Inventos patentados en España.

Inventos patentados en España.

Inventos patentados en España en los últimos 80 años. Clasificación Internacional de Patentes CIP 2013.

MORTERO DE CAL PARA LA RESTAURACION DEL PATRIMONIO HISTORICO-ARTISTICO.

Patente de Invención. Resumen:

Mortero de cal para la restauración del patrimonio histórico-artístico.

La presente invención describe un mortero de cal que comprende

(i) una composición sólida seca y (ii) agua, en el que la composición sólida seca comprende: - 70-80% de arena caliza; - 5-15% de hidrato de cal; - 10-20% de adición de puzolanas zeolíticas naturales; y - 0-2 % de aditivo, útil en la reparación y restauración de edificios y monumentos del patrimonio histórico-artístico. La presente invención describe un procedimiento para su preparación así como su empleo.

Solicitante: MORTEROS Y REVOCOS BIKAIN, S.A.

Nacionalidad solicitante: España.

Provincia: VIZCAYA.

Inventor/es: RODRIGUEZ MARIBONA,ISABEL, IBAEZ GOMEZ,JOSE ANTONIO, DOMINGUEZ MONTALBAN,JOSE MARIA, AZKARATE MENDIBE,IGONE.

Fecha de Solicitud: 1 de Marzo de 2007.

Fecha de Publicación de la Concesión: 16 de Febrero de 2010.

Fecha de Concesión: 27 de Enero de 2010.

Clasificación Internacional de Patentes: C04B28/22 (..Cal y puzolanas [4]).

Clasificación PCT: C04B28/22 (..Cal y puzolanas [4]).

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Descripción:

Mortero de cal para la restauración del patrimonio histórico-artístico.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a un nuevo mortero de cal que comprende puzolanas zeolíticas naturales con propiedades mejoradas, útil en la reparación y restauración de edificios y monumentos del patrimonio histórico-artístico.

Antecedentes de la invención

Los morteros de cal han sido los únicos utilizados en construcción hasta finales del siglo XIX. Estos morteros estaban constituidos por una mezcla de cal "apagada", arena y agua, y posibles aditivos y adiciones como las adiciones de puzolana, polvo de ladrillo, yeso, entre otras.

Los morteros de cal han sido sustituidos posteriormente por los morteros con base de cemento portland en la restauración de edificios y monumentos. Sin embargo las características propias de estos morteros de cemento hacen que no puedan sustituir a los morteros de cal tradicionales ya que fraguan rápido y resultan agresivos con la piedra original de los edificios y monumentos. Además los morteros de cemento presentan excesiva resistencia mecánica, lo que da lugar a estructuras demasiado rígidas e inaceptables en restauración. Asimismo su contenido en sales hidrosolubles, como el sulfato cálcico, puede causar problemas a medio y largo plazo en la zona restaurada.

Por ello los morteros de cal originales han vuelto a cobrar importancia en la restauración del patrimonio. El mortero de cal puede ser en principio de cal aérea o hidráulica. La cal aérea o viva ofrece menores resistencias mecánicas, las cuales se van originando por carbonatación de la misma, y por tanto confiere mayor flexibilidad al mortero lo que le permite absorber deformaciones propias de los monumentos. Sin embargo, su fraguado es demasiado lento lo cual supone un serio inconveniente. Por otra parte la producción de cal hidráulica está muy localizada y no está extendida por limitaciones económicas de transporte.

La mayoría de los morteros comerciales para restauración que se utilizan actualmente contienen cantidades variables de cemento o utilizan cal hidráulica con los inconvenientes que ello supone.

Como se ha mencionado anteriormente, la adición a los morteros de cal de puzolanas es conocida desde antiguo. Las puzolanas de naturaleza silícea o alúmino-silícea, pueden ser naturales, como por ejemplo las rocas volcánicas, o artificiales, como son las escorias de fundición, las cenizas de residuos agrícolas, etc. Reaccionan con la cal en presencia de agua a temperatura ambiente formando productos estables cementantes semejantes a los formados durante las reacciones de hidratación del cemento con lo que, aún manteniendo las características de la cal como conglomerante inorgánico del mortero, mejoran la resistencia mecánica del mismo, evitando las características negativas del cemento.

Sin embargo sigue existiendo la necesidad en el estado de la técnica de proporcionar un nuevo mortero de cal con propiedades alternativas.

En este sentido los inventores de la presente invención han descubierto, sorprendentemente, que la adición de puzolanas de naturaleza zeolítica, hasta ahora no descrita en la literatura, a un mortero de cal le confiere al mismo propiedades especiales que mejoran los resultados de la aplicación de morteros y conducen a excelentes resultados en restauración y características especiales. La actividad puzolánica de determinadas zeolitas naturales se ha probado de mayor eficacia que dosificaciones similares de otras puzolanas naturales.

