Placa cerámica protectora contra los incendios y procedimiento para su producción.

Procedimiento para la producción de un material estable frente al calor, que comprende las siguientes etapas:

i) poner a disposición una mezcla acuosa que contiene una sal de un metal alcalino de una carboximetilcelulosa, SiO2, Ca

(OH)2, un silicato de sodio y unas fibras orgánicas, que se seleccionan entre unas fibras de celulosa y de madera;

ii) calentar la mezcla durante 10 a 28 h, de manera preferida durante 14 a 24 h a una presión de vapor de agua saturado de 11 a 13 bares, de manera preferida de aproximadamente 12 bares, a una temperatura de 160 a 250ºC, de manera preferida de 180 a 220ºC;

iii) secar el material obtenido en la etapa ii) a una temperatura de a lo sumo 300ºC, de manera preferida de 180 a 200 ºC,

en donde la etapa i) abarca las siguientes etapas:

a) poner a disposición una mezcla de SiO2 y agua,

b) añadir a esto Ca(OH)2, un silicato de sodio, una solución acuosa de una sal de un metal alcalino de una carboximetilcelulosa y una suspensión acuosa de unas fibras de celulosa y/o de madera, y

c) mezclar los componentes para dar una mezcla homogénea,

y en donde a la mezcla de la etapa i) se le añade por lo demás un cemento, de manera preferida en una proporción de 0,01 a 10 % en peso, de manera preferida de 0,01 a 5 % en peso, de manera más preferida de 0,1 a 1 % en peso, referida a la cantidad total de todos los componentes sólidos,

y en donde a la mezcla de la etapa i) se le añade(n) por lo demás una o varias sales tales como por ejemplo NaCl, MgCl2 y/o MgCO3, de manera preferida en una proporción de 0,1 a 10 % en peso, de manera más preferida de 0,5 a 8 % o de 0,1 a 5 % en peso, referida a la cantidad total de todos los componentes sólidos.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/EP2008/004785.

Solicitante: Puckelwaldt, Horst.

Nacionalidad solicitante: Alemania.

Dirección: Nussbaumallee 21 14050 Berlin ALEMANIA.

Inventor/es: PUCKELWALDT,HORST.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > CEMENTOS; HORMIGON; PIEDRA ARTIFICIAL; CERAMICAS;... > LIMA; MAGNESIA; ESCORIAS; CEMENTOS; SUS COMPOSICIONES,... > Composiciones para morteros, hormigón o piedra artificial... > C04B28/18 (que contienen mezclas del tipo cal y sílice)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > CEMENTOS; HORMIGON; PIEDRA ARTIFICIAL; CERAMICAS;... > LIMA; MAGNESIA; ESCORIAS; CEMENTOS; SUS COMPOSICIONES,... > Productos cerámicos modelados, caracterizados por... > C04B35/22 (ricos en óxido de calcio)

PDF original: ES-2527934_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Placa cerámica protectora contra los incendios y procedimiento para su producción

El presente invento se refiere a un material estable frente al calor, que está constituido sobre la base de un hidrosilicato de calcio, a un procedimiento para su producción y a la utilización del material como un material 5 protector contra los incendios o de aislamiento.

La utilización de unos materiales que están basados en el hidrosilicato de calcio para el aislamiento y como un material protector contra los incendios ya es conocida en el sector especializado. Así, el documento de patente europea EP 22 219 describe un material de hidrosilicato de calcio que tiene en lo esencial una estructura de tobermorita de tipo fibroso. El material es obtenible mediante un procedimiento hidrotérmico a partir de una 1 composición que contiene cal apagada y SÍO2 en una relación de ,73 a ,76 % en peso, así como unas fibras inorgánicas u orgánicas. Una desventaja del material que se describe en ese documento EP 22 219 es, sin embargo, su resistencia mecánica relativamente pequeña. La resistencia a la compresión está situada en aproximadamente 1,4 hasta 1,9 MPa y la resistencia a la flexión lo está en como máximo ,98 MPa.

