CAL HIDRÁULICA PARA COMPOSICIONES DE CEMENTO QUE CONTIENEN PARTÍCULAS DE FOTOCATALIZADOR.

Cal hidráulica para composiciones de cemento caracterizada porque incluye,

en volumen, partículas de dióxido de titanio o de un precursor del mismo en cantidades comprendidas entre el 0,01 % y el 10 % en peso, en la que el dióxido de titanio tiene estructura de anatasa en al menos el 25 %.

Cal hidráulica para composiciones de cemento que contienen partículas de fotocatalizador La presente invención se refiere a una cal hidráulica, una premezcla seca, una composición de cemento que tiene una propiedad mejorada para mantener, después de la instalación, durante periodos de tiempo más prolongados el brillo y la cantidad de color.

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.

El documento EP 0.590.477 se refiere a una capa de óxido metálico que muestra una función de actividad fotocatalítica formada en la superficie de un material arquitectónico inorgánico, como material de muros externos, material de cubierta, material de muros internos, material de suelo y material de techo, que incluye vidrio, azulejo, hormigón, piedra, metal y similares, de manera que se proporcione la propiedad de desodorizar un espacio que entra en contacto con el material arquitectónico, y propiedades antimoho y antisuciedad, y absorbancia de rayos ultravioleta de la superficie del material arquitectónico, así como el mantenimiento a largo plazo de estas propiedades.

El documento EP 0.633.064 se refiere a un compuesto de fotocatalizador que comprende un sustrato que tiene partículas de un fotocatalizador como óxido de titanio, adheridas al mismo por medio de un adhesivo menos degradativo como un polímero fluorado que comprende un copolímero de un éster vinílico y/o éter vinílico y una fluoroolefina, o un cemento o polímero basado en silicona.

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 una cal hidráulica para composiciones de cemento según la reivindicación 1.

Como 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 según la presente invención, se proporciona dióxido de titanio, principalmente en la forma de anatasa, o un precursor del mismo, dopado opcionalmente con otros átomos diferentes de Ti.

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

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 a la cal hidráulica en la 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 la cal hidráulica a la que, antes de la instalación del mismo, se añaden las partículas de fotocatalizador.

Un objeto de la presente invención es una composición que comprende la cal hidráulica y 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.

La propiedad particular que distingue esencialmente al... [Seguir leyendo]

1. Cal hidráulica para composiciones de cemento caracterizada porque incluye, en volumen, partículas de dióxido de titanio o de un precursor del mismo en cantidades comprendidas entre el 0, 01 % y el 10 % en peso,

en la que el dióxido de titanio tiene estructura de anatasa en al menos el 25 %.

2. Cal hidráulica para composiciones de cemento según la reivindicación 1 en la que el dióxido de titanio tiene estructura de anatasa en al menos el 50 %.

3. Cal hidráulica para composiciones de cemento según la reivindicación 1 en la que el dióxido de titanio tiene estructura de anatasa en al menos el 70 %.

4. Cal hidráulica para composiciones de cemento según la reivindicación 1 en la que el dióxido de titanio está en una mezcla de 70:30 de TiO2 de anatasa:TiO2 de rutilo.

5. Cal hidráulica para composiciones de cemento según la reivindicación 1 en la que el precursor es una pasta de titanio.

6. Cal hidráulica para composiciones de cemento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que la matriz de TiO2 está dopada con uno o más átomos diferentes de Ti.

7. Cal hidráulica para composiciones de cemento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 en la que la matriz de TiO2 está dopada con uno o más átomos seleccionados entre Fe (III) , Mo (V) , Ru (III) , Os (III) , Re (V) , V (V) y Rh (III) .

8. Cal hidráulica para composiciones de cemento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 caracterizada porque el dióxido de titanio se añade en una cantidad igual al 0, 1 % en peso con respecto al aglutinante.

9. Cal hidráulica para composiciones de cemento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 caracterizada porque el dióxido de titanio se añade en una cantidad igual al 0, 5 % en peso con respecto al aglutinante.

10. Composición que comprende partículas de fotocatalizador en volumen capaces de oxidar en presencia de luz, aire y humedad ambiental, caracterizada porque comprende la cal hidráulica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.

11. Premezcla seca que comprende partículas de fotocatalizador en volumen capaces de oxidar en presencia de luz, aire y humedad ambiental las sustancias contaminantes presentes en el entorno, caracterizada porque contiene la cal hidráulica según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9.

12. Hormigón arquitectónico fabricado con la premezcla seca según la reivindicación 11.

13. Mortero fabricado con la premezcla seca según la reivindicación 11.