WO2014188034A1 - Residuo de sanitarios para la elaboración de cementos, procedimiento de obtención y cementos que lo comprenden - Google Patents
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Definitions
- the present invention is framed in the construction sector, and more specifically in the cement industry, which forced by a foreseeable decrease in the materials currently used and a hardening of national and international environmental policies will demand alternative products, which present technological advantages , environmental and economic viable for the sector.
- Sanitary waste can have two origins: a) Of the ceramic sanitary ware industry that are constituted by those products rejected for sale that do not meet the requirements demanded by the manufacturer and; b) Landfills or recycling plants that are constituted by those products from the rehabilitation or renovation of homes, industries, etc.
- sanitary waste in the manufacture of cements would allow the concept of sustainability to be introduced in the construction sector, a sector that is traditionally considered as fearful of the environment, thus being in line with European and national policies sustainable development.
- the present invention describes a new use of sanitary waste for the manufacture of common cements and white cements.
- An object of the invention is a waste based on sanitary ceramic products directly from the ceramic sanitary or landfill industry, which has a pozzolanic activity and a particle size of less than 63 ⁇ . It has been observed that the fineness of the material is decisive in its pozzolanic activity.
- Another object of the invention is the process for obtaining sanitary waste of the invention, which comprises the following steps:
- Another object of the invention is the common or white cement, hereinafter cement of the invention, which comprises the sanitary waste of the invention as a component in said cement in a percentage of between 0.1% and 55%.
- the common cement comprises the sanitary waste as the main component in said cement in a percentage of between 6% and 55%.
- the common cement comprises the sanitary waste as an additional minor component in said cement in a percentage of between 0.1% and 5%.
- the white cements manufactured comprise the sanitary waste as the main component in said cement in a percentage of between 6% and 55% or as an additional minor component in said cement in a percentage of between 0.1% and 5% and have a value of the parameter L * of the CIELAB coordinates greater than or equal to 85.
- Another object of the invention is the process for obtaining the cement of the invention, hereinafter the method of the invention, which comprises the following steps:
- the present invention is based on the fact that it has been observed that from sanitary waste (Figure 1) it is possible to obtain a product that acts as a pozzolanic material useful as an additive for the manufacture of cements when prepared as a homogeneous product, with a fine grain size less than 63 ⁇ (particle size similar to cement) ( Figure 2).
- This waste can come from the ceramic sanitary ware industry, constituted by those products rejected for sale that do not meet the requirements demanded by the manufacturer, and from landfills or recycling plants, constituted by those products from rehabilitation or housing, industry, etc. reforms and can thus offer a commercial outlet to this waste material.
- This sanitary waste ( Figure 2), is introduced into the cements as the main component (6-55% by mass) and is framed within natural calcined pozzolans (Q) and also as a minor component (percentages below 5% by mass) , provided it is not already included as a component controlling.
- Q natural calcined pozzolans
- this product different types of cements can be obtained, depending on the dosages made, being also possible for the use of white cements.
- calcined natural pozzolans where according to the standard LINEEN 197-1: 201 1 (Spanish Standard UNE-EN 197-1: 201 1 "Cement. Part 1: Composition, specifications and conformity criteria for common cements ", December 201 1), calcined natural pozzolans (Q) are defined as materials of volcanic origin, clays, slates or sedimentary rocks activated by thermal treatments and in accordance with section 5.2.3.1. (Generalities of pozzolanic materials P, Q).
- UNE-EN 197-1 201 1 standard, they could be used as the main component (percentages up to 55% by mass) in the manufacture of cements CEM ll / AQ, CEM ll / BQ, CEM IV / A, CEM IV / B, CEM V / A and CEM V / B, and can also be used as a minor component (percentages below 5% by mass) giving rise to any of the main types of cement (CEM I, CEM II, CEM III, CEM IV and CEM V) as long as it is not already included as a majority component.
- homologous white cements type BL ll / AQ, BL ll / BQ, IV can be obtained depending on the dosages made / A, BL IV / B and BL V or cement of any type (BL I, BL II, BL III, BL IV and BL V) if used as minor components.
- an object of the invention is a sanitary waste useful for the manufacture of cements, hereinafter a sanitary waste of the invention, which has a pozzolanic activity and a particle size suitable for this purpose with a particle size of less than 63 ⁇ .
