Mortero para la estabilización de terrenos, a base de fracciones de micronizado del rechazo del reciclado de vidrio.

Se describe un material de mortero especialmente concebido para su utilización en la estabilización de terrenos de cualquier tipo,

caminos forestales, parques públicos y espacios protegidos, obtenido a base de fracciones de micronizado del rechazo del reciclado de vidrio, compuesto esencialmente por una matriz cementante, un aditivo súper plastificante, un aditivo anti-contracción y un polímero dispersable en polvo, en el que la matriz cementante incluye como componentes esenciales un filler (polvo) de cualquier tipo de vidrio con un contenido en sílice superior al 50%, cemento Portland blanco, óxido de calcio y metacaolín reactivo.

El aditivo súper plastificante consiste en polímero en polvo a base de policarboxilato, y el agente anti-contracción es una combinación de glicoles sobre un soporte inorgánico.

Objeto de la invención La presente invención se refiere a la fabricación de un material de construcción consistente en un mortero para la estabilización de terrenos, a base de fracciones de micronizado del rechazo del reciclado de vidrio, conformado por una matriz cementante auto-regenerante hidráulica que comprende una base de filler (polvo) de cualquier vidrio reciclado micronizado, con un contenido en sílice (Si02 ) mayor del 50% en su composición química, y reactivos alcalinos y aditivos.

El campo de aplicación de la invención está comprendido obviamente dentro del sector industrial dedicado a la construcción en general, y de forma más concreta en la elaboración de productos y materiales para la estabilización de terrenos, caminos forestales, parques públicos y espacios protegidos.

Antecedentes y sumario de la invención Los métodos para conseguir técnicamente la estabilización de los terrenos se basan generalmente en la idea de obtener una masa de producto, elaborada en obra, que se extiende sobre la superficie del terreno con un espesor según el tipo de producto, con vistas a aportar mejoras técnicas que permitan una estabilización adecuada del terreno.

Los productos para la estabilización de los terrenos se pueden definir como productos industrializados que se suministran listos para mezclarlos con agua, amasarlos y extenderlos sobre el terreno de forma continua, de modo que tras su compactación se obtiene, en una única actividad de obra, la estabilización del terreno.

El objetivo principal de esta invención es la provisión de un material utilizable como mortero de estabilización del terreno con unas propiedades químicas, físicas y mecánicas sustancialmente mejoradas con respecto a los diferentes tipos de mortero de estabilización de terreno fabricados y comercializados en el estado actual de la técnica. En este sentido, debe mencionarse que los morteros de estabilización del terreno utilizados en el estado actual de la técnica presentan defectos debidos a fisuración, erosión por aguas fluviales y problemas de resistencia y de dureza, sin tener en cuenta el concepto de la bioingeniería de los suelos; como se sabe, el terreno siempre está en un proceso de cambio y movimiento, al contrario que las estructuras rígidas y estáticas. A diferencia con los morteros actuales, el mortero de la presente invención proporciona un sistema dinámico y flexible que se adapta a las características de cualquier terreno.

Así, el mortero de la presente invención resulta

idóneo para su aplicación en la estabilización de

terrenos, caminos forestales, parques públicos y

espacios protegidos en general.

Otro objetivo, no menos importante, de la presente invención consiste en la revalorización de fracciones resultantes del reciclaje de vidrio conocidas como "Rechazos de selección óptica", y que en estos momentos no son re-aprovechados en modo alguno sino que están destinados de forma íntegra al vertedero.

Según es del conocimiento de los expertos en la materia, el reciclaj e de residuos de vidrio es un tema importante en las zonas urbanas de los países desarrollados [1-2] dado el interés significativo que ha experimentado en los últimos tiempos en vista de su utilización en la elaboración de hormigones.

El vidrio triturado ha sido utilizado como un agregado grueso en el hormigón [3-4], habiéndose hecho también intentos de utilizar los residuos de vidrio como una materia prima silícea en la producción de cemento Portland [5-6]. Se ha comprobado que el uso de un agregado de vidrio en un tamaño grueso, como un relleno, mejora la hidratación del cemento [7, 8]

Sin embargo, la adición valiosa de vidrio en el hormigón se logra mejor si se utiliza como un material de sustitución del cemento [18] El vidrio es amorfo y tiene un alto contenido en sílice, que son los requisitos principales para un material puzolánico. Se ha informado que un tamaño de partícula en torno a 45 micras o inferior, es favorable para la reacción puzolánica [9].

Las propiedades que influyen en el comportamiento puzolánico de los residuos de vidrio y de la mayoría de las puzolanas son, en general, la finura, y el contenido de sílice [10-13] Basándose en la observación de resistencias a la compresión, Meyer et al. [11] han postulado que con tamaños de partícula inferiores a 15 micras el vidrio puede convertirse en puzolánico de alta reactividad, un-material de sustitución del cemento.

Las propiedades puzolánicas del vidrio se manifiestan de forma notable a partir de un tamaño de partícula por debaj o de aproximadamente 15 micras. Un tamaño de partículas de vidrio de <15 micras puede tener una reactividad puzolánica que es mayor que la de las cenizas volantes de sustitución de cemento y después de 90 días de curado [12-13].

La reactividad puzolánica de residuos de vidrio fino se observa como un aumento de la resistencia a la compresión. En los datos que han sido publicados [12-14] la resistencia más alta a la compresión la presentan las muestras que contienen vidrio muy fino «15 micras) , y la fuerza disminuye a medida que aumenta el tamaño de las partículas.

