OBJETO DE LA INVENCIÓN
La presente invención se encuadra dentro del ámbito de los Nuevos Materiales de Construcción y del sector del Reciclado y Aprovechamiento de Desechos Industriales; centrándose en la preparación y fabricación de morteros de cal con poliamida reciclada en polvo, en la mezcla de cal, árido, agua y diferentes sustituciones de cal por poliamida en polvo como residuo derivado de la industria.
El objeto de esta invención es la fabricación de morteros de cal con poliamida en polvo (según la normativa UNE-EN 1015), utilizando para su elaboración cualquier tipo de cal aérea (según la normativa UNE-EN 459) árido, agua y poliamida en polvo procedentes de subproductos industriales, con el fin de obtener nuevos materiales de uso en la construcción y restauración.
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
La gestión de residuos provoca graves problemas, como un notable impacto ambiental debido al depósito en vertederos de la mayoría de los residuos, o la carga económica que supone su eliminación, siendo en muchos casos muy elevada.
Mediante el empleo de la poliamida en polvo como residuo procedente de la 20 sinterización selectiva por láser se pretende contribuir a solucionar la gestión de dicho residuo, ya que al ser un polímero termoestable no es fácil de reciclar, encontrando una aplicación útil al añadirla en la fabricación de morteros de cal, y viable desde un punto de vista técnico, económico, energético, medioambiental y logístico.
La cal es uno de los materiales más antiguos que ha utilizado el hombre a lo largo de 25 la historia como material de construcción, en industrias como la metalurgia, textil, agricultura, etc.
Los morteros de cal son la alternativa más respetuosa con el medio ambiente para procesos de restauración y para nuevos enlucidos y revocos. Se han realizado trabajos de investigación previos enfocados hacia el efecto de la inclusión de 30 diferentes materiales en la cal, como aditivos modificadores de las propiedades que tienen a priori, actuando como espesantes y como reductores de agua.
Recientemente se ha publicado el comportamiento de morteros de cal modificados con hidrofugantes, con agentes retenedores de agua y plastificantes, espesantes y superplastificantes.
Otros autores han incorporado un polioxietileno de policarboxilato a un mortero de cal 5 apagada-metacaolín, encontrando una reducción en el tiempo de fraguado y unas resistencias mecánicas máximas superiores y alcanzadas más rápidamente. También se ha añadido cal a escorias blancas de homo de cuchara producidas en la fabricación del acero, con la obtención de materiales que podrían ser considerados para su empleo en restauración y como árido para mortero de albañilería.
La poliamida se utiliza en aplicaciones como automoción, maquinaria, equipos industriales, engranajes, etc. En relación con el mecanismo de acción de materiales tipo poliamida para la construcción y la ingeniería civil, se han publicado diversos factores que afectan a la influencia que este tipo de polímeros ejerce sobre mezclas de conglomerantes tipo yeso o mortero, como son la cantidad del agua de amasado, la 15 disminución de la densidad y el incremento del aislamiento térmico y la reología de las mezclas, este último parámetro crucial en el caso del empleo de estos materiales como morteros de restauración.
La poliamida en polvo consigue texturas y acabados de capa fina de gran blancura gracias a su geometría, granulometría y coloración blanca, por lo que su uso es 20 apropiado en morteros de restauración y albañilería debido a su elevada plasticidad y al aumento del tiempo de trabajabilidad.
Además también son apropiadas para ubicaciones de requerimiento acústico o térmico debido a su estructura porosa.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
El material objeto de la invención se fabrica dosificando en masa diferentes porcentajes de árido (se incluye por tanto la posibilidad de emplear cualquier tipo de árido), cal, agua y poliamida, reemplazando diversas cantidades de árido por poliamida en polvo.
Las sustituciones de arena por poliamida varían en porcentajes entre un 0% y un 45%.
