ES2592953B1 - CEMENTING MATERIAL FROM MIXTURES OF WASTE AND / OR INDUSTRIAL SUBPRODUCTS AND MANUFACTURING PROCEDURE - Google Patents

Abstract

La presente invención se encuadra en el campo de la tecnología química dentro del sector de la construcción y concierne materiales con propiedades cementantes o materiales de adición a cementos, obtenidos a partir de la fusión, y posterior enfriamiento, de determinadas mezclas de residuos y/o subproductos industriales. La mezcla de residuos y/o subproductos industriales de acuerdo con la presente invención se compone de 20% - 45% en peso de residuos de plantas de construcción y demolición (RCDs); 40% - 80% en peso de residuos de la industria acuicultora (CM) y 5% - 30% en peso de residuos de plantas de reciclado o valorización (RAL). La utilización de los materiales cementantes de acuerdo con la presente invención mejoran las propiedades mecánicas de los cementos a los cuales se incorporan. La presente invención también se refiere a un procedimiento para la fabricación de los citados materiales cementantes que favorece la recuperación energética del proceso de fabricación de cementos.The present invention falls within the field of chemical technology within the construction sector and concerns materials with cementing properties or cement addition materials, obtained from the melting, and subsequent cooling, of certain mixtures of waste and / or industrial by-products The mixture of waste and / or industrial by-products according to the present invention is comprised of 20% -45% by weight of construction and demolition plant waste (RCDs); 40% - 80% by weight of waste from the aquaculture industry (CM) and 5% - 30% by weight of waste from recycling or recovery plants (RAL). The use of the cementitious materials according to the present invention improves the mechanical properties of the cements to which they are incorporated. The present invention also relates to a process for the manufacture of said cementitious materials that favors the energy recovery of the cement manufacturing process.

Description

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MATERIAL CEMENTANTE A PARTIR DE MEZCLAS DE RESIDUOS Y/O SUBPRODUCTOS INDUSTRIALES Y PROCEDIMIENTO DE FABRICACIÓN CEMENTING MATERIAL FROM MIXTURES OF WASTE AND / OR INDUSTRIAL SUBPRODUCTS AND MANUFACTURING PROCEDURE

DESCRIPCIÓN DESCRIPTION

SECTOR TECNICO DE LA INVENCIÓN TECHNICAL SECTOR OF THE INVENTION

La presente invención se encuadra en el campo de la tecnología química dentro del sector de la construcción y concierne materiales con propiedades cementantes o materiales de adición a cementos, obtenidos a partir de la fusión, y posterior enfriamiento, de determinadas mezclas de residuos y/o subproductos industriales. Dichos materiales cementantes pueden ser utilizados como adición a cementos, mejorando las propiedades mecánicas de los mismos. La presente invención también se refiere a un procedimiento para la fabricación de los citados materiales cementantes que favorece la recuperación energética del proceso de fabricación de cementos. The present invention falls within the field of chemical technology within the construction sector and concerns materials with cementing properties or cement addition materials, obtained from the melting, and subsequent cooling, of certain mixtures of waste and / or industrial by-products Said cementitious materials can be used as an addition to cements, improving their mechanical properties. The present invention also relates to a process for the manufacture of said cementitious materials that favors the energy recovery of the cement manufacturing process.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN BACKGROUND OF THE INVENTION

Actualmente, en la fabricación de cementos está ampliamente extendido el empleo de diferentes materiales puzolánicos como adiciones; tal es el caso del humo de sílice, las puzolanas naturales y, principalmente, las cenizas volantes y las escorias de horno alto. Estas adiciones empleadas en la industria cementera son, en la mayoría de los casos, subproductos de otros procesos productivos, por lo que su uso en la industria cementera supone un doble beneficio: constituye una adecuada opción de valorización de estos subproductos y propicia una reducción de las emisiones de CO2 en la fabricación del clínker. Esto es, se favorece la reducción del consumo de combustibles fósiles y reducción de gases de efecto invernadero ya que estos residuos, de no emplearse en los hornos de clínker, tendrían como destino el vertedero con la consiguiente penalización medioambiental. Currently, in the manufacture of cements the use of different pozzolanic materials as additions is widely extended; Such is the case with silica smoke, natural pozzolans and, mainly, fly ash and blast furnace slag. These additions used in the cement industry are, in most cases, by-products of other production processes, so their use in the cement industry is a double benefit: it constitutes an adequate option for the valuation of these by-products and leads to a reduction of CO2 emissions in clinker manufacturing. That is, fossil fuel consumption reduction and greenhouse gas reduction are favored since these wastes, if not used in clinker furnaces, would be destined for the landfill with the consequent environmental penalty.