- Another object of the invention is the procedure for obtaining the waste of toilets of the invention, hereinafter procedure for obtaining the waste of toilets of the invention, which comprises the following steps:
- the cements with which the invention was made are a gray Portland cement of resistant class 42.5 R and a common white cement of resistant class 52.5 R according to UNE-EN 197-1: 201 1, although it is not limiting;
- the difference in the use of one cement or another will influence the final performance, and the final behavior of the invention can be adapted to the characteristics of the cement used.
- Another object of the invention is cement, hereinafter cement of the invention, which comprises the sanitary waste of the invention as a component in said cement in a percentage of between 0.1% and 55%.
- the common cement comprises the sanitary waste as the main component in said cement in a percentage of between 6% and 55%.
- the common cement comprises the sanitary waste as an additional minor component in said cement in a percentage of between 0.1% and 5%.
- the white cements manufactured comprise the sanitary waste as the main component in said cement in a percentage of between 6% and 55% or as an additional minor component in said cement in a percentage of between 0.1% and 5% and have a value of the parameter L * of the CIELAB coordinates greater than or equal to 85.
- Another object of the invention is the process for obtaining the cement of the invention, hereinafter procedure for obtaining the cement of the invention, which comprises the following steps:
- Another particular object of the invention is the process for obtaining cement where the proportion between sanitary waste and the cement of a) meets the following formula: mtotal - m C emento m re siduo
- Figure 1 Initial aspect of the sample of ceramic sanitary ware.
- Figure 4 Graph showing the flexural strengths obtained in mortars made with 20% and 30% dosing at the ages indicated.
- a mixture of cement with sanitary waste is carried out as a component.
- Sanitary waste (Figure 1), could act in the cements as the main component (6-55% by mass) and would be framed within natural calcined pozzolans (Q) and also as a minor component (percentages below 5% by mass) , provided that it is not already included as a major component, according to UNE-EN 197-1: 201 1.
- cements of type CEM ll / AQ can be obtained depending on the dosages made , EMC ll / B- Q, CEM IV / A, CEM IV / B, CEM V / A and CEM V / B, or cements of any type (CEM I, CEM II, CEM III, CEM IV and CEM V) if used as minority components.
- homologous white cements type BL ll / AQ, BL ll / BQ, IV / A, BL IV / B and BL V or cements of any type can be obtained (BL I , BL II, BL III, BL IV and BL V) if used as minor components, according to UNE 80305: 2012 and UNE-EN 197-1: 201 1.
- the chemical composition of the sanitary waste thus obtained is characterized by being essentially composed of silicon dioxide (> 65% by mass) and aluminum oxide (> 20%), as well as iron oxide and other minor oxides. In addition, they are characterized by having a reactive silicon dioxide content greater than 25% by mass (> 45% by mass).
- type ll / BQ and type IV / A that contain this sanitary material as a main component in a percentage between 6% - 20%, 21% - 30% and 1 1% - 30% by mass, respectively, could be used to manufacture Portland cements with a strength class 32.5 (N and R) and 42.5 (N and R), according to the mechanical requirements set out in Table 3 of the UNE EN standard 197-1: 2011.
- portland cements type ll / BQ and type IV / A could be used to manufacture cements of a strength class 32.5 (N and R), 42.5 N, complying with the requirements mechanics established in the table indicated above.
- CEM IV / B and CEM V / B type cements resistant classes of 32.5 N could be achieved.
- type ll / AQ type ll / BQ and type IV / A containing as main component this white sanitary ceramic material in a percentage between 6% - 20, 21% - 35% and 1 1% - 35% by mass, respectively, could be used to manufacture white cements with a strength class 32.5 (N and R), 42.5 (N and R) and 52.5 (N and R), according to the mechanical requirements established in Table 3 of the UNE EN 197-1: 2011 standard.
- BL IV / B and BL V / B type cements can be achieved resistant classes of 32.5 N. The results obtained with different cements are shown in Figures 3 and 4 manufactured with the toilet waste.
- UNE EN 197-1: 201 1 standard establishes that CEM IV type pozzolanic cements must meet the property of pozzolanicity, according to the test described in UNE EN 196-5: 201 1.
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Abstract
La presente invención describe un residuo obtenido de la industria cerámica de sanitarios o de vertedero o de plantas de reciclaje como componente puzolánico de cementos. Se presenta además un método de obtención de estos residuos de sanitarios y otro procedimiento de fabricación de cementos (cementos comunes y cementos blancos) utilizando estos residuos. Este tipo de residuos, son recogidos directamente en la industria que fabrica cerámica de sanitarios, en vertederos o en las plantas de reciclaje, donde se realiza su gestión. Con esta invención se podría facilitar una posible salida comercial a estos residuos.
