ES2587443B2 - Procedimiento de obtención de mortero seco de cemento y cemento y cal para la construcción, realizado con residuos de pizarra - Google Patents
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Abstract
La presente invención se basa en la obtención de morteros secos empleando para ello arenas provenientes exclusivamente de residuos de la industria extractiva de la pizarra.#Para la obtención de morteros de calidad y que no presenten problemáticas derivadas de la composición mineral de la pizarra, se emplean cementos específicos así como aditivos en polvo y cales.#La invención protege, además de los morteros, el método de obtención de las arenas a partir de los residuos de pizarra, así como el procedimiento de fabricación de los diferentes morteros en función de sus usos y la utilización de los aditivos necesarios para obtenerlos.
Description
Procedimiento de obtención de mortero seco de cemento y cemento y cal para la construcción, realizado con residuos de pizarra.
5
OBJETO DE LA INVENCIÓN:
La presente invención se refiere a la fabricación de morteros sustituyendo la arena por residuo procedente de la industria extractiva de la pizarra.
Mediante la utilización de cementos específicos y aditivos orgánicos en polvo se consiguen morteros con buenas propiedades para su uso en el sector de la construcción 10 y se evitan los problemas que los residuos de pizarra presentan, derivados de la forma de las partículas del árido generado y de las interacciones químicas de estos residuos con ciertos componentes presentes en los conglomerantes.
La industria extractiva de la pizarra genera una importante cantidad de residuos. La mayor parte de éstos se depositan en vertederos próximos a las zonas de extracción generando graves daños medioambientales. Resulta necesario establecer procedimientos de reciclado y reutilización que permitan eliminar la mayor cantidad 20 posible de residuos de manera que se puedan recuperar los entornos naturales gravemente dañados por este tipo de prácticas.
El éxito para la reutilización de este tipo de residuos depende, en gran medida, de encontrar usos rentables y con alto consumo de los mismos. La presente invención reúne 25 ambas cualidades y redunda en un importante avance hacia la mejora medioambiental y la sostenibilidad de la industria extractiva de la pizarra.
La pizarra se ha utilizado anteriormente como parte del árido en la fabricación de hormigones, principalmente, mostrando siempre importantes problemas de durabilidad 30 debido a los procesos de reactividad que sufre frente a los álcalis de los cementos. En la presente invención se da solución a estos problemas asegurando una mayor y mejor durabilidad del producto.
El mortero objeto de la invención se componen de cemento puzolánico y de pizarra triturada y clasificada como árido. La relación entre la cantidad de cemento y árido de 5 pizarra varía en función del tipo y características del mortero a fabricar y el uso que se va a hacer de él. El tipo de cemento a utilizar será un CEM IV que dependerá de la accesibilidad de los cementos en la zona de fabricación de los morteros.
El objeto de la invención es la obtención de morteros sustituyendo la arena por residuo de 10 pizarra, procedente de la industria, de tamaños de partícula entre 0 y 2 mm. Las dosificaciones pueden incluir diferentes aditivos, en función de sus características, y se amasan con diferentes cantidades de agua para asegurar relaciones agua/cemento que aporten una consistencia y trabajabilidad adecuadas para su posterior puesta en obra.
15
La granulometría de los áridos de pizarra puede ser variada y también dependerá del uso al que el mortero esté destinado. Una posibilidad es seleccionar curvas granulométricas que entren dentro del uso de las arenas para hormigón, especificado en la EHE-08, o del uso de la antigua Norma Básica de la Edificación NBE FL-90, para morteros empleados en fábrica de ladrillo o, incluso, que entren en ambos usos granulométricos. 20
Con las dosificaciones optimizadas se generan morteros que, tanto en estado fresco como en estado endurecido, cumplen con todas las especificaciones y normas aplicables y alcanzan unos estándares de calidad a la altura de los morteros que se comercializan en la actualidad. 25
En primer lugar, se procede a establecer una granulometría para los áridos a partir de las pizarras debidamente procesadas. El procesado de las pizarras conlleva el machacado 30 de los grandes trozos de roca inicial, de los que se parte, y el tamizado para la separación de los distintos tamaños de grano necesarios para recomponer la granulometría seleccionada.
A continuación se pesan la cantidad de la arena, preparada anteriormente, y la de cemento tipo CEM IV, en las cantidades establecidas en la dosificación. A este material se le une el o los aditivos sólidos debidamente pesados. El conjunto se mezcla hasta obtener un material granular homogéneo. El mortero seco queda, así, preparado para su 5 amasado.
