the areas of removal and translation thereof.
  • Figure 5 represents a graph of the strength of the material that constitutes the cement mortar body object of the invention as a function of the setting time.
  • Figure 6 represents a graph of granulometry of aggregates according to the curves of C. Fuller and C. Bolomey. Description of embodiments of the invention
  • FIG. 1 shows one of the possible configurations of the cement mortar object of this invention.
  • the cement mortar consists of a fragment of a prefabricated panel 1 for construction that comprises a cement mortar body 2 that is biaxially reinforced with prestressed elements 3 and is three centimeters thick.
  • Figure 2 shows a microscopic diagram of a micro fraction of a cement mortar body 2 from a prefabricated panel 1 for the construction in which it is appreciated that it is constituted by the components that are schematically graphed.
  • the components consist of an aggregate 4 with a SiO 2 silica content of 99.5%, a cement particle 5, etringite crystals 6, microparticles 7 and nanoparticles 8 of different classes represented, by way of illustration and arbitrarily, by stars, circles, ovals and triangles, not referenced numerically.
  • Figure 3 shows, in schematic form, the fundamental constitution of a kneader that will allow to obtain the cement mortar with which the body 2 of the invention is made.
  • Figure 4 shows the closed path 9 of circulation of the mixture, both at a static point of removal R, and in its translation after each removal developed according to said closed path 9 of circulation.
  • Dry mixing of the solid components of the mortar that have been mentioned in the description of Figure 2, in a first stage, and of them with the addition of water, in a second stage immediately before the previous one, is carried out by removal of the components at the static R removal point in space and, sequentially, without interruption of the removal process, on the circulating heterogeneous mixture M of the components that travels along a closed path that inevitably It passes through the static point of removal until a homogeneous mixture and the perfect hydration of the cement particles are achieved.
  • the removal point R has been materialized by the agitator 10 inserted vertically and eccentrically in a rotating bowl 11 of inverted truncated conical configuration.
  • the gel agglomerates between the non-hydrated cement particles, coating said particles in the process.
  • the calcium hydroxide reacts with the outer surface of this gel to form hydrated calcium silicate.
  • This gel is formed in the voids of the hydrated calcium silicate produced by the hydration of the cement particles, producing a very dense structure, since it fills the interstitial spaces that remain between the cement particles (with granulometry of approximately 30% lower five microns) and the cement in turn fills the interstitial spaces of the aggregate, all of which give the final product the physical properties of resistance, impermeability and electrical insulation.
  • Figure 5 shows the graph of the strength of the material that constitutes the cement mortar body 2 object of the invention as a function of the setting time, which corresponds to the content of claim 3.
  • the graph shows notes that the compressive strength of the mortar is of the following values: at 8 hours it is of the order of 350 kg / cm 2 ; at 24 hours it is of the order of 500 kg / cm 2 ; at 48 hours it is of the order of 575 kg / cm 2 ; at 7 days it is of the order of 750 kg / cm 2 and at 28 days it is of the order of 1,000 kg / cm 2 .
  • FIG. 6 shows a graph of granulometry of aggregates 4 according to the curves of C. Fuller and C. Bolomey that has been followed to obtain the cement mortar body 2 of the invention.
  • This cement mortar body 2 fundamentally, is constituted by an aggregate 4 with silica content of the order of 99.5% which is formed by particles with a rounded surface and granulometry between 0.1 and 1 mm.
  • the existing interstices in the aggregate of the aggregate particles are occupied by an etringite binder 6 derived from the hydration of cement particles 5, of granulometry of the order of around 5 microns and by the cement particles themselves 5 perfectly hydrated .
  • the said cement mortar body 2 may include an indeterminate number of additives intended to properly adapt the special characteristics of the body 2 to its use needs.
  • the following process has been developed: being constituted, as in the previous case, by an aggregate 4 with silica content of the order of 99.5%, which is formed by particles with rounded surface and granulometry included between 0.1 and 1 mm, it presents the existing interstices in the grouping of the particles themselves occupied by an etringite binder 6 derived from the hydration of granulometry cement particles 5 of the order of around 5 microns and by the own ones Hydrated cement particles 5, said body 2 is capable of incorporating, in the possible interstices formed between the aggregate particles 4, the etringite binder 6 and the cement particles 5,
  • the cement mortar body 2 especially that comprised in claim 1 and obtained according to the process of claim 5, has a 100% impermeability according to tests carried out in accordance with the UNE EN 1015-18 and 1170-6 standards by LGAI Technological Center, S. A of the Campus of the UAB (Autonomous University of Barcelona) and the recommendation Il 4 RILEM by the Polytechnic University of Catalonia. Consequently, with such a result of the impermeability, It can be attributed to said cement mortar body 2 an extraordinary insulating power of electricity.
