WO2014029039A1 - Procedimiento para obtener un hormigon liviano de baja densidad, que posee cualidades termicas, acusticas, resistente a la flectotraccion, incombustible y resistente a los impactos - Google Patents
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Definitions
- the present application is directed to a process to obtain a lightweight low density concrete, suitable for manufacturing construction elements such as; Blocks, bricks, panels, tiles, vaults, beams, pillars, walls and reinforced concrete slabs.
- i serve as a barrier against the outside heat of summer and keep the heat from heating in winter.
- the proposed solution is based on a procedure that consists in the determination and distribution of the sizes that make up the aggregate which is a factor that is directly related to mechanical resistance, the partial percentages retained in analytical and graphic form are calculated according to the nulometric table.
- this fiber in the mixture produces a degree of impermeability since It reduces the formation of micro cracks and allows greater integrity of the plastic state when hardened and reduces shrinkage and settling in the demoulding stage, in addition processed sand is incorporated by having irregular edges in the mixture causing greater compression resistance.
- these capillary vessels act as expansion chambers that favor the decrease in density and improve the adhesion in the hardened state, and by increasing of pores the fine part of the mixture improves the absorption of the sound and increases the thermal quality, in addition it favors the resistance in the cycles of freezing and thawing.
- a process of drying and calcining of pozzolan powder is performed, then mixed with cement to provide the pozzolan powder with binder properties and improve the physical properties of the mixture, such as low work and water retention, once vibrated. Compressed the mixture, the release of the resulting product has a setting time of 7 days, this process is carried out with a moderate rain during the time of hydration and setting.
- lightweight pumice concrete meets the standards required in acoustic insulation and is evaluated in IDIEM laboratories of the University of Chile, according to acoustic insulation tests in the laboratory according to Chilean standard NCh-2786, report No. 751,597 of 2012 and the results obtained by engineering method.
- the density of this concrete livia not in blocks of 15 cm thick has a density in its mass per unit area of 160 Kg / m2.
- a pumice block test of (7xl5x29cm.) was determined to obtain a nominal density of 1,118 Kg / m 3
- This innovative process in the production of lightweight concrete does not emit emissions of polluting particles contributing to the use of clean energy for its process, it also contributes to improving urban conditions in the management of waste from disposable bottles being the fiber of this part of the inputs occupied in the mixture, contributing in addition to the thermal efficiency in the walls of the houses, optimizing the consumption of caloric energy inside these or, where appropriate, reducing the combustion of firewood, coal and other pollutants, the actions that have been required to mitigate environmental pollution.
- the thick pumice acid of different granulometries is introduced in 5 to 40 mm. at a rate of 26% of the mixture to a horizontal axis revolver without movement, polypropylene micro-fibers are added at a rate of 0.07% of the mixture, then the horizontal revolver is turned on to distribute the dry state evenly fiber for 5 minutes, after 12% of water in the mixture, 46% of the water is added to saturate 85% of the pores contained in the pumice coarse aggregate, then an aqueous solution of air-inclusive additive of 0 is added , 08% of the mixture producing a foamy substance of micro-bubbles, then the remaining 54% water is combined with a solution composed of water-repellent additive at a rate of 2% of the mixture, then added at the rate of 16 % of the mixture of pumicite sand with a size of 0.063 to 4mm. and it is incorporated with processed rock sand at a rate of 9% of the mixture of a 0.02 sieve at 1.5 mm.
- the pozzolana powder undergoes a physical change by means of drying and the application of a temperature of 150 to 200 ° C. decomposing the hydrates of silica, aluminas, sodium and potassium oxide.
- the treated pozzolan powder is incorporated into the wet mixture at a rate of 8% of the mixture and combined with cement at a rate of 27% of the mixture, once the mixing process has been completed, the entire mixture is able to acquire a plastic consistency, tame and flexible and then be used in the manufacture of construction elements such as blocks, bricks, panels, tiles, vaults, with a vibro-block machine and in slaughter transport stages it is dosed with a dose of water and cement according to the distance or the resistance requested for the concreting of pillars, beams, walls and slabs of reinforced concrete achieving the ability to remain homogeneous using a cone of Abraham from 10 to 12 cm.
- Percentage is used for the manufacture of low density lightweight concrete.