Por último, se añade la cantidad de agua tal que proporcione la consistencia adecuada del mortero fresco, según UNE-EN 1015-3: 2000, y se realiza el amasado del conjunto según UNE-EN 1015-2:1998, respetando estrictamente los tiempos de amasado.
10
Entre las ventajas de la invención está la obtención de morteros libres de desarrollar reactividades álcali-árido, mediante el uso de cemento tipo IV. Esto posibilita un adecuado comportamiento durante su vida útil y una mayor durabilidad.
El uso de aditivos permite mejoras en la trabajabilidad y puesta en obra de los morteros. 15 En especial los aditivos aireantes, que disminuyen de forma importante el rozamiento entre las partículas con forma de laja que presentan las pizarras y que dificultan la movilidad de la masa. Los aireantes también disminuyen de forma importante la densidad del conjunto. Por ambos motivos los morteros con estos aditivos mejoran en gran medida su movilidad. 20
Otra ventaja es la utilización de cales aéreas e hidráulicas en pequeños porcentajes respecto al cemento, con el propósito de añadir plasticidad a los morteros resultantes, mejorando también su trabajabilidad.
25
A continuación se procede a la descripción de varios ejemplos ilustrativos de dosificaciones de morteros realizados con pizarra, en las que se describen los principales parámetros a tener en cuenta para la caracterización de un mortero.
Como se puede observar, las características de los morteros varían de forma importante 30 en función del tipo de mortero que se quiere conseguir y los componentes que incluye, con los que se consigue modificar, de forma deliberada, dichas características.
Ejemplo 1
A) Proceso de fabricación:
Se mezclan, en peso, 4 partes de árido de pizarra con 1 parte de cemento CEM IV/B (V) 32,5N. Se introduce la mezcla en la amasadora y se añade la cantidad de agua necesaria 5 para proporcionar una consistencia normal en el mortero. En este caso la cantidad de agua requerida ha sido tal que la relación agua/cemento (A/C) es 0,81. Se amasa durante 90 segundos, según estipula la norma UNE-EN 1015-2:1998.
B) Propiedades del mortero fresco:
En la siguiente tabla se incluyen los valores representativos de las propiedades del 10 mortero fresco.
- PROPIEDAD
- NORMA UNIDAD VALOR
- Trabajabilidad
- UNE-EN 1015-9: 2000 min 52
- Retención de agua
- UNE 33-816-93 % 85
- Densidad aparente
- UNE-EN 1015-6: 1999 kg/m3 2.230
- Contenido en aire
- UNE-EN 1015-7: 1999 % 3,8
C) Propiedades del mortero endurecido:
Las propiedades del mortero endurecido se incluyen a continuación. 15
- PROPIEDAD
- NORMA UNIDAD VALOR
- R. flexión
- UNE-EN 1015-11: 2000 MPa 4,4
- R. compresión
- 20,1
- Coeficiente de permeabilidad
- UNE-EN 1015-19: 1999 18
- Coef. de absorción por capilaridad
- UNE-EN 1015-18 Kg/m2 min1/2 0,9
D) Ensayos de durabilidad del mortero:
Se ha realizado el ensayo de reactividad álcali-sílice y álcali-silicato por el método acelerado en probetas de mortero (UNE 146508: 1999 EX), adaptándolo al mortero diseñado. No se observa ningún tipo de reactividad en el mortero. 5
Ante la no existencia de normativa específica para este material, se ha realizado el ensayo de heladicidad, tomando como referencia la norma UNE 67028:1997 EX de ladrillos cerámicos, sobre probetas prismáticas de 40 x 40 x 1600 mm del mortero fabricado. Finalizado el ensayo no se observan defectos reseñables en las probetas de mortero ni disminución en las resistencias mecánicas. 10
Se ha realizado el ensayo de resistencia a la cristalización de sales adaptando el método descrito en la norma UNE-EN 12370: 1999, de piedra natural, a probetas prismáticas de 40 x 40 x 1600 mm del mortero fabricado. El resultado del ensayo es una ligera perdida superficial de material en las probetas no registrándose pérdida de resistencias mecánicas. 15
Ejemplo 2:
A) Proceso de fabricación:
Se mezclan, en peso, 6 partes de árido de pizarra con 1 parte de cemento CEM IV/B (V) 32,5N. Se introduce la mezcla en la amasadora y se añade la cantidad de agua necesaria 20 para proporcionar una consistencia normal en el mortero. En este caso la cantidad de agua requerida ha sido tal que la relación agua/cemento (A/C) es 1,11. Se amasa durante 90 segundos, según estipula la norma UNE-EN 1015-2:1998.