  • the perfect hydration of the cement particles 5 results in the formation of a binder towards the aggregate which, known as etringite 6, is chemically constituted by the tricalcium sulfoaluminate of the formula Ca 4 SO 4 (AIOs) 2 • 30 -32 H 2 O.
  • the setting of the cement mortar in the shaping mold is performed under conditions of encapsulation described below, the temperature between 25 and 35 0 C and a humidity of around 94%, which purpose is carried out by a thermal contribution of the group comprising the exogenous heating, such as that carried out by hot air in means of the group comprising the ovens and the tunnels, and the endogenous heating by high frequency, are considered in isolation or in their technically possible combinations.
  • the encapsulation process consists of a closing of the mold once the mortar has been poured and distributed therein, in such a way that in the same process two actions are carried out: the first one consists of placing the plugs that will be used to fix the Cement mortar panel or body to the structure of the building by means of the corresponding anchorage, while the second consists in closing or encapsulating the mortar mass deposited in the mold so that during the setting process the dough retains sufficient moisture for avoid cracks and obtain optimum properties when removing the cement mortar body.
  • the etringite binder 6 and the cement particles 5 can be incorporated in the possible interstices formed between the aggregate particles 4.
  • microparticles 7 of the order of a miera and colloidal materials can be incorporated in the interstices created between the aggregate particles 4, the cement particles 5 with the etringite binder 6 and said microparticles 7 and colloidal materials.
  • nanoparticles 8 can be incorporated in the interstices created between the aggregate particles 4 and of cement 5 with the etringite binder 6 and said microparticles 7 and colloidal materials.
  • a part of the nanoparticles 8 to be used in the process are nanoparticles with tribological properties that, located in the mold and / or in the encapsulation and calibration covers, exert their action in the physical operation of molding and demoulding, while another part of said nanoparticles consist of nanoparticles that act in the physical-chemical development of the mortar setting, giving the finished product multiple properties determined by the type of nanoparticles used.
  • Dry mixing of the solid components of the cement mortar, in a first stage, and of them with the addition of water, in a second stage immediately prior to the previous one, is carried out under a high frequency vibration performed by means of the a group that includes mechanics, electrical, electronic, electromagnetic and fluidic, be considered in isolation or in their technically possible combinations.
  • Dry mixing of the solid components of the cement mortar, in a first stage, and of them with the addition of water, in a second stage immediately before the previous one, is carried out under high vacuum carried out by means of the group comprising mechanical, electrical, electronic, electromagnetic and fluidic, be considered in isolation or in their technically possible combinations.

Abstract

Este cuerpo (2) de mortero de cemento que está constituido por un árido (4) con contenido en sílice del orden del 99,5% que está formado por partículas de superficie redondeada y de granulometría comprendida entre 0,1 y 1 mm. El cuerpo presenta los intersticios existentes ocupados por un ligante de etringita (6), derivado de la hidratación de unas partículas de cemento (5) de granulometría del orden de alrededor de las 5 micras, y por las propias partículas de cemento (5) perfectamente hidratado. El cuerpo (2) es susceptible de incorporar en los intersticios formados entre las partículas de árido (4), el ligante de etringita (6) y las partículas de cemento (5), unas micropartículas (7) y unos materiales coloidales. En los intersticios creados entre las partículas de árido (4), las partículas de cemento (5) con ligante de etringita (6), las micropartículas (7) y los materiales coloidales, puede incorporar unas nanopartículas (8). La invención se refiere también a un método de fabricación de dicho cuerpo de mortero.

Description

CUERPO DE MORTERO DE CEMENTO
D E S C R I P C I Ó N
Objeto de Ia invención
La presente invención se refiere a un cuerpo de mortero de cemento y a un método para Ia fabricación de un cuerpo de mortero de cemento que está moldeado con un mortero de cemento destinado especialmente a conformar cuerpos con o sin armadura metálica que presenta propiedades de impermeabilidad y de dureza adecuadas para usos específicos.