Description
RESIDUO DE SANITARIOS PARA LA ELABORACIÓN DE CEMENTOS.
PROCEDIMIENTO DE OBTENCIÓN Y CEMENTOS QUE LO COMPRENDEN.
SECTOR DE LA TÉCNICA
La presente invención se enmarca en el sector de la construcción, y más concretamente en la industria cementera, que forzada por una previsible disminución de los materiales utilizados actualmente y de un endurecimiento de las políticas medioambientales nacionales e internacionales demandará productos alternativos, que presenten ventajas tecnológicas, medioambientales y económicas viables para el sector.
ESTADO DE LA TÉCNICA
Los residuos sanitarios pueden tener dos orígenes: a) De la industria cerámica de sanitarios que están constituidos por aquellos productos rechazados a la venta que no cumplen con los requisitos exigidos por el fabricante y; b) De los vertederos o de las plantas de reciclaje que están constituidos por aquellos productos procedentes de la rehabilitación o reformas de viviendas, industrias, etc.
En el proceso de fabricación de los productos cerámicos se utilizan, como materia prima, materiales naturales, que contienen una proporción elevada de minerales arcillosos, los cuales mediante un proceso de deshidratación, seguido de otro de cocción controlada a temperaturas entre 700°C y 1290°C adquieren sus propiedades características de "arcilla cocida". Por lo tanto, el propio proceso de fabricación de los materiales cerámicos lleva aparejado temperaturas de cocción elevadas, que pueden dar lugar a la activación de los minerales arcillosos, proporcionando actividad puzolánica a los mismos.
La incorporación de estos residuos sanitarios en la fabricación de cementos permitiría introducir el concepto de sostenibilidad en el sector de la construcción, sector que tradicionalmente es considerado como poco respetuoso con el medio ambiente, estando en consonancia de este modo con las políticas europeas y nacionales de desarrollo sostenible.
En la presente invención se describe un nuevo uso de los residuos sanitarios para la elaboración de cementos comunes y cementos blancos.
DESCRIPCIÓN BREVE DE LA INVENCIÓN
Un objeto de la invención lo constituye un residuo basado en productos cerámicos sanitarios procedentes directamente de la industria cerámica de sanitarios o de vertederos, que posee una actividad puzolánica y una granulometría inferior a 63 μιη. Se ha observado que la finura del material es determinante en la actividad puzolánica del mismo.
Otro objeto de la invención es el procedimiento de obtención de los residuos sanitarios de la invención que comprende las siguientes etapas:
a) recogida de residuos de partida en la industria cerámica de sanitarios o de los vertederos o plantas de reciclaje,
b) secado del residuo de a) en una estufa a 105°C hasta peso constante, para facilitar el proceso de trituración y molienda,
c) trituración o molienda del residuo de b) el tiempo necesario para obtener un tamaño inferior a 63 μιη, que se considera idóneo para su uso como material puzolánico y
d) tamizado del residuo de c) con un tamiz de 63 μιη para obtener el residuo de sanitarios homogéneo.
Otro objeto de la invención lo constituye el cemento común o blanco, en adelante cemento de la invención, que comprende el residuo de sanitarios de la invención como componente en dicho cemento en un porcentaje de entre un 0.1 % y un 55%.
En una realización preferente de la invención el cemento común comprende el residuo de sanitarios como componente principal en dicho cemento en un porcentaje de entre un 6% y un 55%.
En otra realización preferente de la invención el cemento común comprende el residuo de sanitarios como componente minoritario adicional en dicho cemento en un porcentaje de entre un 0.1 % y un 5%.
En otra realización preferente los cementos blancos fabricados comprenden el residuo de sanitarios como componente principal en dicho cemento en un porcentaje de entre un 6% y un 55% o como componente minoritario adicional en dicho cemento en un porcentaje de entre un 0,1 % y un 5% y tienen un valor del parámetro L* de las coordenadas CIELAB mayor o igual a 85.
