MORTERO DE REVESTIMIENTO DE ELEMENTOS CONSTRUCTIVOS CON ALTAS PRESTACIONES ACÚSTICAS.

Mortero de revestimiento de elementos constructivos con altas prestaciones acústicas.

Con la incorporación de un mortero de revestimiento, a base de cemento y coque granulado con diámetros de partícula comprendidos entre 1 y 6 mm, en elementos constructivos como el trasdós de fábricas de ladrillo, se consigue un doble efecto de incremento de aislamiento acústico. Este efecto se debe al aumento de la masa por la proyección del mortero y a la absorción acústica como consecuencia de la red porosa que posee el material aplicado. Las prestaciones acústicas conseguidas superan a las de la misma configuración de doble pared pero con incorporación de lana mineral en la cámara, y también a la de mortero convencional de cemento y arena. También, los morteros de revestimiento en cualquier caso, son necesarios para garantizar la impermeabilización de fábricas de ladrillo en exteriores. Por otro lado, el menor espesor del mortero de coque (15 mm) con respecto al de la lana mineral (50-80 mm), reduce el espesor total del cerramiento y aumenta, por tanto, la superficie útil de la edificación.

Mortero de revestimiento de elementos constructivos con altas prestaciones acústicas

SECTOR DE LA TÉCNICA

La presente invención se enmarca en el sector de la construcción, y más concretamente en la industria de productos acústicos, que forzada además por una previsible mayor demanda ha de disponer de productos alternativos que puedan sustituir eficientemente a las lanas minerales, como puede ser el caso de los morteros basados en coques porosos.

ESTADO DE LA TÉCNICA

Para conseguir un producto absorbente de la onda sonora se precisa de un material dotado de una gran porosidad abierta, entendiéndose porosidad abierta de un material como un esqueleto sólido recorrido por poros comunicados entre sí y con el exterior, ya que la amortiguación del sonido se produce por el tortuoso recorrido por el espacio poroso, con la consiguiente degradación en calor de la onda sonora por interferencias y roce de las moléculas de aire contra las paredes de los poros del material. Actualmente, se comercializan gran variedad de materiales acústicos que se presentan en forma de placas o rollos, ya sea en forma de sándwich o simplemente en láminas, y en muchos casos están formados por materiales de distintas naturalezas. Los materiales usuales en aplicaciones acústicas son viruta de madera, fibra de madera y corcho, lana mineral (lana de vidrio y lana de roca) ; polímeros: Poliéster, poliuretanos, vinilo, polietileno, polimetacrilato de metilo y otro menos habituales, como el mylar y la melamina; metales: acero y plomo principalmente; fibras textiles, betunes, asfalto y oxiasfalto y otros como hormigón, vidrio, cerámica, arcilla, yeso, vermiculita, etc.

Los materiales más empleados actualmente como absorbentes acústicos son las lanas de roca y vidrio. Aunque hoy por hoy no se las considera tóxicas, es bien cierto que es un material que acaba degradándose con el tiempo, escapando al ambiente en forma de polvo fibrilar y que por tanto, por su naturaleza, es sospechoso de causar problemas toxicológicos. Así, dado el progresivo endurecimiento de las normativas toxicológicas, no es descabellado pensar que a medio plazo estos materiales acaben siendo considerados como potencialmente peligrosos, carcinogénicos y desencadenantes de otras enfermedades pulmonares tales como la silicosis, tal como ya ocurrió con los asbestos, con quienes las lanas minerales están químicamente emparentados.