Antecedentes de Ia invención
No se tiene conocimiento de solicitudes de patente que hayan tenido por objeto de Ia invención Ia consecución de un mortero de absoluta impermeabilidad y de extremada dureza como las que se obtienen con el objeto de Ia presente invención.
No obstante, existen solicitudes de patente con las que se pretende obtener morteros densos, pero que no presentan las características de impermeabilidad y de dureza arriba apuntadas.
Así, las patentes ES 2 257 682 y ES 2 299 899 tienen por objeto morteros con cualidades que no afectan a las de Ia presente invención, circunstancias que se harán patentes más adelante.
Descripción de Ia invención
La invención tiene por objeto un cuerpo de mortero de cemento que, estando moldeado con un mortero de sílice y cemento según una textura apretada y no porosa, está destinado especialmente a configurar cuerpos que, con o sin armadura metálica, presentan propiedades de impermeabilidad, de resistencia a Ia compresión y de d u reza adecuadas para usos específicos, Io que, a su vez, conduce a que el cuerpo esté dotado de un extraordinario poder aislante eléctrico.
De acuerdo con Ia invención, el cuerpo de mortero de cemento está constituido por un árido con contenido en sílice del orden del 99,5% que está formado por partículas de superficie redondeada y de granulometría comprendida entre 0,1 y 1 mm, los intersticios de las partículas existentes en el agrupamiento de las propias partículas están ocupados por un ligante de etringita derivado de Ia hidratación de unas partículas de cemento de granulometría del orden de alrededor de las 5 mieras y por las propias partículas de cemento perfectamente hidratado.
Una característica de Ia invención Ia constituye el hecho de que el cuerpo, estando constituido por un árido con contenido en sílice del orden del 99,5%, que está formado por partículas de superficie redondeada y de granulometría comprendida entre 0,1 y 1 mm, presenta los intersticios existentes en el agrupamiento de las propias partículas están ocupados por un ligante de etringita derivado de Ia hidratación de unas partículas de cemento de granulometría del orden de alrededor de las 5 mieras y por las propias partículas de cemento hidratado, dicho cuerpo es susceptible de incorporar, en los posibles intersticios formados entre las partículas de árido, el ligante de etringita y las partículas de cemento, unas micropartículas del orden de una miera y unos materiales coloidales, y, finalmente, en los intersticios creados entre las partículas de árido, las partículas de cemento con el ligante de etringita y las citadas micropartículas y materiales coloidales, unas nanopartículas.
Otra característica de Ia invención es Ia de que el cuerpo, durante el procese de fraguado, presenta unas resistencias a Ia compresión que se reseñan seguidamente: a las 8 horas es del orden de 350 kg/cm2; a las 24 horas es del orden de 500 kg/cm2; a las 48 horas es del orden de 575 kg/cm2; a los 7 días es del orden de 750 kg/cm2 y a los 28 días es del orden de 1.000 kg/cm2.
Otra característica de Ia invención radica en el hecho de que el cuerpo de mortero de cemento presenta una impermeabilidad del 100% y, consecuentemente con Ia misma, un extraordinario poder aislante de Ia electricidad. El objeto de Ia invención también contempla un método para Ia fabricación del cuerpo de mortero de cemento objeto de Ia invención, según el cual se realiza el mezclado en seco de un peso de árido de superficie redondeada y de granulometría comprendida entre 0,1 y 1 mm, que presenta un contenido en sílice del 99,5%, con un peso de cemento de partículas del orden de 5 mieras comprendido entre el 27% y el 37% del peso de Ia masa total en seco, a Ia que, sin cesar en Ia operación de mezclado, se Ie añade un peso de agua correspondiente a una cantidad comprendida entre el 29% y el 32% del peso de cemento hasta conseguir, con una perfecta hidratación del cemento, una masa totalmente homogénea, siendo dicha masa vertida en un molde y mantenida en el molde para su fraguado con Ia superficie de Ia masa en contacto con una cubierta que determina el encapsulado del molde, reduce Ia evaporación del agua y calibra una de las medidas del cuerpo a obtener.
Otra característica del método de Ia invención Ia constituye el hecho de que el mezclado en seco de los componentes sólidos del mortero, en un primer estadio, y de estos componentes sólidos con Ia adición de agua, en un segundo estadio inmediato al anterior, se lleva a cabo por remoción de los componentes en un punto estático en el espacio y de forma secuencial, sin interrupción del proceso de remoción, sobre Ia mezcla heterogénea circulante de los componentes que se desplaza según una trayectoria cerrada que ineludiblemente pasa por el punto de remoción hasta conseguir una mezcla homogénea y Ia perfecta hidratación de las partículas de cemento.