Otro objeto de la invención es el procedimiento de obtención del cemento de la invención, en adelante procedimiento de la invención, que comprende las siguientes etapas:
a) mezcla del residuo de sanitarios de la invención con un cemento en una proporción entre 0.1 % y 55% hasta garantizar una correcta homogeneización, y
b) almacenamiento de la mezcla de a) en un lugar estanco para evitar la carbonatación y humectación de las mismas. DESCRIPCIÓN DETALLADA
La presente invención se basa en que se ha observado que a partir de residuos de sanitarios (Figura 1 ) es posible obtener un producto que actúa como un material puzolánico útil como aditivo para la elaboración de cementos cuando se prepara como un producto homogéneo, con una tamaño de grano fino inferior a 63 μιη (tamaño de partícula similar al cemento) (Figura 2). Estos residuos pueden proceder de la industria cerámica de sanitarios, constituidos por aquellos productos rechazados a la venta que no cumplen con los requisitos exigidos por el fabricante, y de los vertederos o de las plantas de reciclaje, constituidos por aquellos productos procedentes de la rehabilitación o reformas de viviendas, industrias, etc. y pueden ofrecer de este modo una salida comercial a este material de desecho.
Este residuo de sanitarios (Figura 2), se introduce en los cementos como componente principal (6-55% en masa) y se encuadra dentro de puzolanas naturales calcinadas (Q) y también como componente minoritario (porcentajes inferiores al 5% en masa), siempre que no esté incluido ya como componente
mayoritario. Con este producto se pueden obtener, en función de las dosificaciones realizadas, distintos tipos de cementos, siendo además posible su uso para la elaboración de cementos blancos.
Los residuos de sanitarios descritos en la presente invención pueden ser considerados como puzolanas naturales calcinadas, donde según la norma LINEEN 197-1 :201 1 (Norma Española UNE-EN 197-1 :201 1 "Cemento. Parte 1: Composición, especificaciones y criterios de conformidad de los cementos comunes", Diciembre de 201 1 ), se definen puzolanas naturales calcinadas (Q) como materiales de origen volcánico, arcillas, pizarras o rocas sedimentarias activadas por tratamientos térmicos y conformes con el apartado 5.2.3.1. (Generalidades de materiales puzolánicos P, Q).
Estas puzolanas naturales calcinadas, tal y como recoge el apartado 5.2.3.1. de la norma UNE EN 197-1, se caracterizan por estar compuestas esencialmente por dióxido de silicio (> 65% en masa) y óxido de aluminio (> 20%), así como óxido de hierro y otros óxidos minoritarios. Además, se caracterizan por tener un contenido de dióxido de silicio reactivo superior al 25% en masa (> 45% en masa). La composición química de estos residuos de sanitarios están en consonancia con lo indicado anteriormente, tal y como se indica en los valores mostrados dentro de los paréntesis.
De esta manera y de acuerdo a la norma UNE-EN 197-1 :201 1 , podrían ser empleados como componente principal (porcentajes hasta 55% en masa) en la fabricación de cementos CEM ll/A-Q, CEM ll/B-Q, CEM IV/A, CEM IV/B, CEM V/A y CEM V/B, pudiéndose emplear además como componente minoritario (porcentajes inferiores al 5% en masa) dando lugar a cualquiera de los tipos principales de cemento (CEM I, CEM II, CEM III, CEM IV y CEM V) siempre que no esté incluido ya como componente mayoritario.
Además, según la norma UNE 80305:2012 y UNE-EN 197-1 :201 1 , con estos residuos sanitarios se pueden obtener, en función de las dosificaciones realizadas, cementos blancos homólogos tipo BL ll/A-Q, BL ll/B-Q, IV/A, BL IV/B y
BL V o cementos de cualquier tipo (BL I, BL II, BL III, BL IV y BL V) si se emplean como componentes minoritarios.
Así, un objeto de la invención lo constituye un residuo de sanitarios útil para la elaboración de cementos, en adelante residuo de sanitarios de la invención, que posee una actividad puzolánica y una granulometría adecuada para este fin con un tamaño de partícula inferior a 63 μιη.
Otro objeto de la invención lo constituye el procedimiento de obtención del residuo de sanitarios de la invención, en adelante procedimiento de obtención del residuo de sanitarios de la invención, que comprende las siguientes etapas:
a) recogida de residuos de partida en la industria cerámica de sanitarios o de los vertederos o plantas de reciclaje,
b) secado del residuo de a) en una estufa a 105°C hasta peso constante, para facilitar el proceso de trituración y molienda,
c) trituración o molienda del residuo de b) el tiempo necesario para obtener un tamaño inferior a 63 μιη, que se considera idóneo para su uso como material puzolánico, y
d) tamizado del residuo de c) con un tamiz de 63 μιη para obtener el residuo de sanitarios homogéneo.
