Procedimiento para activar fotocatalíticamente superficies de componentes constructivos.

Procedimiento para la activación fotocatalítica de al menos una superficie de un componente constructivo conmatriz de agente aglutinante mineral porosa,

particularmente capilar porosa, como particularmente de uncomponente constructivo mineral, por ejemplo, de un componente constructivo de hormigón, de un recubrimiento demortero o enlucido, o de un componente constructivo de yeso, que están fabricados de mezclas acuosas de almenos un agente aglutinante inorgánico mineral, como cemento, cal de construcción, yeso y/o anhidrita, y por logeneral al menos un árido y/o al menos un aditivo y/o al menos un agente de adición, caracterizado porquea) se aplica agua sobre la superficie a activar fotocatalíticamente del componente constructivo hasta que se formauna película de agua,

b) inmediatamente después se aplica sobre la película de agua, partículas secas, finamente divididas de polvo finode agente aglutinante y partículas finamente divididas y fotocatalíticamente activas en forma de polvo fino,

c) se deja reaccionar con el agua de la película de agua, las partículas de polvo fino de agente aglutinante,

d) se deja desaparecer la película de agua, por ejemplo, por medio de evaporación y/o absorción por la matrizporosa del componente constructivo,

e) se deja solidificar las partículas de polvo fino de agente aglutinante a agente aglutinante solidificado con matriz decristales de hidrato, de tal modo tal que

f) las partículas fotocatalíticamente activas se integran en el agente aglutinante solidificado con superficies quequedan libres y

g) la matriz de cristales de hidrato del agente aglutinante solidificado se une firmemente a la matriz de superficie delcomponente constructivo.

Procedimiento para activar fotocatalíticamente superficies de componentes constructivos

El invento trata de un procedimiento para activar fotocatalíticamente particularmente componentes constructivos minerales sobre al menos una superficie, presentando éstos, una matriz de agente aglutinante porosa, particularmente mineral. Las superficies de los componentes constructivos pueden ser no recubiertas y ser, por ejemplo, una superficie de hormigón liso o presentar un recubrimiento solidificado, o curado, por ejemplo, un enlucido o un mortero con una matriz porosa, por ejemplo, ligada con agentes aglutinantes minerales. Poroso en el sentido del invento significa que, por ejemplo, debido a reacciones de solidificación de agentes aglutinantes minerales hay poros y capilares en la matriz.

Los componentes constructivos a base de una matriz cristalina y ligada mineralmente, de los cuales se ocupa particularmente el invento, son cuerpos que deben utilizarse de tal modo, que en el estado empotrado, por ejemplo, en un edificio, formen al menos una superficie receptora de luz y que están fabricados de una mezcla de al menos un agente aglutinante inorgánico mineral, por ejemplo, cemento, cal de construcción, y/o yeso o anhidrita, y por lo general áridos, por ejemplo, arenas, gravas, gravillas y/o aditivos, como por ejemplo, cenizas pulverizadas, piedras pulverizadas y/o aditivos, por ejemplo, agentes fluidificantes, estabilizadores, agentes hidrófobos. Estos componentes constructivos son, por ejemplo, componentes constructivos de hormigón prefabricados en encofrados

o moldes, o componentes constructivos de hormigón preparado en sitio producidos en encofrados. Del mismo modo, estos componentes constructivos son, por ejemplo, artículos de hormigón; éstos son por lo general productos de hormigón, como adoquines de hormigón, tubos de hormigón, placas para aceras y losas de hormigón, piedras de bordillo y ladrillos radiales, bordillos de andén o similares. Además, estos componentes constructivos son, por ejemplo, piedras talladas de hormigón o suelos de solado y suelos de terrazo o morteros o enlucidos sobre superficies de cuerpos de construcción. La fabricación y la composición de esos componentes constructivos se describen, por ejemplo, en el manual "Betonfertigteile - Betonwerkstein - Terrazzo", Verlag Bau + Technik GmbH, Düsseldorf, 1999, particularmente en los capítulos 5, 6 y 7. Pero el invento trata también de componentes constructivos ligados con yeso o anhidrita, particularmente productos manufacturados que están ligados con yeso, como placas de yeso entre cartones, paredes de yeso, solados de anhidrita y similares.