Una serie de estudios [14-15-16-17-18] han mostrado que el efecto de los porcentaj es de filler de vidrio reemplazando al cemento, mej oran la resistencia a la compresión de las probetas de mortero, aumentando conforme pasa el tiempo; a los 7 días la compresión es menor que a los 28, a los 28 es menor que a los 270 días, etc. El aumento de la resistencia a la compresión con el paso del tiempo es debido a que la reacción del material puzolánico, filler de vidrio, es lenta y al tratarse de millones de micropartículas (la superficie específica del filler en la distribución del tamaño de partícula de la invención es de aproximadamente 900 m2 /kg, el doble que en la mayoría de los cementos que es de -400 m2 /kg) , no todas se hidratan y por tanto reaccionan a la vez, por lo que cuando el material se fisura y se humedece, éste se repara por sí mismo, debido a que las partículas que no habían reaccionado antes, lo hacen en ese momento.

De lo anterior se desprende que el vidrio podría

ser utilizado en el hormigón en tres formas: como agregado grueso y fino, y en forma de filler (polvo) como material puzolánico de sustitución del cemento. En

una base de precios de mercado, sería mucho más rentable

utilizar vidrio en forma de filler (polvo) como un

material de sustitución de cemento en vez de como

agregado.

Sería un valor añadido al material, producir el filler (polvo) de vidrio a partir de virutas contaminadas con porcelana, fibra (E-glass) , borosilicato (Pyrex) , panel (TV) , float, o vidrio de color mixto que no es utilizable para fines de envasado.

Descripción detallada del nuevo material

El obj etivo prioritario de la presente invención consiste en la preparación de un material de construcción elaborado en forma de mortero, destinado especialmente a la estabilización de terrenos de cualquier tipo, estando el material de construcción de la invención conformado por una matriz cementicia a base del vidrio reciclado micronizado y reactivos alcalinos y aditivos. Este material permite mejorar sustancialmente las propiedades químicas, físicas y mecánicas en comparación con los materiales utilizados en la actualidad con la misma finalidad.

La composición del material de la invención responde a la siguiente fórmula cualitativa y cuantitativa:

Matriz cementante hidráulica

Filler de vidrio tamaño < 15 micras .... 80%

Cemento Portland Blanco 52, 5 ........... 8%

Oxido de calcio (CaO) .................. 8%

Metacaolin. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 4%

Aditivos Súper plastificante:

Polímero en polvo base policarboxilato, 2%

sobre peso del aglomerante en la mezcla de éste con

los áridos que conformarán el nuevo mortero

estabilizador de los terrenos.

Agente anti-contracción:

Combinación de glicoles sobre un soporte inorgánico en polvo, 0, 8 % sobre -peso del aglomerante, en la mezcla de éste con los áridos que conformarán el nuevo mortero estabilizador de los terrenos.

Acetato de polivinilo Polímero destinado principalmente a modificar los ligantes hidráulicos. Se mezcla con los áridos que integran el mortero estabilizador de terrenos.

La formulación empleada en este nuevo material formado por una matriz cementicia hidráulica a base del

filler de cualquier tipo de vidrio reciclado micronizado con un contenido en sílice (Si02 ) mayor del 50% en su composición química, y reactivos alcalinos y aditivos, es la... [Seguir leyendo]

1. Mortero para la estabilización de terrenos, a

base de fracciones de micronizado del rechazo del

reciclado de vidrio, especialmente aplicable para la estabilización de cualquier tipo de terrenos, caminos forestales, parques públicos y espacios protegidos, caracterizado porque incluye los siguientes componentes:

una matriz una cementante auto-regenerante hidráulica, preferentemente en sustitución del cemento,

-un aditivo súper plastificante,

-un aditivo anti-contracción, y

-un aditivo compuesto por polímero dispersable, en polvo, a base de acetato de polivinilo, en el que la matriz cementante auto-regenerante hidráulica está compuesta por:

a) alrededor de un 80% de un filler (polvo) de cualquier tipo de vidrio (sódico-cálcico o especial) con un contenido en sílice (Si02 ) superior al 50%;

b) alrededor de un 8% de cemento Portland blancc 52, 5; c) aproximadamente un 8% de óxido de calcio (CaO) ,

y

d) aproximadamente un 4% de metacaolín reactivo.

2. Mortero según la reivindicación 1, caracterizado porque el tamaño de partícula del filler está comprendido en la gama desde un tamaño inferior a 5 mp hasta un tamaño superior a 15 mp, siendo el tamaño de partícula más preferido desde menos de 5 mp hasta aproximadamente 10 mp.

3. Mortero según las reivindicaciones 1 y 2, caracterizado porque la cantidad de filler en la matriz

cementante varía entre aproximadamente un 4, 4% y un 49%, en función del tamaño de partícula.

4. Mortero según la reivindicación 1, caracterizado porque el aditivo súper plastificante consiste en un polímero a base de policarboxilato.

5. Mortero según la reivindicación 4, caracterizado porque la cantidad de aditivo súper plastificante está en torno a un 2 % con respecto al peso del aglomerante en la mezcla de éste con los áridos que conformarán el nuevo mortero estabilizador de los terrenos.

6. Mortero según la reivindicación 1, caracterizado porque el aditivo anti-contracción consiste en una combinación de glicoles sobre un soporte inorgánico en polvo.

7. Mortero según la reivindicación 6, caracterizado porque la cantidad de aditivo anticontracción es de aproximadamente un 0, 8 % sobre peso del aglomerante en la mezcla de éste con los áridos que conformarán el nuevo mortero estabilizador de los terrenos.

8. Mortero según la reivindicación 1, caracterizado porque el acetato de polivinilo constitutivo del polímero dispersable en polvo interviene en una cantidad comprendida entre el 10-15% en peso respecto al peso total del aglomerante.

9. Mortero según las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque contiene opcionalmente áridos para pigmentación del mortero, preferiblemente de color claro y de tonalidades homogéneas, ya sea de origen natural o ya sea procedentes de operaciones de reciclado.