Los cementos con el que se ha realizado la invención, son un cemento Portland gris de clase resistente 42.5 R y un cemento común blanco de clase resistente 52.5 R según norma UNE- EN 197-1 :201 1 , aunque no es limitante; la diferencia en el empleo de un cemento u otro, influirá en las prestaciones finales, pudiendo adecuarse el comportamiento final de la invención a las características del cemento empleado.
También, si el proceso de incorporación de los residuos de sanitarios se llevase a cabo directamente en la fábrica de cemento, éstos podrían ser añadidos y molidos conjuntamente con el clinker, en los porcentajes adecuados para la fabricación de los diferentes tipos de cementos comunes de la norma UNE-EN 197-1 :201 1.
Otro objeto de la invención lo constituye el cemento, en adelante cemento de la invención, que comprende el residuo de sanitarios de la invención como componente en dicho cemento en un porcentaje de entre un 0.1 % y un 55%.
En una realización preferente de la invención el cemento común comprende el residuo de sanitarios como componente principal en dicho cemento en un porcentaje de entre un 6% y un 55%.
En otra realización preferente de la invención el cemento común comprende el residuo de sanitarios como componente minoritario adicional en dicho cemento en un porcentaje de entre un 0.1 % y un 5%.
En otra realización preferente los cementos blancos fabricados comprenden el residuo de sanitarios como componente principal en dicho cemento en un porcentaje de entre un 6% y un 55% o como componente minoritario adicional en dicho cemento en un porcentaje de entre un 0,1 % y un 5% y tienen un valor del parámetro L* de las coordenadas CIELAB mayor o igual a 85.
Otro objeto de la invención es el procedimiento de obtención del cemento de la invención, en adelante procedimiento de obtención del cemento de la invención, que comprende las siguientes etapas:
a) mezcla del residuo de sanitarios de la invención con un cemento en una proporción entre 0.1 % y 55% hasta garantizar una correcta homogeneización, y
b) almacenamiento de la mezcla de a) en un lugar estanco para evitar la carbonatación y humectación de las mismas.
Otro objeto particular de la invención lo constituye el procedimiento de obtención del cemento donde la proporción entre residuo de sanitarios y el cemento de a) se cumple la siguiente fórmula: mtotal— mCemento mresiduo
mCemento = mtotal*(1- )
mresiduo = X * mtotal
siendo:
mtotaí- masa total de la mezcla a realizar
mcemento'- masa de cemento utilizada
- niresiduo'- masa del residuo de sanitarios.
- X: porcentaje en tanto por uno residuo de sanitarios.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS
Figura 1. Aspecto inicial de la muestra de aparatos cerámicos de sanitarios.
Figura 2. Aspecto de la muestra molida y tamizada por debajo de 63 μιη.
Figura 3. Gráfico en el que se muestran las resistencias a compresión obtenidas en los morteros realizados con 20% y 30% de dosificación a las edades indicadas.
Figura 4. Gráfico en el que se muestran las resistencias a flexión obtenidas en los morteros realizados con 20% y 30% de dosificación a las edades indicadas.
Figura 5. Gráfica en la que se muestra la curva de solubilidad del óxido de calcio a
40°C y los valores correspondientes al ensayo de puzolanicidad de los cementos grises a las edades de 8 y 15 días, llevado a cabo para la invención con un 20% y
30% de dosificación.
Figura 6. Gráfica en la que se muestra la curva de solubilidad del óxido de calcio a 40°C y los valores correspondientes al ensayo de puzolanicidad de los cementos blancos comunes a las edades de 8 y 15 días, llevado a cabo para la invención con un 20% y 30% de dosificación.