Dada la naturaleza de estos materiales, como subproductos de otros procesos primarios, en la mayoría de los casos sus características en cuanto a composición química y otras propiedades vienen determinadas a partir del proceso productivo de origen. Este es el caso, por ejemplo, de las escorias de horno alto, en las que su composición química viene determinada por la composición de las materias primas originales. Given the nature of these materials, as by-products of other primary processes, in most cases their characteristics in terms of chemical composition and other properties are determined from the production process of origin. This is the case, for example, of blast furnace slags, in which their chemical composition is determined by the composition of the original raw materials.

Dependiendo de sus características físicas y químicas, algunas de estas adiciones se cotizan como materiales muy deseados para la fabricación de ciertos tipos de cementos por conferirles unas propiedades especiales, como, por ejemplo, es el caso de los cementos que utilizan escorias de horno alto como adición, a los que la escoria los convierte en cementos de altas prestaciones incluso en ambientes químicamente agresivos. Depending on their physical and chemical characteristics, some of these additions are quoted as highly desired materials for the manufacture of certain types of cements because they are given special properties, such as, for example, cements using blast furnace slags such as In addition, to which the slag converts them into high performance cements even in chemically aggressive environments.

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Adicionalmente, debe tenerse en cuenta que cada una de las adiciones utilizadas en la fabricación de cementos debe cumplir unos requisitos mínimos en cuanto a composición y propiedades físicas que se encuentran reguladas mediante una completa normativa de uso generalizado en el sector. Additionally, it should be taken into account that each of the additions used in the manufacture of cements must meet minimum requirements in terms of composition and physical properties that are regulated by means of a complete regulation of generalized use in the sector.

Así pues a la dificultad propia de conseguir un material cementante que presente propiedades físicas mejoradas en el cemento o mortero al cual se incorpora, existe la dificultad adicional impuesta por la extensa normativa en el sector que obliga al cumplimento de una serie de prescripciones técnicas para que dicho material cementante pueda ser utilizado en la industria. Thus, due to the difficulty of obtaining a cementing material that presents improved physical properties in the cement or mortar to which it is incorporated, there is the additional difficulty imposed by the extensive regulations in the sector that obliges compliance with a series of technical requirements so that Said cementitious material can be used in industry.

Existen patentes y estudios relacionados con el empleo de diferentes materiales como adición a cementos, principalmente, tal y como se ha mencionado anteriormente, cenizas volantes y escorias de horno alto, pero también existen alternativas para el uso de alguno de estos materiales mezclados con la materia prima de forma directa en el horno para la fabricación de clínker. En este sentido, se han obtenido cementos de tipo alcalino estudiando distintas adiciones y soluciones activadoras, así como se han mejorado cementos belíticos empleando cenizas volantes, y existen métodos para la fabricación de partículas con propiedades hidráulicas o cementantes a partir de mezclas de calizas y margas que se alimentan a un fluido gaseoso a alta temperatura para la fabricación de microesferas o mezclas similares mediante la fusión directa en un horno. There are patents and studies related to the use of different materials as an addition to cements, mainly, as mentioned above, fly ash and blast furnace slag, but there are also alternatives for the use of any of these materials mixed with the material raw directly in the oven for clinker manufacturing. In this sense, alkaline-type cements have been obtained by studying different additions and activating solutions, as well as belitic cements using fly ash, and there are methods for the manufacture of particles with hydraulic or cementing properties from mixtures of limestones and marls which are fed to a high temperature gaseous fluid for the manufacture of microspheres or similar mixtures by direct melting in an oven.

Por tanto, la idea de valorizar residuos como constituyentes de cementos está documentada en la bibliografía, existiendo patentes que describen la utilización de residuos en la fabricación de cementos y de materiales considerados como adiciones como las que se presentan en las siguientes referencias: Therefore, the idea of valuing waste as constituents of cements is documented in the literature, there are patents that describe the use of waste in the manufacture of cements and materials considered as additions such as those presented in the following references:

US 4756761 describe la incorporación de residuos de combustibles fósiles o escorias siderúrgicas a cemento. US 4756761 describes the incorporation of fossil fuel residues or steel slag into cement.