Los altos requisitos que se establecen en cuanto a la resistencia mecánica de los materiales de construcción 15 hicieron necesario un perfeccionamiento del material. Con el fin de obtener un material que sea estable frente al calor, que esté basado en una tobermorita - hidrosilicato de calcio con una resistencia mecánica mejorada, se utilizó para su producción en el documento EP 44 196 una mezcla con una composición mejorada, en la que estaban contenidos un hidrato de cal y un polvo de cuarzo en la relación de CaO a SÍO2 de ,6 a ,735 % en peso. El material producido a partir de esto posee una resistencia a la flexión de ,91 MPa y tiene a la temperatura ambiente 2 una resistencia a la compresión de 1,6 MPa.

Los materiales del estado de la técnica, sin embargo, siguen siendo todavía siempre insuficientes en lo que se refiere a sus propiedades físicas para la construcción. En particular, en el caso de una acción del calor prolongadamente persistente disminuye grandemente la resistencia mecánica de los materiales protectores contra los incendios que se han descrito.

Por lo tanto, la meta del presente invento era, partiendo de los materiales conocidos, poner a disposición un material estable frente al calor con una mejor estabilidad frente al calor y unas mejoradas propiedades físicas para la construcción.

Dentro de este planteamiento de la misión se descubrió que se puede obtener un material estable frente al calor con unas sobresalientes propiedades mecánicas cuando se utiliza como material de partida una mezcla que, 3 adicionalmente a los componentes que se han descrito en el estado de la técnica, contiene un silicato de sodio.

El invento se refiere, en un primer aspecto, a un procedimiento para la producción de un material estable frente al calor, que comprende las siguientes etapas:

i) poner a disposición una mezcla acuosa, que contiene una sal de un metal alcalino de una carboximetilcelulosa, SÍO2, Ca(OH)2, un silicato de sodio y unas fibras orgánicas;

ii) calentar la mezcla durante 14 a 28 horas a una presión de vapor de agua saturado de 11 a 13 bares hasta

una temperatura de 19 a 2°C;

iii) secar el material obtenido en ii) a una temperatura de a lo sumo 25°C.

El material que se ha producido de esta manera tiene en lo esencial una estructura de tobermorita similar al coral. Se descubrió conforme al invento que la adición de un silicato de sodio a la mezcla procedente de la etapa i) 4 favorece la formación de la estructura de tobermorita. El silicato de sodio soluble en agua reacciona en combinación con el hidróxido de calcio para formar un silicato de calcio insoluble en agua, que cubre a la superficie de las fibras orgánicas. Al realizar el subsiguiente tratamiento hidrotérmico en la etapa ii), el silicato de calcio formado de esta manera actúa como un núcleo de cristalización para la formación ulterior de un hidrosilicato de calcio. Se forma en este caso una estructura de tobermorita similar al coral, especialmente regular. Esta estructura se distingue por un 45 alto volumen de poros y al mismo tiempo por una resistencia mecánica sorprendentemente alta.

La cantidad utilizada de Ca(OH)2 y Si2 se escoge de manera preferida de tal manera que ella corresponda a una relación ponderal de CaO a Si2 de aproximadamente ,3 a 3, de manera preferida de ,5 a 2 o de ,5 a 1,3. Por ejemplo, la relación puede estar situada en aproximadamente ,65 a ,75. El Si2 puede ser añadido por ejemplo en forma de una arena cuarzosa. La arena cuarzosa puede ser molida antes de la utilización para dar una deseada 5 distribución de tamaños de partículas.

El silicato de sodio puede ser añadido en una proporción de aproximadamente ,1 - 5 % en peso, de manera preferida de ,1 -1 % en peso, referida a la cantidad total de los componentes sólidos.

