Composición para preparar prefabricados de hormigón y derivados del cemento, prefabricados de hormigón que la contienen y procedimiento de obtención de los mismos.

Composición para derivados de cemento y prefabricados de hormigón,

prefabricados de hormigón que la contienen y procedimiento de obtención de los mismos.

La presente invención se refiere a una composición para derivados de cemento y prefabricados de hormigón, así como a los prefabricados de hormigón que la contienen y al procedimiento de obtención de los prefabricados. La composición de la invención es capaz de degradar elementos contaminantes volátiles tanto en presencia como en ausencia de luz, ya que el catalizador presente en la composición se activa en presencia de oxígeno. Por tanto los prefabricados de la invención pueden ser utilizados tanto en el interior como en el exterior de los edificios y espacios públicos y en ambos lugares son capaces de disminuir la presencia de los contaminantes volátiles.

Composición para preparar prefabricados de hormigón y derivados del cemento, prefabricados de hormigón que la contienen y procedimiento de obtención de los mismos

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La presente invención se refiere a una composición para preparar prefabricados de hormigón y derivados del cemento, así como a los prefabricados de hormigón que la contienen y al procedimiento de obtención de los prefabricados.

La composición de la invención es capaz de degradar elementos compuestos orgánicos volátiles, ya que presenta un catalizador que degrada dichos contaminantes volátiles en presencia de oxígeno. Por tanto los prefabricados de la invención pueden ser utilizados tanto en el interior como en el exterior de los edificios y espacios públicos y en ambos lugares son capaces de disminuir la presencia de los compuestos orgánicos volátiles.

ANTECEDENTES DE LA INVENCION

Las partículas dispersas en el aire que respiramos son muy variadas, provienen de diferentes fuentes y son de diferentes tamaños y composiciones. Muchos estudios epidemiológicos han demostrado una asociación entre las partículas de polución del aire y distintas enfermedades. Las partículas suspendidas y más particularmente las partículas inhalables pueden causar enfermedades respiratorias. La fracción constituida por los compuestos orgánicos volátiles (COV) es la más importante, generalmente presentan una cadena inferior a doce carbonos además contienen otros elementos como oxígeno, azufre, nitrógeno o halógenos. Los COV, entre otras causas son generados al quemar los combustibles, por el tráfico y por la evaporación de disolventes. Los elementos constructivos actuales tales como los aglomerados, PVC (policloruro de vinilo) , tratamientos de lacas y barnices en presencia de oxígeno también generan diferentes COV. Por lo tanto, resulta de gran interés desarrollar una técnica de degradación de dichos compuestos tan presentes en ambientes interiores y en ambientes exteriores.

En los últimos años se han desarrollado composiciones para prefabricados de hormigón y derivados de cemento que ayudan a disminuir los contaminantes atmosféricos, principalmente óxidos de nitrógeno.

Estos prefabricados de hormigón y derivados de cemento necesitan la presencia de una fuente de luz para realizar su labor descontaminante, ya que su capacidad de degradación de contaminantes atmosféricos se basa en mecanismos fotocatalíticos que se activan mediante la radiación solar.

Algunas de las composiciones para prefabricados de hormigón y derivados de cemento conocidas se describen en los siguientes documentos. El documento patente con número de publicación ES2331169 describe una losa para pavimentos con capacidad para degradar elementos o gases contaminantes procedentes del medio exterior. Esta capacidad de degradación solo ocurre si las losas se encuentran expuestas a la luz solar. La solicitud internacional con número de publicación WO2004074202 igualmente describe un pavimento con capacidad de reducir los contaminantes del ambiente al comprender en su composición un fotocatalizador de dióxido de titanio. Igualmente la capacidad de eliminar contaminantes del ambiente sólo es posible en presencia de una fuente luz.

Por ello, por lo que se conoce en el estado de la técnica, se deriva que es necesario y de gran interés el desarrollo de una composición con capacidad de reducir los contaminantes ambientales sin necesidad de estar presente una fuente lumínica, así como el prefabricado de hormigón que presente capacidad degradadora tanto en el exterior como en el interior de los edificios.