Objeto de la invención

Por tanto un objeto de la presente invención se refiere a un nuevo mortero de cal que comprende puzolanas de naturaleza zeolítica, útil en la reparación y restauración de edificios y monumentos, pertenecientes al patrimonio histórico-artístico.

Otro objeto de la presente invención se refiere a un procedimiento para la obtención de dicho mortero de cal.

Otro objeto adicional se refiere al empleo del mortero de cal en la reparación y restauración de edificios y monumentos en general, y en particular, a los pertenecientes al patrimonio histórico-artístico.

Descripción de la invención

La presente invención proporciona en un aspecto un mortero de cal útil en la reparación y restauración de edificios y monumentos antiguos, pertenecientes al patrimonio histórico-artístico.

El mortero de cal, en adelante mortero de la invención comprende:

    (i) una composición sólida seca y
    (ii) agua,

donde dicha composición sólida seca comprende:

    - 70-80% de arena caliza;
    - 5-15% de hidrato de cal;
    - 10-20% de adición de puzolanas zeolíticas naturales;
    - 0-2% de aditivo.

Los porcentajes señalados se expresan en peso con respecto al peso total de la composición sólida seca, (p/p).

En una realización preferida la composición sólida seca comprende 8-13% de hidrato de cal. En otra realización preferente la composición sólida seca comprende 13-17% de adición de puzolanas zeolíticas naturales.

La arena caliza presenta una granulometría compensada y variada, dentro de los intervalos convencionales. La granulometría puede variar en función de la aplicación concreta a la que se destine el mortero de cal, como por ejemplo, un tamaño máximo de 4 mm para el salpicado de muros, rejunteo de piedra, y un tamaño máximo de 2 mm para trabajos de terminación en revestimiento de muros o relleno de juntas finas.

Las puzolanas zeolíticas naturales forman compuestos estables con el hidróxido cálcico (hidrato de cal) en presencia de agua y a temperatura ambiente, el cual es el componente mayoritario de la cal aérea. Los compuestos cementosos resultantes de la reacción incrementan la resistencia mecánica del mortero y aceleran el fraguado del mismo. Se ha observado que en particular la adición de puzolanas zeolíticas naturales al mortero de cal, confiere mejores propiedades al mortero y hace que se obtengan mejores resultados de resistencia mecánica que cuando se utilizan puzolanas de naturaleza no zeolítica. Las puzolanas zeolíticas son aluminosilicatos que comprenden sílice (SiO2) y alúmina (Al2O3) reactivas. De todas las zeolitas naturales son 9 las formas más comunes en rocas sedimentarias que pueden seleccionarse para la composición sólida seca de la presente invención. Éstas se seleccionan de entre chabazita, clinoptilotita, heroinita, mordenita, filipsita, analcima, ferrierita, huelandita y laumonita, y sus mezclas. Preferiblemente se emplea la clinoptilotita que es la que mayor potencial comercial tiene y también más abundante en la naturaleza. La reactividad de la zeolita es mayor cuanto mayor es su finura, así que una granulometría inferior a 1 mm es deseable para utilizarla como adición puzolánica natural.

El aditivo de la composición sólida seca puede ser convencional para mejorar y/o modificar las propiedades del mortero de cal y puede seleccionarse de entre el grupo de los derivados celulósicos como retenedores de agua, fluidificantes, aireantes, fibras de vidrio, polipropieleno y sus mezclas.

El mortero de la invención presenta las siguientes características técnicas:

       Densidad aparente en fresco UNE-EN 1015-6 (gr/cm3) rightarrow 1,9±0,1

       Densidad a 28 días UNE-EN 1015-10 (gr/cm3) rightarrow 1,7±0,1

       Consistencia según UNE-EN 1015-3(mm) rightarrow 175±5

       % agua para consistencia de 175±5 mm rightarrow 17-21% (en función de la granulometría del producto)

       Resistencia a la compresión UNE-EN 1015-11 (N/mm2) rightarrow >3

       Porosidad (%) rightarrow 20-25%

       Permeabilidad al vapor de agua (g/m2.24 h.) rightarrow aprox de 70-140 (en función de la granulometría del producto)

       Retracción máxima (mm/m) rightarrow 4-5

       Reacción al fuego rightarrow A1

La invención proporciona en otro aspecto un procedimiento para obtener el mortero de la invención que comprende las etapas de:

    - mezclar los componentes de la composición sólida seca hasta obtener una premezcla sólida seca;
    - poner dicha premezcla sólida seca en contacto con agua; y
    - amasar la mezcla resultante hasta obtener una masa homogénea.