EP 2385018 A1, describe la utilización de escorias salinas procedentes de la producción de aluminio secundario. EP 2385018 A1, describes the use of salt slags from the production of secondary aluminum.

US 4071373, describe el uso de escorias salinas en materiales cementantes. US 4071373, describes the use of salt slags in cementitious materials.

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WO 2012172138, GB 2362643 y WO 2008139001 describen el uso de residuos vítreos urbanos y/o industriales en la fabricación de materiales cementantes. WO 2012172138, GB 2362643 and WO 2008139001 describe the use of urban and / or industrial glassy waste in the manufacture of cementitious materials.

Sin embargo, y a pesar de los avances tecnológicos que se han producido en este campo técnico durante los últimos años, sigue subsistiendo la necesidad de proveer al mercado con materiales cementantes, que además de cumplir las prescripciones técnicas de la normativa vigente, sean más eficientes tanto en lo que respecta a las propiedades físicas que éstos aportan a los cementos fraguados, como a las ventajas medioambientales y energéticas que acompañan la obtención y utilización de estos materiales en la industria del cemento. However, despite the technological advances that have taken place in this technical field in recent years, the need to provide the market with cementitious materials that, in addition to complying with the technical requirements of current regulations, remains more efficient both as regards the physical properties that they contribute to the erected cements, as well as the environmental and energy advantages that accompany the obtaining and use of these materials in the cement industry.

La presente invención trata de resolver dicho problema mediante la provisión de un material cementante o material de adición a cementos alternativo, compuesto a partir de una determinada mezcla de residuos y/o subproductos industriales, que presenta unas propiedades mecánicas superiores a cementos que contienen materiales cementantes habituales. The present invention seeks to solve said problem by providing a cementitious material or alternative cement addition material, composed from a certain mixture of industrial waste and / or by-products, which has mechanical properties superior to cements containing cementitious materials. usual.

La presente invención también proporciona un procedimiento para la obtención de los materiales cementantes de la invención y cementos o morteros que los incorporan que favorece la recuperación energética del proceso de fabricación. The present invention also provides a process for obtaining the cementing materials of the invention and cements or mortars that incorporate them that favors the energy recovery of the manufacturing process.

DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS DESCRIPTION OF THE FIGURES

Figura 1.Diagrama de bloques del proceso de obtención de material cementante a partir de los residuos y/o subproductos industriales de acuerdo con la invención, dónde la referencia 1 significa, “Mezcla de Residuos y/o subproductos”, la referencia 2 significa “Horno de fusión”, la referencia 3, significa “Material fundido deseado”, la referencia 4, significa “Enfriamiento rápido”, la referencia 5, significa “Agua”, la referencia 6 significa “Aire”, la referencia 7 significa “Aceite térmico”, la referencia 8 significa “En masa”, la referencia 9 significa “Otros”, la referencia 10 significa “Proceso de molienda y/o tamizado” y la referencia 11 significa “Adición al cemento en distintas proporciones”. Figure 1. Block diagram of the process of obtaining cementitious material from waste and / or industrial by-products according to the invention, where reference 1 means, "Mixture of Waste and / or by-products", reference 2 means " Melting furnace ”, reference 3, means“ Desired molten material ”, reference 4, means“ Rapid cooling ”, reference 5, means“ Water ”, reference 6 means“ Air ”, reference 7 means“ Thermal oil ”, Reference 8 means“ Mass ”, reference 9 means“ Other ”, reference 10 means“ Grinding and / or sieving process ”and reference 11 means“ Addition to cement in different proportions ”.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN BRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION

La presente invención consiste en el desarrollo de productos aptos para su utilización como materiales cementantes o materiales de adición a los cementos, obtenidos a partir de la fusión y posterior enfriamiento de determinadas mezclas de residuos y/o subproductos industriales. La presente invención también describe un procedimiento para la fabricación de los materiales cementantes o materiales de adición a los cementos así como la incorporación de estos a cementos o morteros. The present invention consists in the development of products suitable for use as cementitious materials or cement addition materials, obtained from the fusion and subsequent cooling of certain mixtures of waste and / or industrial by-products. The present invention also describes a process for the manufacture of cementitious materials or cement addition materials as well as the incorporation of these into cements or mortars.