DESCRIPCION DE LA INVENCIÓN

Los inventores han encontrado una composición para preparar prefabricados de hormigón y derivados de cemento que permite producir prefabricados de hormigón capaces de degradar los contaminantes ambientales en ausencia de luz solar siempre que esté presente el oxígeno. Esto se muestra como una gran ventaja ya que el prefabricado de hormigón y derivado de cemento realizado con la composición de la invención puede ser utilizado tanto en el exterior como en el interior, manteniendo su capacidad degradadora de compuestos volátiles en espacios exteriores sombríos o en la noche, y en espacios interiores.

No hay nada en el estado de la técnica que sugiera una composición para prefabricados de hormigón y preparar derivados de cemento con capacidad degradadora de contaminantes en presencia de oxígeno y sin ser necesaria la radiación lumínica.

La composición para preparar prefabricados de hormigón y derivados de cemento de la invención comprende clústeres de oro con capacidad de catalizar reacciones de degradación de los contaminantes atmosféricos como los COV. Los clústeres de oro poseen una gran actividad catalítica debido a su elevada superficie específica. Los clústeres de oro catalizan reacciones de oxidación de los COV, principalmente alcoholes y aldehídos, activándose en presencia de oxígeno y sin ser necesaria la presencia de luz, favoreciendo la formación de compuestos de cadenas carbonadas de menor número y menos nocivas que los COV.

Se entiende por compuesto orgánico volátil, un compuesto que contenga carbono y uno o más de los siguientes elementos: hidrógeno, halógenos, oxígeno, azufre, fósforo, silicio o nitrógeno. Un compuesto orgánico volátil es todo compuesto orgánico que tenga a 293, 15 ºK una presión de vapor de 0, 01 kPa o más, o que tenga una volatilidad equivalente en las condiciones particulares de uso. Su número supera el millar, pero los más abundantes en el aire son metano, tolueno, nbutano, i-pentano, etano, benceno, n-pentano, propano, y etileno, acetaldehído, y formaldehido.

Además de los clústeres de oro la composición de la invención comprende: cemento como elemento aglutinante, marmolina, arena de sílice y materiales reciclados y zeolitas. Las zeolitas son aluminosilicatos hidratados de metales alcalinos y alcalinotérreos muy porosos, y con cantidades variables de agua en las cavidades de la estructura. Mediante esta estructura favorecen la dispersión de los catalizadores, aumentando la superficie específica de los mismos y por tanto aumentando la eficacia de degradación de los COVs. La marmolina dada su forma y color, aporta reflexión interior de la luz.

Por lo tanto en un primer aspecto de la invención la misma se refiere a una composición para preparar prefabricados de hormigón y derivados de cemento que comprende:

-cemento;

-arena de sílice;

-marmolina;

-materiales reciclados seleccionados entre el grupo de: vidrio, partículas cerámicas, caucho y sus mezclas;

-zeolitas y;

-clústeres de oro.

En la presente invención se entiende por derivados de cemento a composiciones que comprende cemento; como morteros, masas, pastas, con una utilidad final múltiple, principalmente en la construcción como material de agarre, revocos, revestimiento de suelos y paredes y construcción de diferentes piezas para la construcción.

Los clústeres de oro, son compuestos formados por un bajo número de átomos de oro; en concreto con un número de átomos comprendido entre 1-200 átomos, preferentemente entre 10 y 200 átomos y con un tamaño menor de 10nm, preferentemente menor de 1nm.

Como se ha dicho la composición para preparar prefabricados de hormigón y derivados de cemento de la invención al contener elementos que degradan los contaminantes sin ser necesaria la presencia de luz, se utiliza de manera muy ventajosa en la producción por ejemplo de losas para pavimentos tanto para ser utilizados en el interior como en el exterior. Por ejemplo lugares potenciales de aplicación de la invención son quirófanos, granjas, viviendas, laboratorios, además de poder utilizarse como pavimentos en pueblos y ciudades.

Con el prefabricado de la invención se pueden constituir prefabricados de hormigón. El prefabricado de la invención puede ser monocapa o bicapa. El prefabricado bicapa se constituye en dos capas una capa base y una capa superior, la capa superior es la capa que queda hacia arriba en contacto directo con el oxígeno del ambiente y la fuente lumínica, y la capa base queda oculta y en contacto con el suelo.