Diferentes publicaciones han puesto de manifiesto la posibilidad de emplear hormigón o morteros de cemento enriquecidos con otros componentes que favorecen el aislamiento acústico en construcciones (patentes US 3, 979, 870; US 4, 720, 295 o solicitud de patente CN 1478972-A) . Entre estos componentes que se adicionan al mortero, se encuentran los residuos procedentes de la industria petrolera. El coque es un material que presenta originalmente unas buenas condiciones para ser utilizado como absorbente acústico, derivadas de sus propiedades físicas: baja densidad (real y aparente) , alta porosidad abierta y configuración en forma de partículas de forma granular (Frías et al, 2006. Carbon 2006 Short Abstract Number: SA-185; Sánchez de Rojas et al, 2009. Annual World Conference on Carbon, Carbon 2009, Biarritz, France, June 2009. Frías et al, 2011. Construction & Building Materials, 25: 1086-1092) . El coque ofrece ventajas respecto a otros materiales alternativos. Una de las ventajas es la posibilidad de limpiarse con agua, mientras que otros como la fibra de vidrio al ensuciarse pierde sus propiedades absorbentes. Además, este material puede amasarse y moldearse, presentando una buena trabajabilidad en su puesta en obra sin perder sus características como absorbente acústico.

Aunque se han analizado las altas prestaciones acústicas del coque y su potencial como posible alternativa a otros materiales aislantes del ruido comúnmente empleados en la industria, no se ha analizado hasta el momento su empleo como revestimiento de elementos constructivos, como pueden ser muros o paredes interiores y exteriores.

En el caso que se describe en la invención, el mortero de coque se aplica como revestimiento en elementos constructivos, y muy ventajosamente en la cara interior de la pared principal, que funciona como soporte para la aplicación del mortero, y que normalmente se encuentra en contacto con el ambiente exterior en configuración de muros de fachada.

Por otro lado, se ha comprobado que los cerramientos constituidos por dobles paredes con cámara de aire interior consiguen un elevado aislamiento acústico debido al efecto masa-muelle-masa. La onda acústica transmitida entre ambas masas (paredes) se ve atenuada por la cámara de aire intermedia que funciona como un muelle con una rigidez K del aire. Sin embargo, las reflexiones de las ondas entre las caras interiores de los tabiques producen un acoplamiento entre ambas paredes rígidas a una determinada frecuencia. Este fenómeno se denomina “frecuencia de resonancia”, y está basado en la tendencia natural que posee una partición doble a oscilar o vibrar, y para la cual la capacidad de aislamiento resulta reducida. Para atenuar este efecto y evitar una gran pérdida de aislamiento en este rango de frecuencia es necesario introducir material absorbente en la cámara de aire, además que las paredes que componen la solución de doble hoja posean distintas densidades superficiales.

En el caso de la presente invención se ha desarrollado una composición en forma de mortero, como los normalmente conocidos en el campo de la construcción, pero que comprende entre sus componentes un residuo de petróleo o coque. Las prestaciones acústicas del revestimiento que se describe se deben a un doble efecto combinado:

a) Por un lado, se trata de un material absorbente como se demuestra con ensayos de laboratorio realizados con el tubo de impedancia. Sin embargo, hasta este momento, el uso del mortero de cemento y coque para fabricar morteros para revestimiento de elementos constructivos a escala real no estaba estudiado, siendo su utilización en cerramientos lo que ha permitido comprobar su aplicabilidad real y gran valor como material absorbente del ruido en construcciones y edificaciones. En el caso concreto de sistemas de doble pared con cámara de aire interior, el mortero es capaz de atenuar el efecto de la frecuencia de resonancia que se produce en las cámaras de aire por las reflexiones de las ondas acústicas, no solo por la incorporación de un material absorbente acústico en el interior de la cámara, como sucedería con otros materiales fibrosos como las lanas minerales, comúnmente usadas para este propósito, sino también por generar una diferencia de espesor y densidad superficial entre las hojas que componen el tabique del sistema constructivo.

b) Por otro lado, este material, con una densidad significativamente mayor a la de las lanas minerales, aplicado en la cara interior (ó trasdós) de una de las paredes, incrementa notablemente la masa de dicha pared y por tanto también su aislamiento en lo que se conoce como la ley de masa. Este efecto de incremento de masa no lo consiguen las lanas minerales por su baja densidad, a lo que se une el hecho de que el material que se describe solventa las desventajas antes enumeradas para las lanas minerales.

