MATERIAL DE CONSTRUCCIÓN DE BASE VEGETAL Y PROCEDIMIENTO PARA SU FABRICACIÓN.

Material de construcción de base vegetal (BV), que comprende una mezcla M1 formada por un ligante y un mineralizador,

caracterizado porque las partes en peso de los componentes que forman la mezcla M1 están comprendidas entre 50% y 90% para el ligante y entre 10% y 50% para el mineralizador, y este último consta de una mezcla M2 de carbonato cálcico CaCO3 y carbonato magnésico MgCO3, de modo que las partes en peso de los componentes que forman esta mezcla M2 están comprendidas entre 60% y 95% para el CaCO3 y entre 5% y 40% para el MgCO3

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/CH2002/000583.

Solicitante: NAWARO AG.

Nacionalidad solicitante: Suiza.

Dirección: JURABLICK 17 3212 GURMELS SUIZA.

Inventor/es: FREUDIGER,Martin.

Fecha de Publicación: .

Fecha Solicitud PCT: 28 de Octubre de 2002.

Fecha Concesión Europea: 12 de Julio de 2006.

Clasificación PCT:

  • C04B18/24 SECCION C — QUIMICA; METALURGIA.C04 CEMENTOS; HORMIGON; PIEDRA ARTIFICIAL; CERAMICAS; REFRACTARIOS.C04B LIMA; MAGNESIA; ESCORIAS; CEMENTOS; SUS COMPOSICIONES, p. ej. MORTEROS, HORMIGON O MATERIALES DE CONSTRUCCION SIMILARES; PIEDRA ARTIFICIAL; CERAMICAS (vitrocerámicas desvitrificadas C03C 10/00 ); REFRACTARIOS (aleaciones basadas en metales refractarios C22C ); TRATAMIENTO DE LA PIEDRA NATURAL. › C04B 18/00 Empleo de materias aglomeradas, de residuos o de desechos como cargas para morteros, hormigón o piedra artificial; Tratamiento de materias aglomeradas, de residuos o de desechos, especialmente previsto para reforzar sus propiedades de carga, en los morteros, hormigón o piedra artificial (elementos de armadura   E04C 5/00). › Desechos vegetales, p. ej. cáscara de arroz, carojos de maíz; Materias celulósicas, p. ej. papel.
  • C04B28/02 C04B […] › C04B 28/00 Composiciones para morteros, hormigón o piedra artificial que contienen ligantes inorgánicos o que contienen el producto de reacción de un ligante inorgánico y un ligante orgánico, p. ej. que contienen cemento de policarboxilatos. › que contienen cementos hidráulicos distintos que los de sulfato de calcio.

Países PCT: Austria, Bélgica, Suiza, Alemania, Dinamarca, España, Francia, Reino Unido, Grecia, Italia, Liechtensein, Luxemburgo, Países Bajos, Suecia, Mónaco, Portugal, Irlanda, Eslovenia, Finlandia, Rumania, Chipre, Lituania, Letonia, Ex República Yugoslava de Macedonia, Albania.