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Abstract
Se introduce el árido de pumice de 5 a 40 mm. en un 26% de la mezcla y luego la microfibras en 0,07%, luego del 12% de agua de la mezcla se le incorpora el 46% para saturar el 85% de poros de la pumice, luego se le agrega aditivo inclusores de aire en un 0,08% de la mezcla, después se introduce el 54% restante de agua compuesta con un aditivo hidrófugo en un 2% de la mezcla, luego se le agrega el 16% de la mezcla de arena de pumicita de tamiz 0,063 a 4mm. y se le agrega arena procesada que corresponde al 9% de la mezcla de 0,02 a l,5mm. luego se introduce una mezcla seca combinada por polvo de puzolana en un 8% de la mezcla con cemento a razón de un 27% de la mezcla luego una vez completado el ciclo de batido adquiere una consistencia plástica, dócil y flexible. En proceso de transporte de faenas la mezcla se dosifica con una dosis de agua y cemento de acuerdo a la distancia o resistencia solicitada para el hormigonado logrando mantenerse homogénea con cono de Abraham de 10 a 12 cms.
Description
PROCEDIMIENTO PARA OBTENER UN HORMIGON LIVIANO DE BAJA DENSIDAD, QUE POSEE CUALIDADES TERMICAS, ACUSTICAS, RESISTENTE A LA FLECTOTRACCION, INCOMBUSTIBLE Y RESISTENTE A LOS IMPACTOS.
La presente solicitud está dirigida a un procedimiento para obtener un hormigón liviano de baja densidad, apto para fabricar elementos constructivos tales como; Bloques, ladrillos, paneles, tejas, bovedillas, vigas, pilares, muros y losas de hormigón armado.
Específicamente está dirigido a la elaboración de un hormigón liviano a base de pumice volcánica de baja densidad con propiedades térmico, acústico, resistente a la flectotraccion, liviano, incombustible y resistente a los impactos.
ESTADO DE LA TECNICA
Si bien hoy en día existen procedimientos que incorporan áridos livianos, no se han desarrollado en forma eficiente y tienen la desventaja de no contar con un procedimiento que incorpore aditivos y mecanismos para optimizar el hormigón de acuerdo a las nuevas exigencias del mercado, los procedimientos existentes son poco resistentes a los impactos y a la flexión, muestran baja resistencia a la humedad, no cumplen con los estándares en aislación térmica y acústica exigidos, además en el procedimiento en la preparación del hormigón usan sistemas comunes para mezclar como trompos concreteros o betoneras que son poco eficientes con los áridos livianos y provocan en la mezcla segregar el árido más entero a pesar que lo tienden a saturar de agua no logran distribuir uniformemente las partículas obteniendo hormigones defectuosos con poros o nidos y el fino de la mezcla con el aglomerante se adhiere al grueso originando bolos por el sistema de revoltura usada en 25 a 35 grados, estas mezclas al carecer de micro fibras y aditivos no logran obtener una mezcla homogénea.
En países que viven con movimientos sísmicos necesitan elementos constructivos que resistan y atenúen el grado de sismicidad tanto a la tracción o flexión, no menos importante es contar con elementos constructivos eficientes en muros para aislar la humedad exterior de una edificación, se construyen viviendas sociales donde los muros medianeros no cumplen con los estándares para la aislación del ruido, de acuerdo a la exigencia de la reglamentación térmica en el mundo el tema de economía de la energía en aislamiento térmico en los sistemas constructivos en muros de viviendas significa un alto costo y satisfacer esta exigencia es el desarrollo de este procedimiento creando un hormigón que mejore la eficiencia energética y que permita servir de barrera contra el calor exterior del verano y conservar el calor de la calefacción en invierno
HOJA DE REEMPLAZO (Regla 26)
i
servir de barrera contra ei calor exterior del verano y conservar el calor de la calefacción en invierno.
La solución propuesta se basa en un procedimiento que consiste en la determinación y la distribución de los tamaños que conforman el árido que es un factor que está directamente relacionado con la resistencia mecánica, se calculan los porcentajes parciales retenidos en forma analítica y gráfica de acuerdo a la tabla gra nulométrica.
Tabla Granulométrica según la norma chilena NCH 165 OF. 77.
Se logra incrementar la resistencia al impacto y a la flexo-tracción con la fibra de polipropileno que se distribuye en forma tridimensional en la mezcla y sustituye la ma lla electro soldada en elementos de hormigón, esta fibra en la mezcla produce un grado de impermeabilidad ya que reduce la formación de micro grietas y permite una mayor integridad del estado plástico al endurecido y reduce la contracción y asentam iento en la etapa de desmolde, además se incorpora arena de roca procesada al tener aristas irregulares en la mezcla provoca mayor resistencia a la compresión.
Al grueso del árido de pumice se le agrega agua para saturar el 85% de los poros que contiene la pumice y una vez que se le incorpora aditivo hidrófugo a la mezcla y pase al estado seco se producen cámaras milimétricas de aire sellado.
Además a la pa rte fina de la mezcla se provocan capilares de aire sellados media nte el aditivo ¡nclusor de aire, estos vasos capilares actúan como cámaras de expansión que favorece la disminución de la densidad y mejora la adherencia en estado endurecido, y al aumentar de poros la parte fina de la mezcla mejora la absorción del sonido e incrementa la calidad térmica, además favorece la resistencia en los ciclos de congela miento y deshielo.