EJEMPLOS DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN
En este ejemplo de la invención se lleva a cabo una mezcla de cemento con residuo de sanitarios como componente. Los residuos de sanitarios (Figura 1 ), podrían actuar en los cementos como componente principal (6-55% en masa) y se encuadrarían dentro de puzolanas naturales calcinadas (Q) y también como componente minoritario (porcentajes inferiores al 5% en masa), siempre que no esté incluido ya como componente mayoritario, según la norma UNE-EN 197-1 : 201 1. Con este residuo de sanitarios de la invención se pueden obtener, en función de las dosificaciones realizadas, cementos de tipo CEM ll/A-Q, CEM ll/B-
Q, CEM IV/A, CEM IV/B, CEM V/A y CEM V/B, o cementos de cualquier tipo (CEM I, CEM II, CEM III, CEM IV y CEM V) si se emplean como componentes minoritarios. También, con estos residuos sanitarios se pueden obtener, en función de las dosificaciones realizadas, cementos blancos homólogos tipo BL ll/A-Q, BL ll/B-Q, IV/A, BL IV/B y BL V o cementos de cualquier tipo (BL I, BL II, BL III, BL IV y BL V) si se emplean como componentes minoritarios, según la norma UNE 80305:2012 y UNE-EN 197-1 :201 1.
Para estudiar la conformidad de este residuo de sanitarios con la norma y su posibilidad de ser empleados como material puzolánico, se recogió directamente de la industria cerámica de sanitarios o de los vertederos o plantas de reciclaje. Después se procedió a su acondicionamiento, basado primeramente en un secado de la muestra en una estufa a 105°C. Posteriormente, se realizó una trituración del material, disminuyendo su tamaño y facilitando la posterior molienda en un molino de anillos. Una vez conseguido esta molienda se procedió al tamizado de la muestra obteniendo un producto homogéneo, con una finura inferior a 63 μιη, semejante a la del cemento, tal y como puede observarse en la Figura 2.
La composición química de los residuos de sanitarios así obtenidos se caracterizan por estar compuestas esencialmente por dióxido de silicio (> 65% en masa) y óxido de aluminio (> 20%), así como óxido de hierro y otros óxidos minoritarios. Además, se caracterizan por tener un contenido de dióxido de silicio reactivo superior al 25% en masa (> 45% en masa).
Para su empleo como adición activa al cemento, es necesario realizar una molienda y un tamizado del material, obteniendo un producto homogéneo, con una finura inferior a 63 μιη, tal y como puede observarse en la Figura 2.
Posteriormente, se fabrican los diferentes cementos que deben de cumplir los requisitos mecánicos, físicos y químicos exigidos en los punto 7.1, 7.2 y 7.3 de la norma UNE EN 197-1:2011, respectivamente. Adicionalmente, en el caso de los cementos blancos homólogos deben de cumplir el requisito físico adicional de blancura exigido en el punto 7.1.2. de la norma UNE 80305:2012.
Respecto a las propiedades mecánicas de los cementos portland grises tipo ll/A-Q, tipo ll/B-Q y tipo IV/A que contengan como componente principal este material sanitario en un porcentaje comprendido entre 6% - 20%, 21 % - 30% y 1 1 % - 30% en masa, respectivamente, podrían ser utilizados para fabricar cementos portland con una clase de resistencia 32.5 (N y R) y 42.5 (N y R), según los requisitos mecánicos establecidos en la tabla 3 de la norma UNE EN 197- 1:2011. Cuando su contenido este entre el 31 % - 35% en masa los cementos portland tipo ll/B-Q y tipo IV/A podrían ser utilizados para fabricar cementos de una clase de resistencia 32.5 (N y R), 42.5 N, cumpliendo con los requisitos mecánicos establecidos en la tabla indicada anteriormente. Cuando el contenido está entre 36% -55% en masa, los cementos CEM IV/B y tipo CEM V/B se podrían conseguir clases resistentes de 32,5 N.
En cuanto a los cementos blancos homólogos tipo ll/A-Q, tipo ll/B-Q y tipo IV/A que contengan como componente principal este material cerámico sanitario blanco en un porcentaje comprendido entre 6% - 20 , 21 % - 35% y 1 1 % - 35% en masa, respectivamente podrían ser utilizados para fabricar cementos blancos con una clase de resistencia 32.5 (N y R), 42.5 (N y R) y 52.5 (N y R), según los requisitos mecánicos establecidos en la tabla 3 de la norma UNE EN 197-1:2011. Cuando el contenido está entre 36% - 55% en masa, los cementos BL IV/B y tipo BL V/B se pueden conseguir clases resistentes de 32,5 N. En las Figura 3 y 4 se representan los resultados obtenidos con distintos cementos fabricados con el residuo de sanitarios.