La sal de un metal alcalino de una carboximetilcelulosa se emplea de manera preferida en una proporción de ,1 a 5 % en peso, de manera preferida de ,1 a 1 % en peso, de manera más preferida de ,3 a ,8 % en peso, referida a 5 la cantidad total de todos los componentes sólidos. De manera especialmente preferida, se emplea una carboximetilcelulosa de sodio.

Por lo demás, la mezcla acuosa en la etapa i) contiene unas fibras orgánicas, tales como por ejemplo unas fibras de celulosa y/o fibras de madera. Una apropiada proporción de fibras es por ejemplo la de aproximadamente 2,5 a 7,5 % en peso referida a la cantidad total de todos los componentes sólidos, de manera preferida de 3,5 - 5,5 % en 1 peso. Las fibras orgánicas pueden ser añadidas por ejemplo en forma de una suspensión acuosa.

La proporción de agua en la mezcla de partida es de manera preferida de por lo menos 2 %, de manera más preferida de por lo menos 4 %, 5 % ó 75 %, referida a la masa total.

En el procedimiento conforme al invento, la puesta a disposición de la mezcla acuosa en la etapa i) se efectúa de manera preferida

a) poniendo a disposición una mezcla de Si2 y agua,

b) añadiendo a esto Ca(OH)2, un silicato de sodio, una solución acuosa de una sal de un metal alcalino de una carboximetilcelulosa y una suspensión acuosa de unas fibras orgánicas,

c) entremezclando los componentes para dar una mezcla homogénea.

Partiendo de la mezcla acuosa que se ha obtenido en la etapa i), en la etapa ii) se lleva a cabo un proceso 2 hidrotérmico. La mezcla acuosa se calienta durante 1 a 28 horas, de manera preferida durante 14 a 24 horas, p.ej. durante 16 a 2 horas, a una temperatura de aproximadamente 16 a 25°C, de manera preferida de 18 a 22°C, de manera más preferida de 19 a 2°C. Este calentamiento se efectúa a una presión de vapor de agua saturado de aproximadamente 11 a 13 bares, de manera preferida de aproximadamente 11,5 a 12,5 bares. Para la realización del proceso hidrotérmico en la etapa ii), la mezcla acuosa puede ser vertida dentro de un molde y luego calentada 25 bajo una presión de vapor de agua, p.ej. en un autoclave. El molde utilizado se puede escoger en tal caso ya de un modo correspondiente a la pretendida finalidad de utilización del posterior material estable frente al calor.

Después del tratamiento hidrotérmico, el producto obtenido se saca eventualmente desde el molde y a continuación se seca en la etapa ¡I). La desecación se lleva a cabo a una temperatura de hasta 3°C, por ejemplo a 17 hasta 25°C, de manera preferida a aproximadamente 18 hasta 2°C.

Mediante el procedimiento que más arriba se ha descrito se obtiene un material de hidrosilicato de calcio con una estructura esencialmente... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la producción de un material estable frente al calor, que comprende las siguientes etapas:

i) poner a disposición una mezcla acuosa que contiene una sal de un metal alcalino de una

carboximetilcelulosa, Si2, Ca(OH)2, un silicato de sodio y unas fibras orgánicas, que se seleccionan entre

unas fibras de celulosa y de madera;

ii) calentar la mezcla durante 1 a 28 h, de manera preferida durante 14 a 24 h a una presión de vapor de agua saturado de 11 a 13 bares, de manera preferida de aproximadamente 12 bares, a una temperatura de 16 a 25°C, de manera preferida de 18 a 22°C;

iii) secar el material obtenido en la etapa ii) a una temperatura de a lo sumo 3°C, de manera preferida de