B) Propiedades del mortero fresco:
En la siguiente tabla se incluyen los valores representativos de las propiedades del 25 mortero fresco.
- PROPIEDAD
- NORMA UNIDAD VALOR
- Trabajabilidad
- UNE-EN 1015-9: 2000 min 72
- Retención de agua
- UNE 33-816-93 % 86
- Densidad aparente
- UNE-EN 1015-6: 1999 kg/m3 2210
- Contenido en aire
- UNE-EN 1015-7: 1999 % 4,0
C) Propiedades del mortero endurecido:
Las propiedades del mortero endurecido se incluyen a continuación.
5
- PROPIEDAD
- NORMA UNIDAD VALOR
- R. flexión
- UNE-EN 1015-11: 2000 MPa 3,1
- R. compresión
- 9,9
- Coeficiente de permeabilidad
- UNE-EN 1015-19: 1999 15
- Coef. de absorción por capilaridad
- UNE-EN 1015-18 Kg/m2 min1/2 0,8
D) Ensayos de durabilidad del mortero:
Reactividad álcali-sílice y álcali-silicato por el método acelerado en probetas de mortero (UNE 146508: 1999 EX), adaptado al mortero diseñado. No se observa ningún tipo de reactividad en el mortero. 10
Ensayo de heladicidad, tomando como referencia la norma UNE 67028:1997 EX, sobre probetas prismáticas de 40 x 40 x 1600 mm del mortero fabricado: No se observan defectos reseñables en las probetas de mortero ni disminución en las resistencias mecánicas.
Resistencia a la cristalización de sales (UNE-EN 12370: 1999) sobre probetas 15 prismáticas de 40 x 40 x 1600 mm del mortero fabricado: Ligera pérdida superficial de material en las probetas no registrándose pérdida de resistencias mecánicas.
20
Ejemplo 3:
A) proceso de fabricación:
Se mezclan, en peso, 6 partes de árido de pizarra y 1 parte de cemento CEM IV/B (V) 32,5N. Se añade una cantidad de 1,25 % en peso de cemento de un plastificante-aireante 5 en polvo y se mezcla hasta homogeneidad. Se introduce la mezcla en la amasadora y se añade una cantidad de agua adecuada para proporcionar una consistencia normal en el mortero. En este caso la cantidad de agua requerida ha sido tal que la relación agua/cemento (A/C) es 1,03. Se amasa durante 90 segundos, según estipula la norma UNE-EN 1015-2:1998. 10
B) Propiedades del mortero fresco:
En la siguiente tabla se incluyen los valores representativos de las propiedades del mortero fresco.
15
- PROPIEDAD
- NORMA UNIDAD VALOR
- Trabajabilidad
- UNE-EN 1015-9: 2000 min 208
- Retención de agua
- UNE 33-816-93 % 86
- Densidad aparente
- UNE-EN 1015-6: 1999 kg/m3 2070
- Contenido en aire
- UNE-EN 1015-7: 1999 % 11,8
La inclusión del plastificante-aireante disminuye la densidad aparente aumentando el contenido de aire en la masa y el tiempo de trabajabilidad de esta.
C) Propiedades del mortero endurecido: 20
Las propiedades del mortero endurecido se incluyen a continuación.
- PROPIEDAD
- NORMA UNIDAD VALOR
- R. flexión
- UNE-EN 1015-11: 2000 MPa 3,2
- R. compresión
- 9,3
- Coeficiente de permeabilidad
- UNE-EN 1015-19: 1999 9
- Coef. de absorción por capilaridad
- UNE-EN 1015-18 Kg/m2 min1/2 0,19
El efecto del aditivo aireante hace que el coeficiente de absorción de agua disminuya de forma importante, al igual que la permeabilidad y las resistencias mecánicas.
D) Ensayos de durabilidad del mortero: 5
Reactividad álcali-sílice y álcali-silicato por el método acelerado en probetas de mortero (UNE 146508: 1999 EX), adaptado al mortero diseñado. No se observa ningún tipo de reactividad en el mortero.
Ensayo de heladicidad, tomando como referencia la norma UNE 67028:1997 EX, sobre probetas prismáticas de 40 x 40 x 1600 mm del mortero fabricado: No se observan 10 defectos reseñables en las probetas de mortero ni disminución en las resistencias mecánicas.