Se realiza un procedimiento de secado y calcinación de polvo de puzolana, luego se mezcla con cemento para proporciona r al polvo de puzolana propiedades aglomerantes y mejorar las propiedades físicas de la mezcla, como la tra baja ilidad y retención del agua, una vez vibro-comprimida la mezcla, el desmolde del producto resultante tiene un tiempo de fraguado de 7 días, este proceso se realiza con una lluvia moderada durante el tiempo de hidratacíón y fraguado.
De acuerdo a ensayos elaborados en laboratorios del IDI EM de la Universidad de Chile al hormigón liviano de pumice con la norma chilena NCh 853 of. 2007, los cálculos de resistencias y trasmitancias térmicas cuyo informe N° 820.639 del 2013, para la solución de bloque constructivo de 11 xl8 x36 cm. con mortero de pega de 10m m., se determino la transmitancia térmica de; 1,49 (W/m2K), el valor obtenido cumple para las zonas Térmicas 1, 2, 3, 4 y 5 según tabla.
Tabla de la Ordenanza General de Urbanismo y Construcciones de Chile
Además el hormigón liviano de pumice cumple con los estándares exigidos en la aislación acústica y es evaluado en laboratorios IDIEM de la Universidad de Chile, de acuerdo a ensayos de aislamiento acústico en laboratorio según norma chilena NCh- 2786, informe N° 751.597 del 2012 y los resultados obtenidos por método de ingeniería.
R,w(C;Cfr) =49(-l;-4)dB
R,w+ C =48 dB
Considerado óptimo pa ra la aislación de muros medianeros.
Según determinaciones y cá lculos del laboratorio I DIEM de la Universidad de Chile la densidad de este hormigón livia no en bloques de 15 cm de espesor tiene una densidad en su masa por unidad de superficie de 160 Kg/m2.
Se determino un ensayo a bloques de pumice de (7xl5x29cm.) obteniendo una densidad nominal de 1.118 Kg/m3
Además se realizo un ensayo de resistencia al fuego según norma Chilena NCh 935/1 Of.97 con bloques de 15 cm. de espesor en un muro de (2.20 x 2.40 mts.) Según informe N° 751.599 del 2012, el cua l se realizó a una temperatura constante de 1.000 C° y los resultados arrojados fueron una resistencia al fuego en un tiem po de 219 minutos se obtuvo una resistencia al fuego la cual clasifica en F- 180.
Además se determino la absorción de agua de los áridos de pumice de acuerdo a lo siguiente;
ABSORCIÓN DE AGUA NCh 1239. OF. 77.
Es la masa de agua necesa ria para llevar un árido de estado seco a estado saturado superficia lmente seco, y se logra sumergiendo la muestra durante 24 horas en m período después del cual se pesa y se relaciona con su peso inicia l, calculándose absorción de la siguiente forma :
Ab = "''""^ x 100% Reemplazando: Ab = 85%
Donde msss, es la masa del á rido saturado superficialmente seco y donde ms; es la masa del á rido seco.
Este hormigón está diseñado específicamente pensando en a poyo de la conservación de los recursos naturales protegiendo la biodiversidad y los ecosistemas, en función de ocupar materias primas tratadas en forma natural por los volcanes, las perspectivas futuras es el manejo de este procedimiento en razón del manejo sustentable revirtiendo ocupar suelo natural y proporcionar actividades relacionadas con la fijación de carbono con la reducción de gases de efecto invernadero. Este proceso innovador en la elaboración del hormigón liviano no emite emisiones de partículas contaminantes contribuyendo en el uso de energías limpias para su proceso, además contribuye en mejorar las condiciones urbanas en el manejo de desperdicios de botellas desechables siendo la fibra de esta parte de los insumos ocupados en la mezcla, contribuyendo además en la eficiencia térmica en los muros de las vivienda optimizando el consumo de energía calórica al interior de estas o en su caso reducir la combustión de leñas, carbón y otros contaminantes las acciones q ue han sido requeridas para mitigar la contaminación ambienta l.
Las estrategias empleadas por los países con respecto con programas ambientales promoviendo programas ambientales para mejorar la eficiencia en el uso de la energía y minimizar las emisiones de C02 mejorando prácticas encaminadas a reducirlas, además de reutilizar y reciclar desperdicios es parte de las metas fijadas por el inventor.
Se realizaron estudios y asesoría para la validación ambiental de productos fabricados con el hormigón liviano bajo estándares internaciona les asociados con el sello verde con la certificación LEED con el informe de validación N° 831 . 328/2013 el cual consiste en el levantamiento de créditos en los cuales los productos en estudio contribuyen en el ámbito de ahorro de energía y sustenta bílidad.