Por lo tanto un segundo aspecto de la invención ser refiere a un prefabricado de hormigón que comprende: una capa base que comprende a su vez partículas áridas; materiales reciclados seleccionados entre el grupo de: vidrio, partículas cerámicas, caucho y sus mezclas; y cemento y; una capa superior que comprende la composición de la invención.

En la presente invención se entiende como prefabricado de hormigón, una pieza que está fabricada con hormigón de dimensiones y... [Seguir leyendo]

1. Composición para preparar derivados del cemento y prefabricados de hormigón que comprende:

- cemento;

- arena de sílice;

- marmolina;

- materiales reciclados seleccionados entre el grupo de: vidrio, partículas cerámicas, caucho y sus mezclas;

- zeolitas y;

- clústeres de oro.

2. Composición según reivindicación 1 caracterizada porque los clústeres de oro se soportan sobre dióxido de titanio.

3. Composición según reivindicación 2 caracterizada porque los clústeres de oro soportados sobre dióxido de titanio se encuentran en un peso comprendido entre el 0, 01% y el 10% del peso total en seco.

4. Composición según reivindicación 3 caracterizada porque los clústeres de oro soportados sobre dióxido de titanio se encuentran en un peso comprendido entre el 0, 01% y el 4, 99% del peso total en seco.

5. Composición según la reivindicación 4 caracterizada porque los clústeres de oro soportados sobre dióxido de titanio se encuentran en un peso comprendido entre el 0, 01% y el 1% del peso total en seco.

6. Composición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende cemento seleccionado entre cemento blanco o cemento gris en una cantidad comprendida entre el 1% y un 30% del peso total seco.

7. Composición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende arenas de sílice en una cantidad comprendida entre el 1% y el 43% en peso total seco.

8. Composición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende marmolinas en una cantidad comprendida entre el 1% y el 16% del peso total en seco.

9. Composición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende zeolitas en una cantidad comprendida entre el 1% y el 10% del peso total en seco.

10. Composición según cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende materiales reciclados seleccionados entre el grupo de: vidrio, partículas cerámicas, caucho y sus mezclas comprendido en un rango entre el 1% y el 15% en peso total seco.

11. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 2-10 donde el dióxido de titanio está dopado.

12. Composición según reivindicación 11 donde el dióxido de titanio está dopado con carbono.

13. Prefabricado de hormigón que comprende: a) una capa base que comprende a su vez:

-partículas áridas;

- materiales reciclados seleccionados entre el grupo de: vidrio, partículas cerámicas, caucho y sus mezclas; y

- cemento y; b) una capa superior sobre la capa base que comprende la composición de cualquiera de las reivindicaciones 1-12.

14. Prefabricado de hormigón según reivindicación 13 caracterizada porque el espesor de la capa superior está comprendida entre 0.001mm y 20 mm.

15. Prefabricado de hormigón según cualquiera de las reivindicaciones 13-14 que comprende en la capa base, un hidrofugante y un aditivo fluidificante.

16. Losa para pavimentos que comprende la composición según cualquiera de las reivindicaciones 1-12.

17. Procedimiento para obtener el prefabricado de hormigón según cualquiera de las reivindicaciones 14-15 que comprende las etapas de:

a) verter una mezcla los componentes de la capa base que comprende: partículas áridas; materiales reciclados seleccionados entre el grupo de: vidrio, partículas cerámicas, caucho y sus mezclas; y cemento en estado semi-seco, en un molde;

b) verter una mezcla de los componentes de la capa superior sobre la capa base que comprende la composición según cualquiera de las reivindicaciones 1-8 en estado semi seco de manera solapada con la primera mezcla en dicho molde;

c) hacer vibrar la mezcla de los dos vertidos de la etapa a) y b) ; d) desmoldar el producto obtenido; e) desbastar la cara superficial con una piedra hasta conseguir una superficie plana; f) pulir con una piedra más fina respecto a la piedra utilizada en a la etapa e) de desbastado.

ppb

t (s)

FIG.2