RESIDUO DE SANITARIOS PARA LA ELABORACIÓN DE CEMENTOS, PROCEDIMIENTO DE OBTENCIÓN Y CEMENTOS QUE LO COMPRENDEN.

Residuo de sanitarios para la elaboración de cementos, procedimiento de obtención y cementos que lo comprenden.

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.

Tipo: Patente de Invención. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: P201330715.

Solicitante: CONSEJO SUPERIOR DE INVESTIGACIONES CIENTIFICAS (CSIC).

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: FRIAS ROJAS,MOISES, SÁNCHEZ DE ROJAS GÓMEZ,María Isabel, ASENSIO DE LUCAS,Eloy, MEDINA MARTÍNEZ,César.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > CEMENTOS; HORMIGON; PIEDRA ARTIFICIAL; CERAMICAS;... > LIMA; MAGNESIA; ESCORIAS; CEMENTOS; SUS COMPOSICIONES,... > Empleo de materias aglomeradas, de residuos o de... > C04B18/16 (que provienen de la industria de la construcción o de la industria de la cerámica)

PDF original: ES-2525416_A1.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

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 pm. 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 pm, que se considera idóneo para su uso como material puzolánico y

d) tamizado del residuo de c) con un tamiz de 63 |jm 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 pm (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 UNE-EN 197-1:2011 (Norma Española UNE-EN 197-1:2011 "Cemento. Parte 1: Composición, especificaciones y criterios de conformidad de los cementos comunes", Diciembre de 2011), 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 197-1:2011, 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 197-1:2011, 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,... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

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 pm.

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 pm, y

d) tamizado del residuo de c) con un tamiz de 63 pm 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 segúnla reivindicación 4caracterizado por que el residuo de sanitariostiene 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:

f^total ^cemento ^residuo ^cemento mtotal (EX)

^residuo X mtotal

siendo:

mtotai: masa total de la mezcla a realizar mcemento' masa de cemento utilizada mmSiduo- masa del residuo de sanitarios.

X\ porcentaje en tanto por uno residuo de sanitarios.