Otra característica del método de Ia invención radica en el hecho de que Ia perfecta hidratación del cemento da lugar a Ia formación de un ligante para con el árido que, conocido con el nombre de etringita, está constituido químicamente por el sulfoaluminato tricálcico de fórmula Ca4SO4(AIO3J2 - 30 -32 H2O.
Otra característica del método de Ia invención radica en el hecho de que el fraguado del mortero encapsulado en el molde de conformación se lleva a cabo mediante una aportación térmica del grupo que comprende Ia calefacción exógena, tal como Ia efectuada por aire caliente en unos medios del grupo que comprenden los hornos y los túneles, y Ia calefacción endógena por alta frecuencia, sean consideradas aisladamente o en sus combinaciones técnicamente posibles, realizándose dicho fraguado a condiciones de temperatura comprendida entre los 25 y los 350C y de una humedad del orden del 94%.
Otra característica del método de Ia invención Ia proporciona el hecho de que opcionalmente es susceptible Ia incorporación, en los posibles intersticios formados entre las partículas de árido, el ligante de etringita y las partículas de cemento, de unas micropartículas del orden de una miera y unos materiales coloidales, y, en los intersticios creados entre las partículas de árido, las partículas de cemento con el ligante de etringita y las citadas micropartículas y materiales coloidales, de unas nanopartículas y, finalmente, en los intersticios creados entre las partículas de árido y de cemento con el ligante de etringita y las citadas micropartículas y materiales coloidales, de unas nanopartículas.
De acuerdo con Ia característica precedente, una parte de las nanopartículas a utilizar en el proceso son unas unas nanopartículas con propiedades tribológicas que situadas en el molde y/o en las cubiertas de encapsulamiento y calibrado, ejercen su acción en Ia operación física del moldeo y del desmoldeo, mientras que otra parte de las nanopartículas consisten en nanopartículas que actúan en el desarrollo físico-químico del fraguado del mortero, dotando al producto acabado de múltiples propiedades determinadas por el tipo de las nanopartículas utilizadas.
Finalmente, otras características de Ia invención, relacionadas con Ia remoción y homogeneización de los componentes del mortero de Ia invención, Ia constituyen los hechos de que el mezclado en seco de los componentes sólidos del mortero, en un primer estadio, y de los mismos con Ia adición de agua, en un segundo estadio inmediato al anterior, se lleva a cabo bajo una vibración de alta frecuencia y/o bajo alto vacío, realizados mediante medios del grupo que comprende los mecánicos, los eléctricos, los electrónicos, los electromagnéticos y los fluídicos, sean considerados aisladamente o en sus combinaciones técnicamente posibles.
Breve descripción de los dibujos Para facilitar la comprensión de las ¡deas expuestas, dando a conocer al mismo tiempo diversos detalles de orden constructivo, se describe seguidamente una forma de realización de Ia presente invención haciendo referencia a los dibujos que acompañan esta memoria, los cuales, dado su fin primordialmente ilustrativo, deberán ser interpretados como desprovistos de todo alcance limitativo respecto a Ia amplitud de Ia protección legal que se solicita. En los dibujos:
Figura 1 , representa, en perspectiva, una porción de un panel de mortero de cemento confeccionado de acuerdo con Ia invención.
Figura 2, representa, esquemáticamente, un diagrama microscópico de una micro- fracción de un cuerpo de mortero de cemento procedente de un panel como el que aparece en Ia figura anterior.
Figura 3, representa, esquemáticamente, una disposición amasadora que actúa de acuerdo con el contenido de Ia reivindicación 6.
Figura 4, representa, esquemáticamente, los sentidos de circulación de Ia masa en las zonas de remoción y de traslación de Ia misma.
Figura 5, representa un gráfico de Ia resistencia del material que constituye el cuerpo de mortero de cemento objeto de Ia invención en función del tiempo de fraguado.