La composición sólida seca se obtiene en forma de premezcla seca mezclando los componentes seleccionados en las proporciones seleccionadas. La premezcla se hace en dispositivos convencionales tales como amasadoras industriales de eje longitudinal, alimentadas a través de tornillos sinfín.

La cantidad de agua utilizada para preparar el mortero de la invención está generalmente comprendida entre el 17% y el 21% en peso con respecto al peso total de premezcla utilizada.

El amasado se realiza de forma manual en una amasadora, o de forma mecánica en una mezcladora-amasadora, hasta obtener una masa de consistencia homogénea de entre 170-180 mm en mesa de sacudidas y exenta de grumos. La cantidad de agua no debe excederse para mantener las propiedades de resistencia mecánica del mortero.

El mortero de la invención puede utilizarse para el salpicado de muros, para realizar raseo o trabajos de terminación en revestimiento de muros, rejuntados en fachadas de piedra o ladrillo, o relleno de juntas finas.

Su modo de empleo es similar a los morteros de cal convencionales.

En este sentido el empleo del mortero de la invención en la reparación y/o restauración de edificios y monumentos en general, y en particular, del patrimonio histórico-artístico, constituye un objeto adicional de la presente invención.

A continuación se presentan ejemplos ilustrativos de la invención que se exponen para una mejor comprensión de la invención y en ningún caso deben considerarse una limitación del alcance de la misma.

Ejemplos

Ejemplo 1

Se prepararon las siguientes formulaciones de morteros según la invención denominadas MP3, MP5, MP6 y MP7.


En la Tabla se recogen asimismo los resultados medidos de resistencia a la flexión y a la compresión a 90 días de la aplicación de cada formulación.

Ejemplo 2

Aplicación del mortero MP3 sobre un sillar-soporte

El sillar-soporte fue preparado antes de la aplicación del mortero MP3 de la invención. La preparación comprende las etapas de:

    - Cepillado;
    - Limpieza con pistola de agua a presión para eliminar restos del cepillado;
    - Aplicación de agua de cal como consolidación; y
    - Aplicación del mortero sobre el sillar-soporte.



Reivindicaciones:

1. Mortero de cal que comprende:

    (i) una composición sólida seca y
    (ii) agua

donde la composición sólida seca comprende:

    - 70-80% de arena caliza;
    - 5-15% de hidrato de cal;
    - 10-20% de adición de puzolanas zeolíticas naturales;
    - 0-2% de aditivo.

2. Mortero de cal según la reivindicación 1, en el que la composición sólida seca comprende 8-13% de hidrato de cal.

3. Mortero de cal según la reivindicación 1, en el que la composición sólida seca comprende 13-17% de adición de puzolanas zeolíticas naturales.

4. Mortero de cal según la reivindicación 1 o 3, en el que la adición de puzolana zeolítica natural se selecciona de entre chabazita, clinoptilotita, heroinita, mordenita, filipsita, analcima, ferrierita, huelandita, laumonita y sus mezclas.

5. Mortero de cal según la reivindicación 4, en el que la adición de puzolana zeolítica natural es clinoptilotita.

6. Mortero de cal según la reivindicación 4 o 5, en el que la adición de puzolana zeolítica natural presenta una granulometría inferior a 1 mm.

7. Mortero de cal según la reivindicación 1, en el que la arena caliza presenta una granulometría de un tamaño máximo de 4 mm.

8. Mortero de cal según la reivindicación 1, en el que la composición sólida seca comprende arena caliza que presenta una granulometría de un tamaño máximo de 2 mm.

9. Mortero de cal según la reivindicación 1, en el que la cantidad de agua está comprendida entre el 17% y el 21% en peso con respecto al peso total de premezcla utilizada.

10. Mortero de cal según la reivindicación 1, en el que el aditivo de la composición sólida seca se selecciona de entre el grupo formado por los derivados celulósicos, fluidificantes, aireantes fibras de vidrio, polipropileno y sus mezclas.

11. Procedimiento para obtener el mortero de la invención que comprende:

    - mezclar los componentes de la composición sólida seca hasta obtener una premezcla sólida seca;
    - poner dicha premezcla sólida seca en contacto con agua; y
    - amasar la mezcla resultante hasta alcanzar una masa homogénea.

12. Empleo del mortero según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, para la reparación y/o restauración de edificios y monumentos.

13. Empleo según la reivindicación 12, en el que los edificios y monumentos pertenecen al patrimonio histórico-artístico.






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