18 a 2 °C,

en donde la etapa i) abarca las siguientes etapas:

a) poner a disposición una mezcla de SÍO2 y agua,

b) añadir a esto Ca(OH)2, un silicato de sodio, una solución acuosa de una sal de un metal alcalino de una

carboximetilcelulosa y una suspensión acuosa de unas fibras de celulosa y/o de madera, y

c) mezclar los componentes para dar una mezcla homogénea,

y en donde a la mezcla de la etapa i) se le añade por lo demás un cemento, de manera preferida en una proporción de ,1 a 1 % en peso, de manera preferida de ,1 a 5 % en peso, de manera más preferida de ,1 a 1 % en peso, referida a la cantidad total de todos los componentes sólidos,

y en donde a la mezcla de la etapa i) se le añade(n) por lo demás una o varias sales tales como por ejemplo NaCI, MgCI2 y/o MgCC>3, de manera preferida en una proporción de ,1 a 1 % en peso, de manera más preferida de ,5 a 8 % o de ,1 a 5 % en peso, referida a la cantidad total de todos los componentes sólidos.

2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, en el que

- se añaden Ca(OH)2 y Si2 en una proporción que corresponde a una relación de CaO : Si2 de ,3 a 3,

de manera preferida de ,5 a 1,3, de manera más preferida aproximadamente ,65 a ,75;

- se añade un silicato de sodio en una proporción de ,1 a 5 % en peso, de manera preferida de ,1 a 1 % en peso, referida a la cantidad total de los componentes sólidos;

- la mezcla contiene de ,1 a 5 % en peso, de manera preferida de ,1 a 1 % en peso, de manera más preferida aproximadamente de ,3 a ,8 % en peso de una sal de un metal alcalino de una

carboximetilcelulosa, referido a la cantidad total de todos los componentes sólidos;

- las fibras orgánicas se añaden en una proporción de 2,5 a 7,5 % % en peso, de manera preferida de aproximadamente 3,5 a 5,5 %, referida a la cantidad total de todos los componentes sólidos.

3. Procedimiento de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, en donde por lo demás se añade NaOH, de manera preferida en una proporción de ,1 a ,3 % en peso, referida a la cantidad total de todos los

componentes sólidos.

4. Procedimiento de acuerdo con una de las precedentes reivindicaciones, en donde en la etapa i) se utiliza una carboximetilcelulosa de sodio.

5. Material estable frente al calor, que está constituido sobre la base de un hidrosilicato de calcio, obtenible mediante un procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 4.

6. Material de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado porque él tiene en lo esencial una estructura de

tobermorita.

7. Material de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 ó 6, caracterizado porque él posee a la temperatura ambiente una resistencia a la compresión con una deformación de 5 % de por lo menos 8, MPa, de manera preferida de por lo menos 8,4 MPa y la resistencia a la compresión hasta la máxima destrucción es por lo menos de

1, MPa.

8. Material de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 hasta 7, caracterizado porque él posee a la temperatura ambiente una resistencia a la flexión de por lo menos 3,5 MPa, de manera preferida de por lo menos 3,9 MPa.

9. Material de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 hasta 8, caracterizado porque él se presenta en forma de un revestimiento, como un bloque, como placas, como un granulado o en forma de polvo.

1. Procedimiento para la aplicación de un revestimiento estable frente al calor, caracterizado porque un material de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 hasta 9 se mezcla en un estado de partículas con agua y con un engrudo y se aplica sobre una estructura que ha de ser revestida.

11. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por como un engrudo se utiliza una 5 carboximetilcelulosa de sodio, eventualmente en combinación con un silicato de un metal alcalino que es soluble en

agua.

12. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 u 11, caracterizado porque el material se aplica por atomización o se extiende con brocha sobre una estructura de construcción, tal como por ejemplo vigas de acero u hormigón, tubos, canales de conducciones y de ventilación.

13. Utilización de un material de acuerdo con una de las reivindicaciones 5 hasta 9, como un material protector

contra los incendios y/o para el aislamiento frente al calor, al ruido, a las vibraciones o a una radiación electromagnética.

14. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 4, en donde la mezcla acuosa procedente de la etapa (i) se vierte dentro de un molde, en la etapa (ii) se calienta p.ej. en un autoclave bajo una presión de vapor 15 de agua y a continuación se saca desde el molde.