Para el posterior amasado, se considera una relación agua / cal que aporte una consistencia del mortero de cal por mesa de sacudidas según la Norma UNE-EN 1015-3.
La granulometría empleada para las diferentes dosificaciones se muestra en la Tabla
1.
| DOSIFICACIÓN | LM | LMP-15 | LMP-25 | LMP-35 | LMP-45 |
| | T | R% | R(g) | R(g) | R(g) | R(g) | R(g) |
| ÁRIDO | | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| | | 300 | 300 | 300 | 300 | 300 |
| 0,5 | | 400 | 400 | 400 | 400 | 400 |
| 0,25 | | 500 | 500 | 500 | 500 | 400 |
| 0,125 | | 500 | 500 | 300 | | 0 |
| 0,063 | | 200 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| F | | | 0 | 0 | 0 | 0 |
| TOTAL | | 2000 | 1700 | 1500 | 1300 | 1100 |
| POLIAMIDA | 0 | 300 | 500 | 700 | 900 |
| CAL | 400 | 400 | 400 | 400 | 400 |
| RELACIÓN CAL/ÁRIDO | 1:5 | 1:4,25 | 1:3,75 | 1:3,25 | 1:2,75 |
Tabla 1. Granulometría empleada para las diferentes dosificaciones
MODO DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN
Los siguientes ejemplos ilustrativos no pretenden ser limitantes y describen morteros fabricados con componentes muy concretos, pero las combinaciones de fabricación son muy amplias y dependen del tipo de cal que se emplee, del residuo de poliamida disponible, del árido utilizado y del requerimiento de agua necesario para cada dosificación que mantenga una consistencia y trabajabilidad adecuada para la 10 fabricación de los morteros, así como unas propiedades apropiadas que determinen una buena durabilidad a lo largo del tiempo.
DESCRIPCIÓN DE UN EJEMPLO DE REALIZACIÓN
Caracterización de componentes:
A) Cal
La cal empleada es una cal aérea, una cal cálcica CL-90 en forma de cal hidratada, según la denominación de la norma UNE-EN 459-1: CL 90-S. Este tipo de cal es la que más pureza tiene en lo que se refiere al contenido de óxido de calcio.
Las características químicas de la cal de referencia empleada para todos los
ejemplos de realización son:
CaO+ MgO: 91,5%
C02: 1,40 %
Fe2 03: 0,20 %
Al2 03: 0,60 %
S¡02:0,80 %
H20:1,20 %
Ca(OH)2 útil: 89,50 %
B) Áridos
Los áridos empleados en la elaboración de los morteros, tanto en el patrón de
referencia como en las dosificaciones con poliamida son de carácter silíceo, pudiendo emplearse áridos de diferente naturaleza.
C) Poliamida
La poliamida es un residuo que procede de la materia prima utilizada en el 20 sinterizado láser de fabricación de piezas funcionales para el sector industrial.
El residuo de poliamida reciclado es PA 2200. Su densidad real es de 1,07 g/cm3 y la densidad aparente es 0,54 g/cm3. El tamaño medio de partícula es de 60 pm.
Mortero de referencia
Proceso de fabricación:
Se realiza la dosificación en masa y mezcla de cal y árido en proporción 1/5 (una parte de cal por cada 5 partes de árido). El agua de amasado que se añade para proporcionar una consistencia adecuada, así como su procedimiento de amasado se lleva a cabo según la Norma UNE-EN 1015-3.
Propiedades del mortero de cal en estado fresco:
Relación Agua/Cal: 1,25
Densidad: 1958 Kg/m3
Contenido en aire: 4,25 %
Propiedades del mortero de cal en estado endurecido:
Coeficiente de absorción de agua: 1,90 Kg/m2*min
Resistencia individual a la adhesión: 0,00 N/mm2
Permeabilidad al vapor de agua: 2,30 10'11 kg/m.s.Pa
Resistencia a flexión: 0,4 N/mm2
Resistencia a compresión: 0,8 N/mm2
Ejemplo 1
Proceso de fabricación:
Se realiza la dosificación en masa y mezcla de cal y árido en proporción 1/4,25 (una parte de cal por cada 4,25 partes de árido), y se sustituye un 15 % en masa de árido por poliamida. El agua de amasado que se añade para proporcionar una consistencia adecuada, así como su procedimiento de amasado se llevan a cabo según la Norma UNE-EN 1015-3.