Figura 6, representa un gráfico de granulometría de los áridos según las curvas de C. Fuller y C. Bolomey. Descripción de unas realizaciones de Ia invención
Seguidamente se procede a Ia descripción de unas posibles realizaciones del cuerpo de mortero de cemento objeto de Ia invención, junto con el proceso industrial para Ia obtención de los mismos, proceso que, también, constituye el objeto de Ia invención. En Ia figura 1 se ha representado una de las posibles configuraciones del mortero de cemento objeto de esta invención. El mortero de cemento consiste en un fragmento de un panel 1 prefabricado para Ia construcción que comprende un cuerpo 2 de mortero de cemento que está biaxialmente armado con elementos pretensados 3 y que es de un espesor de tres centímetros.
En Ia figura 2 se muestra un diagrama microscópico de una micro fracción de un cuerpo 2 de mortero de cemento procedente de un panel 1 prefabricado para Ia construcción en el que se aprecia que está constituido por los componentes que se grafían esquemáticamente. Los componentes consisten en un árido 4 con un contenido en sílice SiO2 del 99,5%, una partícula de cemento 5, unos cristales de etringita 6, unas micropartículas 7 y unas nanopartículas 8 de distintas clases representadas, a título ilustrativo y arbitrariamente, por estrellas, círculos, óvalos y triángulos, no referenciados numéricamente.
En Ia figura 3 se muestra, en forma esquemática, Ia constitución fundamental de una amasadora que permitirá obtener el mortero de cemento con el que se confecciona el cuerpo 2 de Ia invención. En Ia figura 4 se muestra Ia trayectoria cerrada 9 de circulación de Ia mezcla, tanto en un punto estático de remoción R, como en su traslación tras cada remoción desarrollada según dicha trayectoria cerrada 9 de circulación.
El mezclado en seco de los componentes sólidos del mortero que se han citado en Ia descripción de Ia figura 2, en un primer estadio, y de los mismos con Ia adición de agua, en un segundo estadio inmediato al anterior, se lleva a cabo por remoción de los componentes en el punto de remoción R estático en el espacio y, de forma secuencial, sin interrupción del proceso de remoción, sobre Ia mezcla heterogénea circulante M de los componentes que se desplaza según una trayectoria cerrada que ineludiblemente pasa por el punto estático de remoción hasta conseguir una mezcla homogénea y Ia perfecta hidratación de las partículas de cemento. El punto de remoción R se ha materializado por el agitador 10 introducido vertical y excéntricamente en una cubeta giratoria 11 de configuración troncocónica invertida.
Con el precedente sistema de mezclado y amasado, se consiguen altas resistencias mecánicas e impermeabilidad, las cuales se sustentan básicamente en Ia formulación (granulometría de Ia combinación árido/cemento, Ia baja relación de agua/cemento del mortero (0,30) y Ia utilización de aditivos alto reductores de agua y superplastificantes). Durante el proceso de amasado, el cemento y el árido contactan con el agua de mezclado y se forma un gel rico en sílice que absorbe Ia mayoría del agua disponible.
Entonces, el gel se aglomera entre las partículas de cemento no hidratadas, revistiendo dichas partículas en el proceso. El hidróxido de calcio reacciona con Ia superficie exterior de este gel para formar silicato de calcio hidratado. Este gel se forma en los vacíos del silicato de calcio hidratado producido por Ia hidratación de las partículas de cemento, produciendo una estructura muy densa, ya que rellena los espacios intersticiales que restan entre las partículas de cemento (con granulometría de un 30% aproximadamente inferior a cinco mieras) y el cemento a su vez rellena los espacios intersticiales del árido, todo Io cual confiere al producto final las propiedades físicas de resistencia, impermeabilidad y aislamiento eléctrico.
En Ia figura 5 se ha representado el gráfico de Ia resistencia del material que constituye el cuerpo 2 de mortero de cemento objeto de Ia invención en función del tiempo de fraguado, el cual se corresponde con el contenido de Ia reivindicación 3. En el gráfico se constata que Ia resistencia a Ia compresión del mortero es de los valores que siguen: a las 8 horas es del orden de 350 kg/cm2; a las 24 horas es del orden de 500 kg/cm2; a las 48 horas es del orden de 575 kg/cm2; a los 7 días es del orden de 750 kg/cm2 y a los 28 días es del orden de 1.000 kg/cm2.