PDF original: ES-2375050_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Material de construcción de base vegetal y procedimiento para su fabricación. La presente invención se refiere a un material de construcción de base vegetal, según el concepto general de la reivindicación 1. También se refiere a un procedimiento para fabricar dicho material y a las piezas y objetos elaboraos con el mismo. Los materiales de construcción formados a partir de materias primas renovables se desarrollan y emplean en muchos casos, para satisfacer la necesidad de disponer de un método constructivo ecológico y en armonía con la naturaleza. En el estado técnico se conocen múltiples combinaciones de materias primas de base vegetal. Históricamente, como materiales de construcción ecológicos se ha empleado con mucha frecuencia la paja y el barro. Sin embargo, la limitada estabilidad y resistencia de dicha combinación de materiales reduce su uso. Las estructuras de entramado forjadas con paja y barro no cumplen hoy en día los modernos requisitos de protección térmica y acústica. También se han realizado múltiples pruebas de construcción duradera empleando madera como materia prima vegetal, en combinación con cemento. Pero la poca solidez o resistencia superficial para una densidad tan alta y, por lo tanto, el peso relativamente elevado de las piezas resultantes resulta a menudo un inconveniente. Además, el aislamiento acústico y térmico es bastante malo debido a la gran cantidad de cemento que se necesita como ligante. Buscando un material de construcción con el mayor contenido posible de materias primas renovables y buenas propiedades químicas, físicas y mecánicas, también se efectuaron pruebas con miscantus (caña china). Gracias a su gran contenido de silicio, esta especie vegetal posee las condiciones ideales para ser elaborada en forma de material constructivo estable y duradero. No obstante, la producción de un material de construcción útil basado en un agregado vegetal solo es factible si éste se fija en la matriz de ligante. Esta condición se cumple mediante una mineralización de la materia prima vegetal. Por tanto, el aprovechamiento cualitativo de materias primas renovables para una construcción moderna y actual depende en concreto de la calidad y efectividad de esta mineralización. Como es sabido, en las obras se usan diversos elementos y objetos constructivos que deben presentar propiedades específicas según las prescripciones de instalación. Así, para erigir p.ej. muros y paredes, junto a los elementos usuales se emplean otros como las placas de yeso prefabricadas. Por tanto, se plantea el problema de fabricar un material de construcción universal cuya base sea vegetal. Esto significa que tal material de construcción se puede emplear para casi todas las aplicaciones imaginables, gracias a una composición que tenga en cuenta el uso previsto y que por lo tanto se adapte a las propiedades exigidas, eventualmente con aditivos específicos también orientados a la aplicación. Según revela la patente EP-1.108.696 A1, las partículas fibrosas de materias primas renovables como madera, cáñamo y/o paja se someten a una mineralización previa con cemento, preferentemente con cemento Portland, como mineralizador. La mineralización previa de las materias primas vegetales tiene lugar en una etapa separada del proceso, después de la cual se secan las materias primas tratadas con el líquido de mineralización. Luego, las piezas vegetales pretratadas se pueden emplear para elaborar hormigón o morteros. Este procedimiento tiene el inconveniente de requerir un tratamiento adicional de las materias primas vegetales para la mineralización. Otra etapa en el proceso también implica costes adicionales y en el ramo de la construcción hay que ahorrar operaciones extra, debido a la continua presión de los costes. El incremento de costes para una construcción ecológica eficaz disminuye mucho el atractivo de tal sistema constructivo y no favorece el uso alternativo de estas materias primas vegetales en comparación con los materiales de construcción convencionales. Por tanto, en la patente WO-A-02/12145 se prescinde de una mineralización previa del agregado vegetal, con el fin de formular de modo más simple y barato los hormigones y morteros basados en dicho agregado, pero consiguiendo unas buenas propiedades de aislamiento térmico y acústico y de resistencia a la flexión y a la compresión. Sin embargo este objetivo no pudo lograrse de manera óptima, sobre todo por lo que respecta al mineralizador elegido. Tampoco se trata de adaptar el material de construcción para satisfacer diversas propiedades, con lo cual quedarían bastante limitados los campos de aplicación. Uno de los objetivos de la presente invención es solucionar o superar el problema arriba descrito y los inconvenientes del estado técnico. Este objetivo se resuelve según la presente invención mediante el material de construcción definido en la reivindición 1, mientras que en las reivindicaciones subsiguientes se indican composiciones y características preferidas. 