Propiedades del mortero de cal en estado fresco:
Relación Agua/Cal: 1,34
Densidad: 1688 Kg/m3
Contenido en aire: 4,40 %
Propiedades del mortero de cal en estado endurecido:
Coeficiente de absorción de agua: 1,58 Kg/m2«min
Resistencia individual a la adhesión: 0,001 N/mm2
Permeabilidad al vapor de agua: 2,36 10'11 kg/m.s.Pa
Resistencia a flexión: 0,29 N/mm2
Resistencia a compresión: 0,66 N/mm2
Ejemplo 2
Proceso de fabricación:
Se realiza la dosificación en masa y mezcla de cal y árido en proporción 1/3,75 (una parte de cal por cada 3,75 partes de árido), y se sustituye un 25 % en masa de árido por poliamida. El agua de amasado que se añade para proporcionar una consistencia 30 adecuada, así como su procedimiento de amasado se lleva a cabo según la Norma UNE-EN 1015-3.
Propiedades del mortero de cal en estado fresco:
Relación Agua/Cal: 1,46
Densidad: 1493 Kg/m3
Contenido en aire: 4,75 %
Propiedades del mortero de cal en estado endurecido:
Coeficiente de absorción de agua: 1,52 Kg/m2»min
Resistencia individual a la adhesión: 0,002 N/mm2
Permeabilidad al vapor de agua: 2,42 10"11 kg/m.s.Pa
Resistencia a flexión: 0,28 N/mm2
Resistencia a compresión: 0,63 N/mm2
Ejemplo 3
Proceso de fabricación:
Se realiza la dosificación en masa y mezcla de cal y árido en proporción 1/3,25 (una parte de cal por cada 3,25 partes de árido), y se sustituye un 35 % en masa de árido por poliamida. El agua de amasado que se añade para proporcionar una consistencia 15 adecuada, así como su procedimiento de amasado se lleva a cabo según la Norma UNE-EN 1015-3.
Propiedades del mortero de cal en estado fresco:
Relación Agua/Cal: 1,5
Densidad: 1579 Kg/m3
Contenido en aire: 4,10 %
Propiedades del mortero de cal en estado endurecido:
Coeficiente de absorción de agua: 1,77 Kg/m2 min
Resistencia individual a la adhesión: 0,032 N/mm2
Permeabilidad al vapor de agua: 1,78 10'11 kg/m.s.Pa
Resistencia a flexión: 0,32 N/mm2
Resistencia a compresión: 0,58 N/mm2
Ejemplo 4
Proceso de fabricación:
Se realiza la dosificación en masa y mezcla de cal y árido en proporción 1/2,75 (una 30 parte de cal por cada 2,75 partes de árido), y se sustituye un 45 % en masa de árido por poliamida. El agua de amasado que se añade para proporcionar una consistencia
adecuada, así como su procedimiento de amasado se lleva a cabo según la Norma UNE-EN 1015-3.
Propiedades del mortero de cal en estado fresco:
Relación Agua/Cal: 1,56
Densidad: 1485 Kg/m3
Contenido en aire: 5,10 %
Propiedades del mortero de cal en estado endurecido:
Coeficiente de absorción de agua: 1,52 Kg/m2*min
Resistencia individual a la adhesión: 0,037 N/mm2
Permeabilidad al vapor de agua: 1,79 10'11 kg/m.s.Pa
Resistencia a flexión: 0,20 N/mm2
Resistencia a compresión: 0,62 N/mm2