En cuanto a los requisitos físicos (tiempo de principio de fraguado y estabilidad de volumen), obtenidos según la norma UNE EN 196-3:2005+A1 :2009, se obtiene que los cementos portland grises y blancos tipo II (A-Q y B-Q) y tipo IV/A que contienen como componente principal este residuo de sanitarios cumplen con las especificaciones recogidas en la tabla 3 de la norma indicada anteriormente, presentando tiempos de fraguados superiores a los 60 minutos y una expansión inferior a 10 mm.
Respecto al requisito físico adicional de blancura; exigido en el punto 7.1.2 de la norma UNE 80305:2012 para los cementos blancos; ha sido determinado según la norma UNE 801 17:2012. Todos los cementos comunes blancos tipo ll/A- Q (6% - 20% en masa), tipo ll/B-Q (21 % - 35% en masa) y tipo IV/A (1 1 % - 35% en masa) que incorporan como componente principal este material cerámico tienen un valor del parámetro L* de las coordenadas CIELAB mayor o igual a 85, cumpliendo así el requisito establecido por la norma UNE 80305 de cementos blancos (Tabla 1 ).
Tabla 1. Resultados obtenidos de luminosidad
En relación a los requisitos químicos de contenido de cloruros y sulfatos determinados según las metodología descrita en la norma UNE EN 196-2:2006, se obtuvo que los cementos que contengan este residuo sanitario como componente principal cumplen con los requisitos establecidos en la tabla 4 de la norma UNE EN 197-1:2011, tal y como se recoge en la Tabla 2.
Tabla 2. Contenido de cloruros y sulfatos de los cementos que contienen como componente principal el residuo de sanitarios
Adicionalmente a estos requisitos químicos, la norma UNE EN 197-1 :201 1 establece que los cementos puzolánicos tipo CEM IV deben de cumplir la propiedad de puzolanicidad, según el ensayo descrito en la norma UNE EN 196- 5:201 1. Los cementos tipo IV que contiene como componente principal este residuo cerámico sanitario entre 18% - 35% en masa y 1 1 % - 35% en masa cumplen este requisito a los 8 y 15 días, respectivamente (Figura 5 y 6).
Claims
1. - Residuo de sanitarios procedentes de la industria cerámica de sanitarios o de los vertederos o plantas de reciclaje y útil para la elaboración de cementos caracterizado porque posee actividad puzolánica y una granulometría inferior a 63 μιη.
2. - Procedimiento de obtención del residuo de sanitarios según la reivindicación 1 caracterizado por que comprende las siguientes etapas:
a) recogida del residuo de sanitarios de la industria cerámica de sanitarios o de los vertederos o plantas de reciclaje,
b) secado del residuo de a) en una estufa a 105°C hasta peso constante, c) trituración o molienda del residuo de b) el tiempo necesario para obtener un tamaño inferior a 63 μιη, y
d) tamizado del residuo de c) con un tamiz de 63 μιη para obtener el residuo de sanitarios homogéneo.
3. - Cemento caracterizado por que comprende el residuo de sanitarios según la reivindicación 1.
4. - Cemento según la reivindicación 3 caracterizado por que el residuo de sanitarios está comprendido entre un 0.1 % y un 55% como componente en dicho cemento.
5.- Cemento según la reivindicación 4 caracterizado por que el residuo de sanitarios está comprendido entre un 0.1 % y un 5% como componente en dicho cemento.
6.- Cemento según la reivindicación 4 caracterizado por que el residuo de sanitarios está comprendido entre un 6% y un 55% como componente en dicho cemento.
7.- Cemento según la reivindicación 4 caracterizado por que el residuo de sanitarios tiene un valor del parámetro L* de las coordenadas CIELAB mayor o igual a 85.
8. - Procedimiento de obtención del cemento según las reivindicaciones 3 a la 7 caracterizado porque comprende las siguientes etapas:
a) mezcla del residuo de sanitarios según la reivindicación 1 con un cemento en una proporción entre 0.1 y 55% hasta garantizar una correcta homogeneización, y
b) almacenamiento de la mezcla de a) en un lugar estanco para evitar la carbonatación y humectación de las mismas.
9. - Procedimiento según la reivindicación 8 caracterizado por que en la etapa de mezcla las proporciones entre el residuo de sanitarios y el cemento cumplen la siguiente fórmula: mtotal— mCemento mresiduo
mCemento = mtotal*(1- )
mresiduo = X * mtotal
siendo:
- totai- masa total de la mezcla a realizar
mCemento'- masa de cemento utilizada
mresiduo'- masa del residuo de sanitarios.
X: porcentaje en tanto por uno residuo de sanitarios.
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