Producto cementoso prefabricado que muestra actividad fotocatalítica.

Producto cementoso prefabricado con actividad fotocatalítica, constituido por un único material cementoso homogéneo a través de la totalidad de la masa del cual se distribuye un fotocatalizador, caracterizado porque está fabricado de una composición que comprende cemento, un fotocatalizador, agregados finos y agua mezclados para conseguir una forma semi-sólida y formados por extrusión para impartir un coeficiente de permeabilidad al oxígeno que varía de 1 x 10-20 a 1 x 10-11 m2 con respecto al producto extruído.

Producto cementoso prefabricado que muestra actividad fotocatalítica.

CAMPO DE LA INVENCIÓN.

La presente invención se refiere al campo de productos prefabricados constituidos por materiales cementosos. Se describe la producción de productos de cemento prefabricados para su uso en el sector de la construcción, preferiblemente para aplicaciones no estructurales, y más preferiblemente como elementos de revestimiento y de cubierta, tanto del tipo horizontal como vertical.

Con frecuencia estos productos cementosos se obtienen mediante un procedimiento de extrusión en frío que ofrece ventajas considerables: altas velocidades de producción y la consecuente reducción del coste, la producción de productos más finos y, en consecuencia, productos de menor peso en comparación con los objetos sin extrusión. Los ejemplos de realizaciones preferidas son: tejas, paneles de revestimiento para fachadas, paneles de cercado, elementos de revestimiento interior, perfiles de cornisa y de alféizar de ventana y mobiliario urbano, tales como revestimientos para bancos y escalones, encofrados permanentes, zócalos, conductos de cables, losas o baldosas de pavimentación, etc.

TÉCNICA ANTERIOR.

La solicitud de patente WO 95/33606 describe un procedimiento para obtener productos a base de cemento que tienen una forma definitiva, estable en el tiempo, tras la entrega de la extrusora.

La solicitud de patente WO2007065699 (Italcementi "Process for the production of piping made of a cementitious material having a circular section") , publicada después de la fecha de prioridad de la presente solicitud, se refiere a un procedimiento para la producción por extrusión de canalizaciones hechas de un material cementoso que tiene una sección circular y un espesor delgado. La solicitud de patente EP 1234924 describe un procedimiento para preparar baldosas de cemento extruídas.

La solicitud de patente WO 98/05601 del Solicitante describe por primera vez la posibilidad de obtener materiales cementosos con fotocatalizadores constituidos por óxidos de metales de transición, en particular TiO2, principalmente en forma de anatasa, y de producir productos arquitectónicos con el material cementoso modificado de este modo. Estos productos están caracterizados porque, gracias a las propiedades fotocatalíticas, son capaces, en presencia de luz y humedad atmosférica, de oxidar las sustancias orgánicas e inorgánicas en el entorno que entran en contacto con el producto, conservando el aspecto estético original durante más tiempo y reduciendo la contaminación atmosférica, en particular con respecto a óxidos de nitrógeno (NOx) . Antes de esto, la adición en masa de fotocatalizadores a materiales cementosos no se consideraba posible y, en consecuencia, se prefería la aplicación superficial de fotocatalizadores sobre las bases cementosas prefabricadas. Por ejemplo, la patente JP 10219920 describe materiales cementosos extraídos fotocatalíticamente en los que la parte fotocatalítica se representa por una capa superior aplicada por separado al material cementoso extruído. Sin embargo, posterior a la divulgación del documento WO 98/05601, se intensificaron los estudios de la fotocatálisis en matriz cementosa, y se descubrieron diversas limitaciones para el uso industrial de los mismos en diferentes esferas. Por ejemplo, con respecto a la obtención de revestimientos, la patente de Estados Unidos 5861205 reivindica bloques compuestos de autobloqueo fotocatalíticos cubiertos con una capa superficial de material cementoso que contiene dióxido de titanio con actividad fotocatalítica. Esta capa superficial cementosa, de 2-15 mm de profundidad, está caracterizada por una alta permeabilidad al agua, >0, 01 cm/s, que se dice que promueve la limpieza de las sustancias (nitratos) producidas en el mecanismo de fotooxidación partiendo con NOx atmosférico. En el documento US 5861205 , la capa superficial cementosa se obtiene de acuerdo con diferentes procedimientos, que comprenden tanto la laminación de la base en un molde común como la conformación por separado y la unión posterior de una capa superficial y la base. En los procedimientos que se describen en el documento US 5861205 es habitual limitar el grado de compactación al que se somete la capa superficial durante el procesamiento de la misma, ya que deben garantizarse tanto la presencia de volúmenes vacíos en el material (en el presente caso del 10-40%) como la permeabilidad al agua requerida.

Sin embargo, los procedimientos del documento US 5861205 son laboriosos ya que requieren el manejo de dos mezclas con diferentes composiciones a las que se imponen diferentes dimensiones físicas, y también dan lugar a problemas relativos a la adherencia entre las dos capas diferentes obtenidos de las mismas.

El documento EP1518601 describe un compuesto funcional que comprende un sustrato, incluyendo un sustrato de cemento, y una película formada sobre dicho sustrato, comprendiendo dicha película partículas de fotocatalizador modificadas.