En Ia figura 6 se muestra un gráfico de granulometría de los áridos 4 según las curvas de C. Fuller y C. Bolomey que se ha seguido para Ia obtención del cuerpo 2 de mortero de cemento de Ia invención. Este cuerpo 2 de mortero de cemento, fundamentalmente, está constituido por un árido 4 con contenido en sílice del orden del 99,5% que está formado por partículas de superficie redondeada y de granulometría comprendida entre 0,1 y 1 mm. Los intersticios existentes en el agrupamiento de las partículas de árido están ocupados por un ligante de etringita 6 derivado de Ia hidratación de unas partículas de cemento 5, de granulometría del orden de alrededor de las 5 mieras y por las propias partículas de cemento 5 perfectamente hidratado.
No obstante, el referido cuerpo 2 de mortero de cemento puede incluir un número indeterminado de aditivos destinados a adecuar correctamente las características especiales del cuerpo 2 a las necesidades de utilización del mismo. De acuerdo con esta premisa se ha desarrollado el proceso que sigue: estando constituido, como en el caso anterior, por un árido 4 con contenido en sílice del orden del 99,5%, que está formado por partículas de superficie redondeada y de granulometría comprendida entre 0,1 y 1 mm, presenta los intersticios existentes en el agrupamiento de las propias partículas ocupados por un ligante de etringita 6 derivado de Ia hidratación de unas partículas de cemento 5 de granulometría del orden de alrededor de las 5 mieras y por las propias partículas de cemento 5 hidratado, dicho cuerpo 2 es susceptible de incorporar, en los posibles intersticios formados entre las partículas de árido 4, el ligante de etringita 6 y las partículas de cemento 5,
[a] unas micropartículas 7 del orden de una miera unos materiales coloidales, no dibujados, y, finalmente, en los intersticios creados entre las partículas de árido 4, las partículas de cemento 5 con el ligante de etringita 6 y las citadas micropartículas 7 y materiales coloidales,
[b] unas nanopartículas 8.
El cuerpo 2 de mortero de cemento, especialmente el comprendido en Ia reivindicación 1 y obtenido según el proceso de Ia reivindicación 5, presenta una impermeabilidad del 100% según ensayos realizados de acuerdo con las normas UNE EN 1015 -18 y 1170 - 6 por LGAI Technological Center, S. A del Campus de Ia UAB (Universidad Autónoma de Barcelona ) y Ia recomendación Il 4 RILEM por Ia Universidad Politécnica de Catalunya. Consecuentemente, con tal resultado de Ia impermeabilidad, se Ie puede atribuir a dicho cuerpo 2 de mortero de cemento un extraordinario poder aislante de Ia electricidad.
La perfecta hidratación de las partículas de cemento 5 da lugar a Ia formación de un ligante para con el árido que, conocido con el nombre de etringita 6, está constituido químicamente por el sulfoaluminato tricálcico de fórmula Ca4SO4(AIOs)2 • 30 -32 H2O.
El fraguado del mortero de cemento en el molde de conformación se realiza en condiciones de encapsulado que se describen seguidamente, de temperatura comprendida entre los 25 y los 350C y de una humedad del orden del 94%, Io cual se lleva a cabo mediante una aportación térmica del grupo que comprende Ia calefacción exógena, tal como Ia efectuada por aire caliente en unos medios del grupo que comprenden los hornos y los túneles, y Ia calefacción endógena por alta frecuencia, sean consideradas aisladamente o en sus combinaciones técnicamente posibles.
El proceso de encapsulado consiste en un cerramiento del molde una vez vertido y distribuido en el mismo el mortero, de tal manera que en el mismo proceso se efectúan dos acciones: Ia primera consiste en colocar los tacos o caequillos que van a servir para fijar el panel o cuerpo de mortero de cemento a Ia estructura de Ia edificación mediante el correspondiente anclaje, mientras que Ia segunda consiste en cerrar o encapsular Ia masa de mortero depositada en el molde de manera que durante el proceso de fraguado Ia masa conserve Ia humedad suficiente para evitar fisuras y obtener unas propiedades óptimas al extraer el cuerpo de mortero de cemento.