Es conocido recubrir superficies de componentes constructivos solidificados con nanopartículas con efecto fotocatalítico, como partículas de TiO2, por lo cual se logra una autolimpieza de la superficie. Aparte de este efecto de autolimpieza, las superficies recubiertas con una película fotocatalizadora pueden contribuir activamente a la limpieza del aire que las rodea, al oxidar, por ejemplo, gases tóxicos, como NO y NOx, fotocatalíticamente a NO2, de lo cual en un medio acuoso resultan iones de nitrato no tóxicos. Como recubrimientos se han utilizado películas, enlucidas o morteros ligados orgánicamente, que se aplican ulteriormente, por ejemplo, con suspensiones acuosas sobre los componentes constructivos después de la ejecución de un edificio o después de la solidificación de los componentes constructivos (por ejemplo, WO 01/00541 A1, EP 784 034 A1, EP 614 682 A1, DE 10 2005 057 770 A1, US 2 007/0027015 A1, EP 1 020 564 A1, US 2 006/0147756 A1, DE 10 2005 057 747 A1) . En este caso también se utilizan premezclas de un agente aglutinante hidráulico y partículas que actúan en forma fotocatalítica, para producir mezclas acuosas (EP 1 564 194 A2) y las mezclas acuosas se pulverizan o rocían sobre las superficies (EP 1 020 564 A1) .

Todos estos recubrimientos de diferente tipo tienen generalmente la desventaja de que los otros componentes secundarios existentes, además de las nanopartículas con efecto fotocatalítico, pueden perjudicar la efectividad de la fotocatálisis y/o contienen cuantitativamente demasiadas nanopartículas fotocatalíticas costosas en estado ineficaz y/o de que el recubrimiento se desprende del soporte debido a influencias climáticas y/o de que el recubrimiento se destruye debido a influencias medioambientales.

Otro método relativamente costoso es mezclar con la mezcla base de los componentes constructivos las nanopartículas con efecto fotocatalítico. Si bien en este caso es necesaria una cantidad muy grande de nanopartículas, la integración de las nanopartículas en la matriz es mucho más firme que en recubrimientos, por lo cual su efecto es más duradero (por ejemplo, EP 885 857 A1, IT 1 286 492 A1) .

El objetivo del presente invento consiste en equipar de manera sencilla, particularmente componentes constructivos moldeados del tipo mencionado más arriba con reducidas cantidades de partículas fotocatalíticamente activas y lograr de este modo sin embargo, un resultado catalítico muy eficaz y duradero.

Este objetivo se consigue por medio de los atributos de la reivindicación 1. En las subreivindicaciones dependientes de esa reivindicación se especifican optimizaciones favorables del invento.

Según el invento, en primer lugar se lleva agua a la superficie del componente constructivo mineral. La matriz del componente constructivo absorbe el agua esencialmente en forma capilar hasta que esté alcanzada una cierta saturación, respectivamente un cierto llenado, por ejemplo, pasajero de los poros y los capilares. Luego se forma una delgada película de agua sobre la superficie del componente. Según el invento, esa película de agua se tiene como objetivo y se produce; la misma debería presentar un espesor entre 0, 1 y 5 mm, particularmente entre 0, 1 y 1

mm, y quedar adherida sobre la superficie también en el caso de superficies oblicuas o verticales. Inmediatamente después de la aplicación de una película de agua, por ejemplo, en el término de pocos minutos antes de que la película de agua esté evaporada o el componente constructivo la haya absorbido, se aplica, por ejemplo, se aplica atomizando, se esparce, se sopla encima en forma directa o se aplica rodando, por ejemplo, con un rodillo, en forma indirecta, sobre la película de agua una mezcla seca de al menos un agente aglutinante inorgánico, mineral, finamente dividido y partículas fotocatalíticamente activas.

Está dentro del marco del invento aplicar las variedades de partículas también una tras otra y ocupar la superficie acuosa, por ejemplo, en primer lugar con las partículas secas de agente aglutinante y a continuación con partículas secas fotocatalíticamente activas, o viceversa.

Según el invento, durante la aplicación de las partículas secas se encuentra tanta agua sobre la superficie, que las partículas aplicadas primeramente se retienen en forma adhesiva. A continuación, se forman las primeras fases de reacción química de soluciones, por ejemplo, etringita, de minerales de cemento o las primeras fases de yeso en el caso de yeso de estucar o anhidrita como agente aglutinante del o de los agente (s) aglutinante (s) con el agua, al menos sobre la superficie de las partículas de agente aglutinante que ocasionan un primer pegado o adherencia de las partículas de agente aglutinante sobre la superficie del componente constructivo y una primera ligadura de las partículas fotocatalíticamente activas, que no reaccionan químicamente con el agua y las partículas de agente aglutinante, a las partículas de agente aglutinante, siendo sin embargo la capacidad de adherencia de las partículas, apoyada también por fuerzas capilares de la matriz del componente constructivo. Las primeras fases de reacción de los agentes aglutinantes pasan a fases de hidrato cristalinas, cuyos cristales se enclavan en la matriz de superficie del componente constructivo y envuelven, o bien encapsulan las partículas fotocatalíticamente activas, de tal modo que se sujetan firmemente en la matriz de cristales.

