Losa para pavimentos y procedimiento de producción de la misma.

Losa (1) para pavimentos con una capacidad para degradar elementos o gases contaminantes procedentes del medio exterior que comprende un cuerpo provisto de dos capas,

una primera capa superficial(2) y una segunda capa base (3) las cuales están solapadas entresí de forma solidaria, comprendiendo dicha capa superficial (2)una pasta solidificada que incluye cemento, arena sílice, dióxidode titanio, zeolitas y óxidos férricos o FeO2, marmolina y materiales reciclados mientras que la capa base (3) comprende una pasta solidificada que incluye cemento, preferentemente del tipo gris, partículas áridas y materiales reciclados, y un procedimiento para la obtención de dicha losa (1) en un proceso continuo.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/ES2009/000564.

Solicitante: PAVIMENTOS DE TUDELA, S.L.

Nacionalidad solicitante: España.

Inventor/es: MORACHO AMIGOT,JOSE LUIS, MORACHO JIMENEZ,ANGEL.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • B01J21/00 SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES.B01 PROCEDIMIENTOS O APARATOS FISICOS O QUIMICOS EN GENERAL.B01J PROCEDIMIENTOS QUIMICOS O FISICOS, p. ej. CATALISIS, QUIMICA DE LOS COLOIDES; APARATOS ADECUADOS (procedimientos o aparatos para usos específicos, ver las clases correspondientes a los procedimientos o al equipo, p. ej. F26B 3/08). › Catalizadores que contienen los elementos, los óxidos o los hidróxidos de magnesio, de boro, de aluminio, de carbono, de silicio, de titanio, de zirconio o de hafnio.
  • C04B18/16 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). › que provienen de la industria de la construcción o de la industria de la cerámica.
  • C04B22/06 C04B […] › C04B 22/00 Empleo de materias inorgánicas como ingredientes activos para morteros, hormigón o piedra artificial, p. ej. empleo de aceleradores. › Oxidos; Hidróxidos.
  • E01C5/06 SECCION E — CONSTRUCCIONES FIJAS.E01 CONSTRUCCION DE CARRETERAS, VIAS FERREAS O PUENTES.E01C CONSTRUCCION O REVESTIMIENTO DE CARRETERAS, CANCHAS DE DEPORTES O SIMILARES; MAQUINAS O ACCESORIOS PARA LA CONSTRUCCION O LA REPARACION (creación de carreteras o superficies similares por compactación o dispersión de la nieve o del hielo E01H). › E01C 5/00 Pavimentos hechos con elementos prefabricados (especialmente adaptados para canchas de juego o de deporte E01C 13/04, para senderos peatonales, arcenes o pistas para ciclistas E01C 15/00; fabricación de piedras artificiales C04B; piedras de construcción E04C; suelos E04F). › hechos de elementos a base de cemento o de aglomerantes análogos.

PDF original: ES-2532426_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Losa para pavimentos y procedimiento de producción de la misma Objeto de la invención El objeto de la solicitud de patente de la presente invención es registrar una losa para pavimentos que incorpora innovaciones y ventajas considerables en comparación con otras losas con la misma finalidad así como el procedimiento de producción de dicha losa.

Más concretamente, la invención hace referencia a una losa para zonas exteriores fabricada, entre otros, a partir de materiales reciclados que es capaz de degradar elementos contaminantes de una forma eficaz y sin la necesidad de equipos adicionales.

La característica esencial de la losa objeto de la presente es que tiene una capa superficial que comprende al menos un catalizador seleccionado del grupo formado por dióxido de titanio dopado, óxidos férricos, FeO2 y zeolita o combinaciones de los mismos para conseguir una elevada eficiencia descontaminante y así poder degradar compuestos orgánicos, preferentemente compuestos orgánicos volátiles y más preferentemente óxidos de nitrógeno (denominados en la presente invención como NOx) además de purificar el aire.

Antecedentes de la invención Son bien conocidos en la técnica otros intentos de obtener pavimentos propiedades ecológicas; estos consisten en absorber o degradar parte de los elementos o compuestos contaminantes que se encuentran en el medio ambiente, tales como, por ejemplo, gases procedentes de los motores de combustión de vehículos de motor mediante la superficie del pavimento.

Por ejemplo, el documento WO2004074202 describe una losa para pavimentos que tiene una estructura en dos capas, con una capa superficial que tiene propiedades fotocatalíticas.

A su vez, el documento US 20070216058 enseña un procedimiento para producir adoquines en una estructura de capas.

No obstante, se ha observado que dicho pavimento conocido tiene un alto coste, lo que tiene una influencia negativa en la decisión frente al uso de estos pavimentos o no a pesar de proporcionar un aspecto ecológico ventajoso, debido al coste de las materias primas necesarias para obtener el pavimento.

Además, el solicitante desconoce la existencia de una losa que posea las características descritas en esta memoria, y en particular, que utilice materiales que se preutilizan y se utilizan de nuevo posteriormente, que se denominarán materiales de reciclaje o reciclados.