Como se ha sugerido, opcionalmente, en los posibles intersticios formados entre las partículas de árido 4, el ligante de etringita 6 y las partículas de cemento 5, se pueden incorporar unas micropartículas 7 del orden de una miera y unos materiales coloidales. En los intersticios creados entre las partículas de árido 4, las partículas de cemento 5 con el ligante de etringita 6 y las citadas micropartículas 7 y materiales coloidales, se pueden incorporar unas nanopartículas 8. Finalmente, en los intersticios creados entre las partículas de árido 4 y de cemento 5 con el ligante de etringita 6 y las citadas micropartículas 7 y materiales coloidales, se pueden incorporar unas nanopartículas 8. Una parte de las nanopartículas 8 a utilizar en el proceso son unas nanopartículas con propiedades tribológicas que, situadas en el molde y/o en las cubiertas de encapsulamiento y calibrado, ejercen su acción en Ia operación física del moldeo y del desmoldeo, mientras que otra parte de dichas nanopartículas consisten en nanopartículas que actúan en el desarrollo fisico-químico del fraguado del mortero, dotando al producto acabado de múltiples propiedades determinadas por el tipo de las nanopartículas utilizadas.
El mezclado en seco de los componentes sólidos del mortero de cemento, en un primer estadio, y de los mismos con Ia adición de agua, en un segundo estadio inmediato al anterior, se lleva a cabo bajo una vibración de alta frecuencia realizada mediante medios del grupo que comprende los mecánicos, los eléctricos, los electrónicos, los electromagnéticos y los fluídicos, sean considerados aisladamente o en sus combinaciones técnicamente posibles.
El mezclado en seco de los componentes sólidos del mortero de cemento, en un primer estadio, y de los mismos con Ia adición de agua, en un segundo estadio inmediato al anterior, se lleva a cabo bajo alto vacío realizado mediante medios del grupo que comprende los mecánicos, los eléctricos, los electrónicos, los electromagnéticos y los fluídicos, sean considerados aisladamente o en sus combinaciones técnicamente posibles.

Claims

R E I V I N D I C A C I O N E S
1. — Cuerpo de mortero de cemento, caracterizado porque está constituido por un árido (4) con contenido en sílice del orden del 99,5% que está formado por partículas de superficie redondeada y de granulometría comprendida entre 0,1 y 1 mm, estando ocupados los intersticios existentes en el agrupamiento de las propias partículas por un ligante de etringita (6), derivado de Ia hidratación de unas partículas de cemento (5) de granulometría del orden de alrededor de las 5 mieras, y por las propias partículas de cemento (5) perfectamente hidratado.
2. - Cuerpo de mortero de cemento, según Ia reivindicación anterior, caracterizado porque, dicho cuerpo es susceptible de incorporar, en los posibles intersticios formados entre dichas partículas de árido (4), dicho ligante de etringita (6) y dichas partículas de cemento (5), unas micropartículas (7) del orden de una miera y unos materiales coloidales, y, finalmente, en los intersticios creados entre dichas partículas de árido (4), dichas partículas de cemento (5) con dicho ligante de etringita (6), dichas micropartículas (7) y dichos materiales coloidales, unas nanopartículas (8).
3. - Cuerpo de mortero de cemento, según Ia reivindicación 1 , caracterizado porque Ia resistencia a Ia compresión del mortero es de los valores que siguen: a las 8 horas del orden de 350 kg/cm2; a las 24 horas del orden de 500 kg/cm2; a las 48 horas del orden de 575 kg/cm2; a los 7 días del orden de 750 kg/cm2 y a los 28 días del orden de 1.000 kg/cm2.
4. - Cuerpo de mortero de cemento, según Ia reivindicación 1 , caracterizado porque presenta una impermeabilidad del 100% y, consecuentemente con Ia misma, un extraordinario poder aislante de Ia electricidad.
5. — Método para Ia fabricación de un cuerpo de mortero de cemento, caracterizado porque se realiza el mezclado en seco de: [a] un peso de árido (4) de superficie redondeada y de granulometría comprendida entre 0,1 y 1 mm, que presenta un contenido en sílice del 99,5%, [b] con un peso de cemento (5) de partículas del orden de 5 mieras comprendido entre el 27% y el 37% del peso de Ia masa total en seco, a Ia que, [c] sin cesar en Ia operación de mezclado, se Ie añade un peso de agua correspondiente a una cantidad comprendida entre el 29% y el 32% del peso de cemento hasta conseguir, con una perfecta hidratación del cemento, una masa totalmente homogénea, [d] siendo dicha masa vertida en un molde y mantenida en dicho molde para su fraguado con Ia superficie de dicha masa en contacto con una cubierta que determina el encapsulado del molde, reduce Ia evaporación del agua y calibra una de las medidas del cuerpo a obtener.
