AGLUTINANTE HIDRAULICO, PREMEZCLAS SECAS Y COMPOSICIONES DE CEMENTO QUE TIENEN UNA MEJOR CAPACIDAD PARA CONSERVAR INTACTOS EL BRILLO Y LA CANTIDAD DE COLORANTES SOBRE UN PERIODO DE TIEMPO MAS LARGO,

QUE SE CARACTERIZAN POR EL HECHO DE QUE CONTIENEN, A GRANEL, UNAS PARTICULAS DE UN FOTOCATALIZADOR CAPAZ DE OXIDAR, EN PRESENCIA DE LA LUZ, DEL OXIGENO Y DEL AGUA, LAS SUSTANCIAS CONTAMINANTES PRESENTES EN EL MEDIO AMBIENTE

La presente invención se refiere a un aglutinante hidráulico.

TÉCNICA ANTERIOR

Uno de los usos más importantes del cemento (ya sea gris o blanco) es en la fabricación de los denominados "hormigones arquitectónicos", es decir, coladas en trabajo con superficies no tratadas (planas o perfiladas) o tratadas (por ejemplo, por chorro de arena). En particular, el cemento blanco se usa como un elemento decorativo en la prefabricación ligera y en la producción de baldosas de pavimentación. La composición de hormigón arquitectónico, en particular el blanco, debe cumplir el requisito de obtener además buenas resistencias mecánicas y durabilidad con el tiempo y también superficies que tengan buena apariencia y, por tanto, sean uniformes en color y textura.

Con el fin de obtener hormigones arquitectónicos que tengan color homogéneo y composición constante es esencial la selección del material inerte pero, mientras dicho material inerte forma hasta el 80% de la masa de hormigón, la superficie de hormigón tiene una composición diferente de las capas subyacentes y, por tanto, de su masa total:

el material inerte grueso no aparece en la superficie y la superficie en sí consiste sólo en pasta de cemento y arena.

En consecuencia, una superficie de hormigón fabricada con cemento blanco y arena ligera resulta buena, aun cuando el agregado grueso sea más oscuro.

La uniformidad de color de la arena es menos importante que en el caso de hormigón arquitectónico de cemento gris: la constancia de color del cemento blanco puede cubrir, obviamente con ciertos límites, las variaciones de color de la arena.

PROBLEMA TÉCNICO

El problema principal de fabricaciones de hormigón arquitectónico, tanto en cemento gris como en cemento blanco, concierne al mantenimiento constante con el tiempo de la apariencia original; es importante dilatar lo más posible el proceso natural de envejecimiento debido, esencialmente, a la influencia de agentes atmosféricos.

La protección de estas fabricaciones se efectúa principalmente con productos repelentes del agua que se aplican en las superficies mediante pulverización o cepillado, como, por ejemplo, soluciones de silicona, que son estables en un entorno alcalino, y posiblemente ante la luz y el mal tiempo.

Sin embargo, tal vez debido al aumento progresivo de los contaminantes presentes en un entorno metropolitano típico, la protección superficial de estos productos resiste en las ciudades durante un tiempo cada vez más limitado con la subsiguiente degradación estética de la fabricación. En la mayoría de los casos, la rápida degradación estética de estos materiales impide que se usen estos hormigones arquitectónicos.

Por tanto, se percibe la necesidad de resolver el problema de la preservación de la apariencia original de la superficie de los hormigones arquitectónicos para periodos de tiempo más largos.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

El Solicitante ha encontrado sorprendentemente que este problema puede resolverse con eficacia usando aglutinantes hidráulicos formados por partículas en volumen de fotocatalizadores adecuados capaces de oxidar en presencia de luz, oxígeno y agua las sustancias contaminantes presentes en el ambiente.

La invención se refiere a un aglutinante hidráulico según la reivindicación 1.

Cualquier clase de fotocatalizador capaz de oxidar en presencia de luz, aire y humedad ambiental (oxígeno y agua) las sustancias contaminantes que entran en contacto con la superficie del aglutinante hidráulico (o los morteros y hormigones relativos) en un estado endurecido forma parte de la presente invención, en particular un dióxido de titanio, principalmente en la forma de anatasa, o un precursor del mismo, dopado opcionalmente con otros átomos diferentes de Ti.

La presente invención describe además un procedimiento para conservar inalterados el brillo y la cantidad de color de un aglutinante hidráulico instalado para composiciones de cemento caracterizadas porque las partículas de dicho fotocatalizador se añaden a dicho aglutinante antes de que se instale el mismo.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LAS FIGURAS

Las fig. 1 a 4 ofrecen las imágenes de las superficies en relación con las composiciones de morteros de cemento D, E, F, G ofrecidas en el Ejemplo 2.

En particular las fig. 1A-1B ofrecen las imágenes de las superficies relativas a la composición D, las fig. 2A-2B a la composición E, las fig. 3A-3B a la composición F, las fig. 4A-4B a la composición G;

la fig. 5 representa el % de reflectancia (R%) para la muestra B comprendida en el Ejemplo 5 medida en diferentes momentos en función de la longitud de onda (en nm);

la fig. 6 representa el Q% residual en función del tiempo de muestras (A) •, (B) ▲, (C) ■, descritas en el Ejemplo 5 sometidas a una longitud de onda superior a 290 nm (450 nm);

la fig. 7 representa histogramas del Q% residual del cemento blanco tratado con P-25® al 5% y cemento blanco no tratado (tal cual).