PROBLEMA TÉCNICO

En vista de los problemas que se han expuesto anteriormente, existe en consecuencia la necesidad de proporcionar nuevos productos prefabricados hechos de material cementoso con actividad fotocatalítica para su uso en el sector de la construcción, preferiblemente para aplicaciones no estructurales, y más preferiblemente como elementos de revestimiento o de cubierta que no son materiales compuestos que comprenden diferentes capas. Esto se debe a que, especialmente en aplicaciones no estructurales, la presencia de una base distinta, teóricamente capaz de garantizar unas propiedades mecánicas específicas, a menudo no se requiere o es innecesaria, dados los bajos niveles de estrés a los que los productos se someten durante su vida útil. Por lo tanto, será preferiblemente obtener productos cementosos prefabricados con actividad fotocatalítica, constituidos por un único materialhomogéneo. Éste es también el caso para aplicaciones estructurales, dado que con el aumento de las cargas, el problema de las dos capas distintas que se separan toma mayor importancia. Además, en muchos campos de aplicación, tal como tejas, pero también otros elementos de revestimiento o de cubierta, también existe la necesidad de proporcionar productos cementosos prefabricados con actividad fotocatalítica que no requieran una capa sellante distinta, lo que es así adecuado para impedir que el agua penetre a través del producto.

Además, también existe la necesidad de proporcionar un procedimiento para obtener los nuevos productos cementosos prefabricados con actividad fotocatalítica con las características deseadas que se han descrito anteriormente.

RESUMEN DE LA INVENCIÓN.

Actualmente, el Solicitante de la presente solicitud ha descubierto sorprendentemente que los problemas que se han indicado anteriormente pueden resolverse proporcionando un producto prefabricado como se define en la reivindicación 1, hecho de material cementoso con actividad fotocatalítica, y que se extruye, mostrando dicho producto un coeficiente de permeabilidad al oxígeno que varía de 1 x 10-20 a 1 x 10-11 m2, preferiblemente de 1 x 1019 a 1 x 10-12 m2, y más preferiblemente de 1 x 10-18 a 10-14 m2. Los inventores de la presente solicitud también han descubierto un nuevo procedimiento para obtener los nuevos productos que se han mencionado anteriormente, que consiste precisamente en la extrusión.

DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS.

Figura 1: Diagrama de bloques de un posible procedimiento de producción de los productos cementosos prefabricados con actividad fotocatalítica descritos en el presente documento por medio de extrusión.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN.

Como se ha expuesto anteriormente, se conoce a partir del documento US 5 861 205 que para que un producto cementoso tenga propiedades fotocatalíticas es necesario, entre otras cosas, que sea lo suficientemente permeable al agua. De hecho, la técnica anterior sugiere que el coeficiente de permeabilidad al agua debe ser al menos mayor de 0, 01 cm/s. Sin embargo, utilizando la técnica de conformación por extrusión, se consigue un nivel intrínsecamente alto de compactación del material, dando como resultado valores de permeabilidad muy bajos. Los expertos en la técnica también saben que una compactación excesiva del material no promueve la actividad fotocatalítica. Por lo tanto, como puede observarse a partir de la técnica anterior (en particular los documentos US 5861205 y JP 10219920) - a pesar del hecho de que la extrusión es una técnica que se está usando cada vez más en la producción de productos cementosos prefabricados - los expertos en la técnica no consideraron la extrusión de materiales cementosos un procedimiento... [Seguir leyendo]

1. Producto cementoso prefabricado con actividad fotocatalítica, constituido por un único material cementoso homogéneo a través de la totalidad de la masa del cual se distribuye un fotocatalizador, caracterizado porque está fabricado de una composición que comprende cemento, un fotocatalizador, agregados finos y agua mezclados para conseguir una forma semi-sólida y formados por extrusión para impartir un coeficiente de permeabilidad al oxígeno

que varía de 1 x 10-20 a 1 x 10-11 m2 con respecto al producto extruído.

2. Producto de acuerdo con la reivindicación 1, que tiene un coeficiente de permeabilidad al oxígeno que varía de 1 x 10-19 a 1 x 10-12 m2.

3. Producto de acuerdo con la reivindicación 2, que tiene un coeficiente de permeabilidad al oxígeno que varía de 1 x 10-18 a 10-14 m2.

4. Producto de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores que constituye un elemento de revestimiento o de cubierta para el sector de la construcción, tanto de tipo horizontal como vertical.

5. Producto de acuerdo con una o más de las reivindicaciones 1-4 que constituye un elemento de mobiliario urbano.

6. Producto de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores, en forma de una teja, panel de revestimiento para fachada, panel de cercado, elemento de revestimiento interior, perfil de cornisa, alféizar de ventana, revestimiento para bancos o escalones, encofrado permanente, zócalo, conducto de cable, losa o baldosa de pavimentación.

7. Producto de acuerdo con la reivindicación 6 en forma de una teja.

8. Uso del producto de acuerdo con una o más de las reivindicaciones anteriores en el sector urbano o de la construcción.

9. Uso de acuerdo con la reivindicación 8 para aplicaciones no estructurales.

10. Un procedimiento para producir un producto de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque comprende las etapas de preparar una composición que comprende cemento, un fotocatalizador, agregados finos y agua mezclados para conseguir una forma semi-sólida, y someterla a extrusión.

11. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, en el que la extrusión se realiza en condiciones para impartir al producto un coeficiente de permeabilidad al oxígeno que varía de 1 x 10-20 a 1 x 10-11 m2, más preferiblemente de 1 x 10-19 a 1 x 10-12 m2, en incluso más preferiblemente de 1 x 10-18 a 10-14 m2.

12. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10 u 11, en el que la presión se aplica durante la extrusión sin exceder 50 bar.