DESCRIPCION DETALLADA DE LA INVENCION
Se introduce el á rido grueso de pumice de diferentes granulometrías en 5 a 40 mm. a razón de un 26% de la mezcla a una revolvedora de eje horizontal sin movimiento, se le incorpora micro-fibras de polipropileno a razón de 0,07% de la mezcla, luego se enciende la revolvedora horizontal para distribuir en estado seco uniformemente la fibra durante 5 minutos, luego del 12% de agua de la mezcla se agrega el 46% del agua para saturar el 85% de los poros contenidos en el árido grueso de pumice, luego se agrega una solución acuosa de aditivo inclusores de aire de 0,08% de la mezcla produciendo una sustancia espumosa de micro-burbujas, luego se combina el resto de agua de un 54% con una solución compuesta de aditivo hidrófugo a razón de un 2% de la mezcla, luego se agrega a razón de 16% de la mezcla de arena de pumicita de un tam iz de 0,063 a 4mm. y se le incorpora arena de roca procesada a razón de un 9% de la mezcla de un tamiz 0,02 a l,5mm., la revolvedora bate los com ponentes hasta crear una mezcla homogénea.
Previo a comenzar a incorporar una mezcla seca, el polvo de puzolana de sufre un cambio físico por medio de secado y la aplicación de una temperatura de 150 a 200°C. descomponiendo los hid ratos de sílice, alúminas, oxido de sodio y potasio.
Una vez obtenido el polvo de puzolana tratado se incorpora a la mezcla húmeda a razón de un 8% de la mezcla y combinado con cemento a razón de un 27% de la mezcla, una vez cumplido el proceso de batido de la mezcla completa logra adquirir una consistencia plástica, dócil y flexible para luego ser empleado en la fabricación de elementos constructivos como bloques, ladrillos, paneles, tejas, bovedillas, con una maquina vibro-bloquera y en etapas de transporte de faena se dosifica con una dosis de agua y cemento de acuerdo a la distancia o la resistencia solicitada para el hormigonado de pilares, vigas, muros y losas de de hormigón armado logrando la capacidad de mantenerse homogénea usando un cono de Abraham de 10 a 12 cm.
Porcenta es utilizados ara la fabricación del hormigón liviano de baja densidad.
Claims
1. - Procedimiento para obtener un hormigón liviano de baja densidad, apto para fabricar elementos constructivos tales como; Bloques, ladrillos, paneles, tejas, bovedillas, vigas, pilares, muros y losas de hormigón armado, que posee propiedades como;
Térmico, acústico, resistente a la flectotraccion, liviano, incombustible y resistente a los impactos, CARACTERIZADO porque comprende mezclar homogéneamente entre un 30 a un 42 % de una mezcla seca que contiene polvo de puzolana y cemento, con un porcentaje de entre un 58 a un 70% de una mezcla húmeda que comprende una solución compuesta con aditivos hidrófugos en un porcentaje entre 1,5 a un 2%.
2. - Procedimiento para obtener un hormigón liviano de baja densidad, de acuerdo a la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el polvo de puzolana que contiene la mezcla tiene un tamaño de partícula inferior al tamiz 0,063mm.
3. - Procedimiento para obtener un hormigón liviano de baja densidad, de acuerdo a la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque el polvo de puzolana, previo a la mezcla con el cemento se trata térmicamente a una temperatura de 150 a 200 °C.
4. - Procedimiento para obtener un hormigón liviano de baja densidad, de acuerdo a la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque la mezcla seca comprende un rango de un 20 a un 30% de polvo de puzolana y un rango de un 70 a un 80% de cemento.
5. - Procedimiento para obtener un hormigón liviano de baja densidad, de acuerdo a la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque a la mezcla húmeda se le incorpora arena procesada porque con las aristas irregulares se crea un rango mayor de resistencia.
6. - Procedimiento para obtener un hormigón liviano de baja densidad, de acuerdo a la reivindicación 1, CARACTERIZADO porque si la mezcla se formula con árido grueso de roca procesada con tamiz de 5 a 20mm. a razón de un 13% de la mezcla en igual proporción en volumen con el árido de pumice con tamiz de 5 a 20mm. a razón de un 13% de la mezcla se logra un hormigón aun más resistente a la compresión, para fabricar elementos constructivos exteriores de baja densidad como; panderetas, pastelones, adocretos, pilares, soleras, muros de contención, hormigón armado para losas y muros constructivos.
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| CL2307-2012 | 2012-08-20 | ||
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- 2012-08-20 CL CL2012002307A patent/CL2012002307A1/es unknown
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