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Y REALIZACIONES PREFERIDAS

En la presente descripción, por "aglutinante" o "aglutinante hidráulico" se entiende un material de cemento hidráulico, en forma de polvo en el estado sólido, seco, que, una vez mezclado con agua, proporciona mezclas plásticas capaces de fijarse y endurecerse. En la definición extensa de "aglutinante hidráulico", según la presente invención, se incluyen los cementos (blancos, grises o pigmentados) según se define según la norma UNI ENV 197.1 y los denominados cementos para presas para captación de residuos, aglomerados de cemento y cales hidráulicas, según se define en la Ley nº 595 de 26 de mayo de 1965. La presente invención no sólo se refiere al aglutinante hidráulico en el que el fotocatalizador se añade a uno de sus componentes como clinker o yeso, en cualquier fase de la preparación relativa, sino también a una premezcla seca, en concreto, un material que comprende cualquier aglutinante hidráulico al que, antes de la instalación del mismo, se añaden las partículas de fotocatalizador.

Un objeto de la presente invención es una composición de cemento de hormigón arquitectónico que comprende el fotocatalizador.

Por "premezcla seca" se entiende una mezcla homogénea de aglutinante y agregado y opcionalmente al menos un aditivo adecuado para mezclarse con agua y para la preparación de morteros y hormigones.

Por "composición de cemento" o "mezcla de cemento" se entiende cualquier composición en la que se mezcla un aglutinante con agua, y opcionalmente con agregados que tienen diferente granulometría. Las composiciones de cemento incluyen entonces las “pastas” de cemento, es decir, las mezclas de aglutinante y agua que están libres de agregados, y las mezclas de agua, cemento y agregados.

Los "agregados" o "materiales inertes" pueden ser agregados gruesos, como piedras machacadas o grava de cantos rodados, o agregados finos, como arena, y se clasifican en la norma UNI 8520.

Son ejemplos de mezclas los morteros (mezclas de aglutinante, agua y agregado fino) y los hormigones (mezclas de agua, aglutinante, agregado fino y agregado grueso).

El "clinker" usado para la preparación del aglutinante según la presente invención es cualquier clinker de cemento Portland según se define según la norma UNI ENV 197.1, es decir, un material hidráulico que consiste en al menos dos tercios en masa de silicatos de calcio (3CaO SiO2) y (2CaO SiO2), siendo la parte restante Al2O3, Fe2O3 y otros óxidos.

El aglutinante hidráulico, la premezcla seca o las composiciones de cemento según la presente invención pueden contener entonces cemento blanco, gris o pigmentado, preferentemente cemento blanco.

La propiedad particular que distingue esencialmente al cemento blanco de los otros cementos es simplemente que es perfectamente blanco.

La coloración gris de los cementos Portland corrientes procede de la presencia de hierro y otros compuestos metálicos.

El cemento blanco se obtiene de materias primas que, en estado puro, son perfectamente blancas y la pigmentación "blanca" es la demostración de la pureza de su composición.... [Seguir leyendo]

1. Aglutinante hidráulico para una composición de cemento con agua y agregados finos y/o gruesos para fabricar hormigón arquitectónico, para conservar con el tiempo el aspecto original del hormigón arquitectónico hecho con el mismo y al mismo tiempo reducir la contaminación en el entorno en contacto con dicho hormigón arquitectónico, conteniendo dicho aglutinante hidráulico partículas de un fotocatalizador capaz de oxidar sustancias contaminantes en dicho entorno en presencia de luz, aire y humedad ambiental, estando distribuidas en volumen dichas partículas de fotocatalizador en toda la masa del aglutinante hidráulico en una cantidad del 0,01 al 1% en peso del aglutinante hidráulico.

2. Aglutinante hidráulico según la reivindicación 1 en el que dicho fotocatalizador es dióxido de titanio, o un precursor del mismo en el que al menos el 25% en peso de dióxido de titanio tiene forma de anatasa.

3. Aglutinante hidráulico según la reivindicación 2 en el que al menos el 50% en peso de dióxido de titanio tiene forma de anatasa.

4. Aglutinante hidráulico según la reivindicación 2 en el que al menos el 70% en peso de dióxido de titanio tiene forma de anatasa.

5. Aglutinante hidráulico según la reivindicación 2 en el que el dióxido de titanio es una mezcla de 70:30 de TiO2 de anatasa:TiO2 de rutilo.

6. Aglutinante hidráulico según la reivindicación 2 en el que dicho precursor es una pasta de titanio.

7. Aglutinante hidráulico según la reivindicación 2 en el que una matriz del dióxido de titanio está dopada con uno o más átomos diferentes de los átomos de titanio.

8. Aglutinante hidráulico según la reivindicación 7 en el que una matriz de dióxido de titanio está dopada con uno o más átomos seleccionados entre Fe (III), Mo (V), Ru (III), Os (III), Re (V), V (V) y Rh (III).

9. Aglutinante hidráulico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 en el que dichas partículas de fotocatalizador están distribuidas en volumen en toda la masa del aglutinante en una cantidad del 0,1% en peso del aglutinante.

10. Aglutinante hidráulico según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8 en el que dichas partículas de fotocatalizador están distribuidas en volumen en toda la masa del aglutinante en una cantidad del 0,5% en peso del aglutinante.

11. Aglutinante hidráulico según la reivindicación 1 en el que dicho fotocatalizador se selecciona entre el grupo constituido por óxido wolfrámico (WO3), titanato de estroncio (SrTiO3) y titanato de calcio.

12. Aglutinante hidráulico según la reivindicación 1 en el que dicho aglutinante hidráulico se selecciona entre un cemento según la norma UNI ENV 197.1, un cemento para presas para captación de residuos, un aglutinante de cemento y cal hidráulica.

13. Aglutinante hidráulico según la reivindicación 1 en el que dicho aglutinante hidráulico se selecciona entre un cemento blanco, gris o pigmentado.