6. - Método para Ia fabricación de un cuerpo de mortero de cemento, según Ia reivindicación anterior, caracterizado porque el mezclado en seco de los componentes sólidos del mortero, en un primer estadio, y de dichos componentes con Ia adición de agua, en un segundo estadio inmediato al anterior, se lleva a cabo por remoción de los componentes en un punto estático de remoción R en el espacio y de forma secuencial, sin interrupción de dicho proceso de remoción, sobre Ia mezcla heterogénea circulante de dichos componentes que se desplaza según una trayectoria cerrada que ineludiblemente pasa por el punto estático de remoción R hasta conseguir una mezcla homogénea y Ia perfecta hidratación de dichas partículas de cemento (5).
7. — Método para Ia fabricación de un cuerpo de mortero de cemento, según Ia reivindicación 5, caracterizado porque dicha perfecta hidratación del cemento da lugar a Ia formación de un ligante para con el árido (4) que, conocido con el nombre de etringita (6), está constituido químicamente por el sulfoaluminato tricálcico de fórmula Ca4SO4(AIOs)2 • 30 -32 H2O.
8. - Método para Ia fabricación de un cuerpo de mortero de cemento, según Ia reivindicación 5, caracterizado porque el fraguado del mortero encapsulado en dicho molde de conformación se lleva a cabo mediante una aportación térmica del grupo que comprende Ia calefacción exógena, tal como Ia efectuada por aire caliente en unos medios del grupo que comprenden los hornos y los túneles, y Ia calefacción endógena por alta frecuencia, sean consideradas aisladamente o en sus combinaciones técnicamente posibles.
9. — Método para Ia fabricación de un cuerpo de mortero de cemento, según Ia reivindicación 5, caracterizado porque el fraguado del material se realiza en condiciones de temperatura comprendida entre los 25 y los 35°C y de una humedad del orden del 94%.
10. — Método para Ia fabricación de un cuerpo de mortero de cemento, según Ia reivindicación 5, caracterizado porque opcionalmente es susceptible Ia incorporación, en los posibles intersticios formados entre las partículas de árido (4), el ligante de etringita (6) y las partículas de cemento (5), de unas micropartículas (7) del orden de una miera y de unos materiales coloidales, y, finalmente, en los intersticios creados entre dichas partículas de árido (4), dichas partículas de cemento (5) con dicho ligante de etringita (6) y dichas micropartículas (7) y dichos materiales coloidales, de unas nanopartículas (8) y, finalmente, en los intersticios creados entre dichas partículas de árido (4) y de cemento (5) con el ligante de etringita (6) y dichas micropartículas (7) y materiales coloidales, de unas nanopartículas (8).
11. — Método para Ia fabricación de un cuerpo de mortero de cemento, según Ia reivindicación 10, caracterizado porque una parte de dichas nanopartículas (8) a utilizar en el proceso son unas con propiedades tribológicas, que situadas en dicho molde y/o en las cubiertas de encapsulamiento y calibrado, ejercen su acción en Ia operación física del moldeo y del desmoldeo, mientras que otra parte de dichas nanopartículos (8) consisten en nanopartículas que actúan en el desarrollo físico- químico del fraguado del mortero, dotando al producto acabado de múltiples propiedades determinadas por el tipo de las nanopartículas (8) utilizadas.
12. — Método para Ia fabricación de un cuerpo de mortero de cemento, según Ia reivindicación 6, caracterizado porque el mezclado en seco de los componentes sólidos del mortero, en un primer estadio, y de los mismos con Ia adición de agua, en un segundo estadio inmediato dicho primer estado, se lleva a cabo bajo una vibración de alta frecuencia realizada mediante medios del grupo que comprende los mecánicos, los eléctricos, los electrónicos, los electromagnéticos y los fluídicos, sean considerados aisladamente o en sus combinaciones técnicamente posibles.
13. - Método para Ia fabricación de un cuerpo de mortero de cemento, según Ia reivindicación 6, caracterizado porque el mezclado en seco de los componentes sólidos del mortero, en un primer estadio, y de los mismos con Ia adición de agua, en un segundo estadio inmediato a dicho primer estadio, se lleva a cabo bajo alto vacío realizado mediante medios del grupo que comprende los mecánicos, los eléctricos, los electrónicos, los electromagnéticos y los fluídicos, sean considerados aisladamente o en sus combinaciones técnicamente posibles.
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