2   En comparación con los materiales de construcción del mismo género, los materiales de construcción de la presente invención elaborados según la misma tienen concretamente una mejor adhesividad y propiedades mecánicas ajustadas. Además son económicos y ecológicos, gracias al uso de materia prima renovable y al ahorro de etapas de proceso - que permite un diseño mucho más simple y económico de las plantas de fabricación e igualmente una producción en continuo del material de construcción de la presente invención, pues no hace falta intercalar una etapa de almacenamiento o de secado para las materias primas vegetales mineralizadas - así como al nivel logístico. Por último, las posibilidades de aplicación y uso del material de construcción según la presente invención son prácticamente inagotables. De la descripción de los ejemplos prácticos se desprenden otros detalles, características y ventajas del método de la presente invención y de los materiales de construcción que pueden elaborarse con el mismo. A efectos ilustrativos, los elementos constructivos están representados con referencia a los siguientes esquemas: La fig. 1 representa una pieza de absorción acústica, la fig. 2.1 un bloque de refuerzo de pendientes, la fig. 2.2 un bloque de refuerzo de pendientes provisto de laminillas y lla fig. 3 una pared de refuerzo de pendientes. Como materias primas vegetales se usan ventajosamente miscantus (caña china), cañamazo, fibras de cáñamo, madera de pino, caña de azúcar, paja (p.ej. de trigo o centeno), césped de panicum virgatum, raigrás italiano, juncos, por separado o formando diversas combinaciones entre sí. Las materias primas vegetales se desmenuzan antes de su uso en partículas alargadas de hasta unos 40 mm o en granulado de hasta unos 8 mm de diámetro, según el tipo de material y las piezas que deben elaborarse. Así, por ejemplo, la longitud deseada para las fibras es de hasta unos 40 mm y los gránulos tienen un tamaño entre 0 y 8 mm cuando el material constructivo se emplea para paredes exteriores o ladrillos, mientras que estos valores deberían estar comprendidos preferentemente entre 0 y 2 mm cuando el material va destinado a revoques. A la base vegetal BV elegida y desmenuzada, formada por materias primas de plantas, se le añade una mezcla M1 en una sola etapa. Esta mezcla M1 consta de un ligante, por ejemplo cemento Portland o una mezcla de distintos cementos Portland, pero preferentemente cemento Portland de la calidad PZ 52.5, y de un mineralizador. El mineralizador se añade directamente al cemento Portland en la cementera, según receta, es decir, en proporciones definidas orientadas al uso o dependientes de él. De esta manera la mezcla M1 puede extraerse de un único silo y pesarse en una báscula, antes de llegar a un mezclador donde se combinan BV y M1. Comparado con los procesos usuales [donde el mezclador para la combinación {BV + M1} está conectado mediante una báscula con dos silos (uno que contiene el cemento Portland y otro que contiene el mineralizador)], este procedimiento rebaja los costes de fabricación del material constructivo, gracias a la simplificación de la planta y a la reducción de etapas de proceso. Las proporciones en peso de los componentes que forman la mezcla M1 están comprendidas en un intervalo aproximado de 50% hasta 90%, sobre todo entre 6/10 y 4/5, para el cemento Portland y en un intervalo aproximado de 10% hasta 50%, preferentemente entre 1/5 y 4/10, para el mineralizador. El mineralizador consta de una mezcla M2 determinada, orientada al uso y dependiente de él, formada por carbonato cálcico CaCO3 y carbonato magnésico MgCO3, en que las proporciones en peso están comprendidas en un intervalo aproximado de 60% hasta 95%, sobre todo entre 2/3 y 9/10, para el CaCO3 y en un intervalo aproximado de 5% hasta 40%, preferentemente entre... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Material de construcción de base vegetal (BV), que comprende una mezcla M1 formada por un ligante y un mineralizador, caracterizado porque las partes en peso de los componentes que forman la mezcla M1 están comprendidas entre 50% y 90% para el ligante y entre 10% y 50% para el mineralizador, y este último consta de una mezcla M2 de carbonato cálcico CaCO3 y carbonato magnésico MgCO3, de modo que las partes en peso de los componentes que forman esta mezcla M2 están comprendidas entre 60% y 95% para el CaCO3 y entre 5% y 40% para el MgCO3. 2. Material de construcción según la reivindicación 1, caracterizado porque las partes en peso de los componentes que forman la mezcla M1 están comprendidas preferentemente entre 6/10 - 4/5 para el ligante y entre 1/5 - 4/10 para el mineralizador. 3. Material de construcción según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque las partes en peso de los componentes que forman la mezcla M2 están comprendidas preferentemente entre 2/3 - 9/10 para el CaCO3 y entre 1/10 - 1/3 para el MgCO3. 4. Material de construcción según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque sobre 1 m 3 de BV la mezcla M1 consta de 75 kg de mineralizador M2 y 225 kg de ligante (25% a 75% partes en peso) y la mezcla M2 de 60 kg de carbonato cálcico y 15 kg de carbonato magnésico (80% a 20% partes en peso). 5. Material de construcción según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque presenta otra mezcla M3 en proporciones definidas y orientadas o dependientes del uso. 6. Material de construcción según la reivindicación 5, caracterizado porque la mezcla M3 es de yeso que contiene preferentemente un almidón. 7. Material de construcción según la reivindicación 5, caracterizado porque la mezcla M3 consta de un fluidizante. 8. Material de construcción según la reivindicación 5 o 6, caracterizado porque sobre 1 m 3 de BV la mezcla M1 consta de 60 kg de mineralizador según M2 y 100 kg de ligante (37,50% a 62,50% partes en peso) y la mezcla M2 de 42 kg de carbonato cálcico y 18 kg de carbonato magnésico (70% a 30% partes en peso) y la mezcla M3 preferentemente de 200 kg de yeso. 9. Material de construcción según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque la base vegetal BV consta ventajosamente de miscantus (caña china), cáñamo, madera de pino, caña de azúcar, paja, césped de panicum virgatum, raigrás italiano, juncos, por separado o formando diversas combinaciones entre sí, de modo que estas materias primas vegetales se desmenuzan siguiendo indicaciones preestablecidas. 10. Material de construcción según la reivindicación 9, caracterizado porque el desmenuzamiento tiene lugar formando partículas alargadas como fibras de hasta 40 mm y/o granulado con un tamaño de grano de hasta 8 mm. 11. Material de construcción según la reivindicación 9 o 10, caracterizado porque la base vegetal BV presenta una mezcla de miscantus y madera de pino, de preferencia con 85% y 15% en peso respectivamente. 12. Material de construcción según la reivindicación 9 o 10, caracterizado porque la base vegetal BV presenta una mezcla de miscantus, madera de pino y cáñamo, de preferencia con 75%, 20% y 5% en peso respectivamente. 13. Material de construcción según una de las reivindicaciones 1 a 13, caracterizado porque la mezcla {BV + M1} o bien {BV + M1 + M3} se amasa con una cantidad de agua tal, que se alcance una consistencia Ki previamente definida y deseada. 14. Material de construcción según la reivindicación 13, caracterizado porque, sobre 1 m 3 de BV la cantidad de agua de amasado es de 300 litros. 15. Material de construcción según la reivindicación 13 o 14, caracterizado porque a dicha cantidad de agua de amasado se le añade un preparado fungicida, preferentemente mediante la incorporación de 2/3 de litro de sosa cáustica por 1.000 litros de agua de amasado. 16. Material de construcción según una de las reivindicaciones 1 a 15, caracterizado porque el ligante es preferentemente cemento Portland de la calidad 52.5. 7   17. Método para fabricar un material de construcción según una de las reivindicaciones 1 a 16, caracterizado porque - la mezcla {M2} o {M2 + M3} se incorpora al ligante en proporciones definidas y orientadas o dependientes del uso, y la mezcla {M1} (= {ligante + M2}) o {M1 + M3} así obtenida se añade a la base vegetal (BV) y - la mezcla de mineralizador M2 formada por carbonato cálcico CaCO3 y carbonato magnésico MgCO3 se prepara en proporciones definidas y orientadas o dependientes del uso, - eventualmente se agrega otra mezcla M3, formada al menos por otro material, en proporciones definidas y orientadas o dependientes del uso, que se incorpora a la mezcla M2, - la mezcla {BV + M1} o {BV + M1 + M3} se agita en una cantidad definida de agua de amasado, según la consistencia Ki deseada. 