Descripción detallada de la invención La presente invención se ha desarrollado con el fin de proporcionar una losa ecológica que resuelva los inconvenientes anteriormente mencionados, proporcionando, además, otras ventajas adicionales que serán evidentes a partir de la siguiente descripción.

Como se ha mencionado en el apartado anterior, la losa objeto de la presente invención se ha desarrollado con el fin de proporcionar un grado de eficiencia mayor en la degradación de contaminantes, proporcionando, además, otras ventajas adicionales, tales como un coste de fabricación bajo en comparación con la técnica anterior, no solo porque utiliza una baja proporción de dióxido de titanio dopado sino porque también utiliza materiales previamente utilizados y, por lo tanto, reciclados de modo que reduce los costes para la producción de dos capas de la losa descrita en el presente documento, por lo tanto, la ventaja característica ecológica y medioambiental está proporcionada por su capacidad de descomponer y degradar los compuestos que conforman determinados gases contaminantes por un proceso denominado fotocatálisis gracias a la presencia de catalizadores que tienen buenas propiedades de durabilidad y resistencia apropiadas para el uso destinado. Para el objeto de la presente invención, la losa ecológica â?"denominada también losa (1) â?" objeto de la presente invención, que comprende un cuerpo provisto de dos capas, una primera capa superficial â?"denominada también capa superficial (2) â?" y una segunda capa base â?"denominada también capa base (3) â?" que están sólidamente superpuestas, resuelve de forma completamente satisfactoria los problemas mencionados anteriormente, en todos los aspectos mencionados, mediante la incorporación de al menos un catalizador seleccionado del grupo formado por: dióxido de titanio dopado, óxidos férricos, FeO2 y zeolitas o combinaciones de los mismos en la capa superficial (2) lo que hace posible obtener una alta eficiencia descontaminante así como la degradación de compuestos orgánicos, preferentemente compuestos orgánicos volátiles y más preferentemente óxidos de nitrógeno o NOx además de purificar el aire.

Preferentemente y de acuerdo con el objeto de la presente invención, cuando la losa (1) comprende la combinación del catalizador de TiO2 dopado con zeolita y óxidos férricos o FeO2 consigue descomponer y degradar mayor

cantidad de los compuestos que componen los gases contaminantes gracias a la combinación de dos procesos: un proceso conocido como fotocatálisis heterogénea (gracias al TiO2 dopado como catalizador) combinado con otro proceso conocido como fotocatálisis homogénea (gracias a la presencia de zeolita y óxidos férricos como catalizador adicional) para descomponer y degradar mayor cantidad de compuestos orgánicos y purificar el aire en grado más alto que si se utiliza solo TiO2 dopado. Además, al estar en contacto con zeolita se incrementa considerablemente el nivel de radicales OH generados, lo que da como resultado una mejora sustancial del procedimiento y consecuentemente de la losa (1) así como de sus características técnicas.

De acuerdo con la presente invención, y preferentemente, consiste en utilizar, bien de forma combinada, o no, dos procedimientos de fotocatálisis. Por lo tanto, se maximiza la generación de especies altamente oxidantes (como los radicales hidroxilo, OH-) que se pueden generar mediante dos procesos de oxidación avanzada (utilizados en solitario o conjuntamente) que son capaces de utilizar la radiación solar que para la presente invención son de especial interés ya que el coste energético sería nulo, puesto que el sol proporcionaría la radicación necesaria. Estos dos procesos son la fotocatálisis heterogénea y los procesos foto-Fenton. El primero de ellos se basa en la acción de un semiconductor (TiO2 dopado) que se encuentra en suspensión y que genera radicales hidroxilo mediante reacciones en las que el agua y el oxígeno son esenciales. Y el segundo se basa en la utilización del reactivo Fenton (descrito por H. J. H. Fenton a finales del siglo XIX) que se basa en la generación de radicales hidroxilo en presencia de peróxido de hidrógeno e iones ferrosos (Fe+2) en un pH ácido y a temperaturas moderadas; la acción de este reactivo se aumenta significativamente al introducir radiación UV-visible provocando el proceso foto-Fenton. Los procesos foto-Fenton tienen una sensibilidad a la luz más alta que los procesos de fotocatálisis heterogénea, lo que significa una mayor utilización de la energía solar.

En este caso, los procesos se pueden utilizar de forma independiente o combinada, mostrando un efecto sinérgico en el segundo caso, ya que se obtiene una mayor cantidad de radicales hidroxilo, dando como resultado una mayor eficiencia descontaminante de la losa (1) .

Para el objeto de la presente invención, para ilustrar, pero de forma no limitativa, la formación de los radicales oxidantes tiene lugar mediante las siguientes reacciones:

TiO2ï H+E-

H+OHï OH

E-+O2ï O2

Donde H+ y E-son los huecos generados en el semiconductor al adsorber la radiación UV y los radicales OH son aquellos con un fuerte poder oxidante solo superado por el flúor.