Resistencia a la cristalización de sales (UNE-EN 12370: 1999) sobre probetas prismáticas de 40 x 40 x 1600 mm del mortero fabricado: Ligera pérdida superficial de material en las probetas no registrándose pérdida de resistencias mecánicas. 15
Ejemplo 4:
A) proceso de fabricación:
Se mezclan, en peso, 6 partes de árido de pizarra y 1 parte de cemento CEM IV/B (V) 32,5N. Se añade una cantidad de 1,25 % en peso de cemento de un plastificante-aireante 20 en polvo y cal aérea, del tipo CL90-S, en una cantidad del 15 % en peso de cemento y se mezclan hasta homogeneidad. Se introduce la mezcla en la amasadora y se añade una cantidad de agua adecuada para proporcionar una consistencia normal en el mortero. En este caso la cantidad de agua requerida ha sido tal que la relación agua/cemento (A/C) es 1,08. Se amasa durante 90 segundos, según estipula la norma UNE-EN 1015-2:1998.
B) Propiedades del mortero fresco: 5
En la siguiente tabla se incluyen los valores representativos de las propiedades del mortero fresco.
- PROPIEDAD
- NORMA UNIDAD VALOR
- Trabajabilidad
- UNE-EN 1015-9: 2000 min 253
- Retención de agua
- UNE 33-816-93 % 90
- Densidad aparente
- UNE-EN 1015-6: 1999 kg/m3 2100
- Contenido en aire
- UNE-EN 1015-7: 1999 % 12,0
La adición de cal aumenta el tiempo de trabajabilidad así como la retención de agua 10 aportando untuosidad al mortero fresco.
C) Propiedades del mortero endurecido:
Las propiedades del mortero endurecido se incluyen a continuación.
15
- PROPIEDAD
- NORMA UNIDAD VALOR
- R. flexión
- UNE-EN 1015-11: 2000 MPa 2,5
- R. compresión
- 9,4
- Coeficiente de permeabilidad
- UNE-EN 1015-19: 1999 10
- Coef. de absorción por capilaridad
- UNE-EN 1015-18 Kg/m2 min1/2 0,19
Los resultados del mortero endurecido no se ven apreciablemente afectados por la inclusión de la cal.
D) Ensayos de durabilidad del mortero: 5
Reactividad álcali-sílice y álcali-silicato por el método acelerado en probetas de mortero (UNE 146508: 1999 EX), adaptado al mortero diseñado. No se observa ningún tipo de reactividad en el mortero.
Ensayo de heladicidad, tomando como referencia la norma UNE 67028:1997 EX, sobre probetas prismáticas de 40 x 40 x 1600 mm del mortero fabricado: Se observa ligera 10 pérdida superficial de material en las probetas de mortero sin disminución en las resistencias mecánicas.
Resistencia a la cristalización de sales (UNE-EN 12370: 1999) sobre probetas prismáticas de 40 x 40 x 1600 mm del mortero fabricado: Ligera pérdida superficial de material en las probetas no registrándose pérdida de resistencias mecánicas. 15
Claims (8)
- REIVINDICACIONES1. Procedimiento de obtención de mortero seco caracterizado porque comprende arena procedente de los residuos de la industria extractiva de la pizarra con tamaños de 5 partícula comprendidos entre 0 y 2 mm y una relación en peso arena:cemento de entre 4:1 y 6:1.
- 2. Procedimiento de obtención de mortero seco, según la reivindicación 1, caracterizado porque como aglomerante se puede emplear cementos tipo IV o Puzolánicos. 10
- 3. Procedimiento de obtención de mortero seco, según reivindicaciones 1 y 2 caracterizado porque comprende como aglomerante cal entre el 0% y el 15 % en peso de cemento.
- 4. Procedimiento de obtención de mortero seco, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la cal utilizada puede ser cal aérea o 15 hidráulica.
- 5. Procedimiento de obtención de mortero seco, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque su resistencia a flexión a los 28 días se encuentra entre 2 y 4 Mpa.
- 6. Procedimiento de obtención de mortero seco, según cualquiera de las 20 reivindicaciones anteriores, caracterizado porque su resistencia a compresión a 28 días se encuentra entre 7,6 y 11,5 Mpa.
- 7. Procedimiento de obtención de mortero seco, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque el coeficiente de absorción de agua por capilaridad de los morteros se encuentra entre 0,9 y 0,14 Kg/m2 min1/2. 25
- 8. Procedimiento de obtención de mortero seco, según cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la densidad aparente en estado fresco está comprendida entre 1.900 y 2.250 kg/m3.
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| ES201500280A ES2587443B2 (es) | 2015-04-22 | 2015-04-22 | Procedimiento de obtención de mortero seco de cemento y cemento y cal para la construcción, realizado con residuos de pizarra |
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2015
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