La formación de las fases de hidrato de reacción de los agentes aglutinantes consume una porción considerable de la reserva de agua aplicada en la zona de superficie del componente constructivo, de lo cual resulta una solidificación de la aplicación de partículas y también al menos una deshidratación parcial de las zonas de superficie del componente constructivo. Para apoyar y, dado el caso, acelerar la formación de las fases de hidrato de los agentes aglutinantes puede aplicarse... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento para la activación fotocatalítica de al menos una superficie de un componente constructivo con matriz de agente aglutinante mineral porosa, particularmente capilar porosa, como particularmente de un

componente constructivo mineral, por ejemplo, de un componente constructivo de hormigón, de un recubrimiento de mortero o enlucido, o de un componente constructivo de yeso, que están fabricados de mezclas acuosas de al menos un agente aglutinante inorgánico mineral, como cemento, cal de construcción, yeso y/o anhidrita, y por lo general al menos un árido y/o al menos un aditivo y/o al menos un agente de adición, caracterizado porque

a) se aplica agua sobre la superficie a activar fotocatalíticamente del componente constructivo hasta que se forma una película de agua, b) inmediatamente después se aplica sobre la película de agua, partículas secas, finamente divididas de polvo fino de agente aglutinante y partículas finamente divididas y fotocatalíticamente activas en forma de polvo fino, c) se deja reaccionar con el agua de la película de agua, las partículas de polvo fino de agente aglutinante,

d) se deja desaparecer la película de agua, por ejemplo, por medio de evaporación y/o absorción por la matriz porosa del componente constructivo, e) se deja solidificar las partículas de polvo fino de agente aglutinante a agente aglutinante solidificado con matriz de cristales de hidrato, de tal modo tal que f) las partículas fotocatalíticamente activas se integran en el agente aglutinante solidificado con superficies que

quedan libres y g) la matriz de cristales de hidrato del agente aglutinante solidificado se une firmemente a la matriz de superficie del componente constructivo.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque las partículas de polvo fino de agente aglutinante y 25 las partículas fotocatalíticamente activas y finamente divididas se aplican como mezcla seca.

3. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque las partículas fotocatalíticamente activas y finamente divididas se aplican en forma de gotitas acuosas de suspensión de polvo.

4. Procedimiento según las reivindicaciones 1 o 3, caracterizado porque las partículas de polvo fino de agente aglutinante y las partículas fotocatalíticamente activas y finamente divididas se aplican en forma sucesiva.

5. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones 1 hasta 4, caracterizado porque las partículas de polvo fino de agente aglutinante y las partículas fotocatalíticamente activas y finamente divididas se aplican como mezcla

seca predominantemente en forma de zonas discretas de manchas sobre la superficie del componente constructivo, de modo que la superficie del componente constructivo no esté cubierta completamente, aplicándose las partículas fotocatalíticamente activas con porcentajes en superficie de 0, 1 a 50, particularmente de 2 a 10 por ciento en superficie.

6. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones 1 hasta 5, caracterizado porque las partículas fotocatalíticamente activas se aplican con tamaños de partícula en el rango nano entre 1 y 1000 nm y/o en el rango micro entre 1 y 50 µm.

7. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones 1 hasta 4 y 6, caracterizado porque las partículas

45 fotocatalíticamente activas se aplican, preferentemente distribuidas en forma homogénea, con porcentajes en superficie de 0, 1 a 100, preferentemente de 0, 1 a 50, particularmente de 2 a 10% en superficie.

8. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones 1 hasta 7, caracterizado porque las partículas de polvo

fino de agente aglutinante y las partículas fotocatalíticamente activas se aplican en forma indirecta, por ejemplo, 50 mediante láminas o rodillos.

9. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones 1 hasta 8, caracterizado porque mezclas de partículas fotocatalíticamente activas y partículas de polvo fino de agente aglutinante se aplican en relaciones cuantitativas en peso de 90:10 a 10:90, particularmente de 80:20 a 20:80.

10. Procedimiento según una o varias de las reivindicaciones 1 hasta 9, caracterizado porque se utiliza agentes aglutinantes con rangos de tamaño de grano entre 10 nm y 100 µm.

11. Procedimiento según la reivindicación 10, caracterizado porque se utiliza agentes aglutinantes con rangos de 60 tamaño de grano entre 0, 1 µm y 50 µm y/o cementos muy finos con rangos de tamaño de grano entre 0, 1 y 10 µm.