Al utilizar otro catalizador â?"óxidos férricos o FeO2 (foto-Fenton) â?" también se pueden generar los radicales OH cuando el FeO2 reacciona con H2O y el Fe3 generado en presencia de luz UV también puede producir estos mismos radicales OH. Así la reacción foto-Fenton se produce al catalizar el peróxido de hidrógeno con hierro, dando como resultado la generación de radicales hidroxilo altamente reactivos (OH) .

Fe2+H2Oï Fe3+OH+OH

Fe3+H2Oï Fe2+H+OH

Así, por ejemplo, la combinación de óxido de hierro como sal ferrosa (FeO2) en una superficie de zeolitas o arena silícea como contenedoras de H2O debido a su estructura de jaula porosa producen radicales OH que, cuando se utilizan conjuntamente, complementan a los generados por el proceso fotocatalítico utilizado cuando el catalizador es TiO2.

Para el objeto de la presente invención, se entiende por "óxidos férricos" a los compuestos químicos de óxidos de hierro formados por hierro y oxígeno y seleccionados de manera no limitativa del grupo formado por: óxido ferroso (FeO) , óxido férrico (Fe2O3) y óxido... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Losa para pavimentos (1) que comprende un cuerpo provisto de dos capas, una primera capa superficial (2) y una segunda capa base (3) que están sólidamente superpuestas, donde la capa superficial (2) comprende una pasta solidificada que incluye cemento, arena silícea, dióxido de titanio, marmolina y materiales reciclados; donde la capa base (3) comprende una pasta solidificada que incluye cemento, preferentemente gris, partículas de áridos y materiales reciclados, caracterizada porque el dióxido de titanio está dopado y está comprendido en un intervalo entre el 0, 5 y 5 % en peso total de la masada en seco y en la que el espesor máximo de la capa superficial (2) es igual o inferior a 12 mm.

2. Losa para pavimentos (1) de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizada porque la primera capa superficial (2) de la losa (1) comprende óxidos férricos o FeO2 en una proporción del 0 % al 10 % en peso como catalizador.

3. Losa para pavimentos (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 y 2 caracterizada porque la primera capa superficial (2) de la losa (1) comprende zeolita en una proporción del 0 al 10 % en peso.

4. Losa para pavimentos (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque los materiales reciclados en la capa superficial (2) comprenden vidrio, partículas de cerámica y hormigón.

5. Losa para pavimentos (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque los materiales reciclados en la capa superficial (2) comprenden material de caucho.

6. Losa para pavimentos (1) de acuerdo con la reivindicación 4, caracterizada porque el vidrio está comprendido en un intervalo entre el 1 % y 15 % en peso con respecto al peso total de la capa superficial, y más preferentemente entre el 1, 5 % y 12 % en peso.

7. Losa para pavimentos (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la capa base (3) tiene un espesor entre 10 mm y 150 mm, más preferentemente entre 38 mm y 68 mm.

8. Losa para pavimentos (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque los materiales reciclados en la capa base comprenden materiales de áridos en una proporción comprendida entre el 1 % y 12 % en peso con respecto al peso total de la capa base.

9. Losa para pavimentos (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la capa base incluye un hidrofugante que está comprendido en un intervalo entre el 0, 15 y 0, 30 %, más preferentemente entre el 0, 20 y 0, 28 % en peso.

10. Losa para pavimentos (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la capa base (3) comprende un aditivo fluidizante que está comprendido en un intervalo entre el 0, 15 y 0, 30 %, más preferentemente entre el 0, 20 y 0, 28 % en peso.

11. Losa para pavimentos (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque las partículas de áridos provistas en la capa base (3) están en una proporción comprendida entre el 1 % y 65 % en peso total de la masada en seco.

12. Losa para pavimentos (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-3 y 11, caracterizada porque las partículas de áridos tienen un espesor de 0, 1 a 5 mm en una proporción de entre el 1 % y 47 % en peso con respecto al peso total.

13. Losa para pavimentos (1) de acuerdo con la reivindicación 12, caracterizada porque las partículas de áridos tienen un espesor de 0, 1 a 1 mm en una proporción de entre el 1 % y 20 % en peso con respecto al peso total.

14. Losa para pavimentos (1) de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque la capa superficial (2) incluye pigmentos.

15. Losa para pavimentos (1) de acuerdo con la reivindicación 14, caracterizada porque los pigmentos consisten en óxido de hierro.

16. Procedimiento de producción de una losa para pavimentos de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque comprende una primera etapa de vertido de una mezcla viscosa en un molde y posteriormente una segunda etapa de vertido de una segunda mezcla viscosa que se superpone a la primera en dicho molde, después de lo cual se lleva a cabo una etapa de vibración y compactación de la mezcla de los dos vertidos y posteriormente una etapa de desmoldeo de la mezcla en una etapa semisólida.

17. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado porque la compactación de la mezcla de ambos vertidos de mezcla se lleva a cabo mediante un cilindro hidráulico.

18. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado porque cada una de las primera y segunda mezclas se lleva a cabo mediante una hormigonera correspondiente.

19. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 16, caracterizado porque la vibración se lleva a cabo por medio de un dispositivo de vibración eléctrico.


 

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