DESCRIPCIÓN BREVE DE LA INVENCIÓN

El objeto principal de la presente invención está constituido por una composición de un mortero en forma de revestimiento de materiales de construcción o elementos constructivos que se compone al menos de una matriz de cemento y un residuo de carbón (coque) granulado con diámetros de partícula iguales o superiores a 1 mm e iguales o inferiores a 6 mm, siendo el intervalo comprendido entre 2 y 5 mm el recomendado y preferido, incluidos ambos límites.

Este mortero de revestimiento, que actúa como composición aislante de elementos constructivos, presenta altas prestaciones como absorbente acústico (es decir, que hace las veces de aislante acústico al revestir un elemento constructivo) , para el ruido aéreo, similar o mejor que el de la lana mineral y sin las desventajas antes comentadas asociadas a este material. Se ha comprobado empíricamente que el presente mortero de revestimiento mejora en 3 dBA el aislamiento del elemento constructivo con respecto al de la lana mineral. Este fenómeno se produce gracias a las propiedades físicas y estructurales del coque que se adiciona al mortero de cemento (baja densidad real y aparente, alta porosidad abierta, forma granular…) . Este material, al contrario que la lana mineral, puede lavarse con agua y no pierde sus propiedades atenuantes del ruido con el paso del tiempo.

Además, se ha comprobado de manera inesperada que la incorporación del coque al mortero de cemento en el revestimiento... [Seguir leyendo]

1. Mortero de revestimiento de elementos constructivos caracterizado por que comprende al menos una matriz de cemento y coque granulado con diámetros de partícula comprendidos entre 1 y 6 mmm, incluidos ambos límites.

2. Mortero de revestimiento de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado por que el coque granulado presenta un diámetro comprendido entre 2 y 5 mm, incluidos ambos límites.

3. Mortero de revestimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 ó 2, caracterizado por que presenta una proporción en peso de cemento y coque comprendida entre 1:1 y 1:3 en peso del total de la composición del mortero, incluidos ambos límites.

4. Mortero de revestimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el cemento es cemento Portland.

5. Mortero de revestimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el mortero comprende al menos un aglomerante.

6. Mortero de revestimiento de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizado por que el aglomerante es arena.

7. Revestimiento interior de elementos constructivos constituido por el mortero descrito en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6.

8. Revestimiento de acuerdo con la reivindicación 7, caracterizado por que se presenta en forma de capa.

9. Revestimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 7 u 8, caracterizado por que tiene un espesor comprendido entre 10 y 30 mm, incluidos ambos límites.

10. Revestimiento de acuerdo con la reivindicación anterior, caracterizado por que tiene un espesor de 15 mm.

11. Método de preparación de un mortero de revestimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, que comprende:

-someter el coque granulado a una saturación en agua durante un periodo de tiempo comprendido entre 2 y 24 horas;

-escurrir el coque durante un tiempo comprendido entre 15 y 60 minutos; y

-preparar una mezcla de cemento y el coque escurrido.

12. Método de acuerdo con la reivindicación 11, donde la relación de matriz cemento y coque está comprendida preferentemente entre 1:1 y 1:3 en peso de la composición total del mortero, incluidos ambos límites.

13. Método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 11 ó 12, caracterizado por que el coque granulado se somete a saturación en agua durante 24 horas.

14. Método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 11 a 13, caracterizado por que el coque se escurre durante 30 minutos.

15. Muro de doble pared con cámara interior y función de atenuación acústica, caracterizado por que comprende el mortero de revestimiento descrito en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 aplicado en la cara interior de la pared principal que se encuentra en contacto con el ambiente exterior en configuración de muros de fachada, y que funciona como soporte para la aplicación del mortero.

16. Uso de un mortero de revestimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6 como aislante acústico del ruido aéreo en elementos constructivos.