18. Método para fabricar un material de construcción según una de las reivindicaciones 5 a 16, caracterizado porque - la mezcla de mineralizador M2 formada por carbonato cálcico CaCO3 y carbonato magnésico MgCO3 se prepara en proporciones definidas y orientadas o dependientes del uso, - la mezcla M3, formada al menos por otro material en proporciones definidas y orientadas o dependientes del uso, se prepara y se incorpora a la mezcla M2, - la mezcla {M2 + M3} se incorpora al ligante en proporciones definidas y orientadas o dependientes del uso, y la mezcla así obtenida {ligante + M2 + M3} o {M1 + M3} se añade a la base vegetal (BV) y - la mezcla {BV + M1 + M3} se extruye. 19. Método según la reivindicación 17 o 18, caracterizado porque la mezcla {BV + M1} o {BV + M1 + M3} se elabora en etapas sucesivas, incorporando antes el mineralizador, o bien el mineralizador y la mezcla M3, directamente al ligante - conforme a las indicaciones preestablecidas - en la fábrica del ligante. 20. Elemento constructivo o pieza, elaborado con el material de construcción según una de las reivindicaciones 1 a 16. 21. Elemento constructivo según la reivindicación 20, caracterizado porque forma un elemento de amortiguación acústica (1) y presenta unas laminillas absorbentes del ruido (2) para ampliar la superficie de absorción sonora. 22. Elemento constructivo de amortiguación acústica según la reivindicación 21, caracterizado porque tiene forma de placa. 23. Elemento constructivo de amortiguación acústica según la reivindicación 21 o 22, caracterizado porque está formado por dos capas, de tal modo que hay una capa soporte (3) con una función predominantemente estática y una capa absorbente (4) para amortiguar el ruido. 24. Elemento constructivo de amortiguación acústica según la reivindicación 23, caracterizado porque tiene un grosor (h) de 25 cm, donde la capa soporte (3), de 1.250 kg/m 3 de densidad, tiene un grosor (g) de 10 cm y la capa absorbente (4), de 500 kg/m 3 de densidad, está formada por unas laminillas (2) con una altura (e) de 10 cm, una anchura (d) de 10 cm en la base de las laminillas, una anchura (a) de 6 cm en la cabeza de las laminillas y una distancia (c) entre laminillas de 3 cm, en la base de las laminillas, y una capa por debajo de éstas con un grosor (f) de 5 cm, y el peso total del elemento constructivo (1), referido a la superficie proyectada, es de 205 kg/m 2 . 25. Elemento constructivo de amortiguación acústica según la reivindicación 20, caracterizado porque forma un bloque para refuerzo de pendientes (5), labrado con una espiga (8) y un encaje (9), de tal manera que puedan acoplarse sucesivamente varios bloques como éste (5), y provisto además de una escotadura (7) en el lado dirigido al terraplén, que puede llenarse de tierra (12). 26. Bloque para refuerzo de pendientes según la reivindicación 25, caracterizado porque en su lado opuesto al terraplén (12) hay unas laminillas (2) para absorber el ruido. 27. Muro de contención formado por bloques de refuerzo de pendientes según la reivindicación 25 o 26, caracterizado porque los diversos bloques (5, 6) están acoplados formando una pared (10) que refuerza la pendiente y está inclinada con un ángulo respecto a la vertical y hacia la pendiente, y porque se prev é un fundamento (11) para recibir las fuerzas verticales del muro de contención, y unas láminas geotextiles (13) y unas bandas de tracción (14) para absorber las fuerzas horizontales del mismo. 28. Muro de contención según la reivindicación 27, caracterizado porque el ángulo es de 10º. 29. Elemento constructivo según la reivindicación 20, caracterizado porque está prensado en forma de ladrillo hueco. 8   30. Elemento constructivo según la reivindicación 20, caracterizado porque como armadura contiene tirantes de cáñamo de 12 mm de diámetro separados 10 cm entre sí y como distribuidores tirantes de cáñamo de 8 mm de diámetro separados 30 cm entre sí, y porque los elementos constructivos presentan una longitud de 3,5 m y pueden emplearse como plafones. 31. Elemento constructivo según la reivindicación 20, caracterizado porque se prevé un entramado de madera que cumple la función de elemento constructivo y el material de construcción de base vegetal rellena el plano del entramado, haciendo la función de protección térmica y acústica. 9     11   12

 

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