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Los materiales cementantes o materiales de adición a los cementos de acuerdo con la presente invención presentan propiedades hidráulicas, esto es, endurecen en presencia de agua y adquieren así propiedades mecánicas mejoradas. Cementing materials or cement addition materials according to the present invention have hydraulic properties, that is, they harden in the presence of water and thus acquire improved mechanical properties.

Es por tanto un objeto de la presente invención un material cementante o material de adición a los cementos compuesto por una mezcla de residuos y/o subproductos industriales de plantas de construcción y demolición (RCDs); residuos de la industria acuicultora (CM) y residuos de plantas de reciclado o valorización (RAL). It is therefore an object of the present invention a cementing material or cement addition material composed of a mixture of waste and / or industrial by-products from construction and demolition plants (RCDs); waste from the aquaculture industry (CM) and waste from recycling or recovery plants (RAL).

También es objeto de la presente invención un material cementante o material de adición a los cementos caracterizado por consistir en una mezcla que se componga de 20 – 45% en peso de residuos y/o subproductos industriales de plantas de construcción y demolición (RCDs); de 40 – 80% en peso de residuos de la industria acuicultora (CM) y de 5 – 30% en peso de residuos de plantas de reciclado o valorización (RAL). The object of the present invention is also a cementing material or cement addition material characterized in that it consists of a mixture consisting of 20-45% by weight of waste and / or industrial by-products of construction and demolition plants (RCDs); from 40 - 80% by weight of waste from the aquaculture industry (CM) and from 5 - 30% by weight of waste from recycling or recovery plants (RAL).

También es objeto de la presente invención un material cementante o material de adición a los cementos según definido anteriormente, caracterizado porque los residuos de plantas de construcción y demolición (RCDs) se caracterizan por comprender 50 ± 20% en peso de SiO2. Also object of the present invention is a cementing material or cement addition material as defined above, characterized in that construction and demolition plant residues (RCDs) are characterized by comprising 50 ± 20% by weight of SiO2.

Otro objeto de la presente invención es también un material cementante o material de adición a los cementos según definido anteriormente que además se caracteriza porque los residuos de la industria acuicultora (CM) consisten en conchas de moluscos, tales como, mejillones, ostras y almejas que comprenden 45% ± 20% en peso de CaO. Another object of the present invention is also a cementitious material or cement addition material as defined above which is further characterized in that the residues of the aquaculture industry (CM) consist of shellfish shells, such as mussels, oysters and clams that comprise 45% ± 20% by weight of CaO.

Otro objeto de la presente invención es un material cementante o material de adición a los cementos según definido anteriormente que se caracteriza porque los residuos de plantas de reciclado o valorización (RAL) comprenden un contenido en aluminio (expresado en porcentaje en peso de Al2O3) de 40% ± 30% en peso. Another object of the present invention is a cementing material or cement addition material as defined above which is characterized in that waste from recycling or recovery plants (RAL) comprises an aluminum content (expressed as a percentage by weight of Al2O3) of 40% ± 30% by weight.

Otro objeto de la presente invención es un material cementante o material de adición a cementos según definido anteriormente caracterizado porque la mezcla de residuos y/o subproductos industriales de plantas de construcción y demolición (RCD); residuos de la industria acuicultora (CM) y residuos de plantas de reciclado o valorización (RAL) comprende de 27 – 40% en peso de SiO2, de 30 – 50% en peso de CaO y de 5 – 15% en peso de Al2O3. Another object of the present invention is a cementitious material or cement addition material as defined above characterized in that the mixture of waste and / or industrial by-products from construction and demolition plants (RCD); waste from the aquaculture industry (CM) and waste from recycling or recovery plants (RAL) comprises 27 - 40% by weight of SiO2, 30 - 50% by weight of CaO and 5 - 15% by weight of Al2O3.

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Un objeto adicional de la presente invención es también un procedimiento para la obtención del material cementante o material de adición a cementos caracterizado por comprender las siguientes etapas: A further object of the present invention is also a process for obtaining the cementitious material or cement addition material characterized by comprising the following steps:

Selección y ajuste de las proporciones de la mezcla de residuos y/o subproductos de RCD, CM y RAL. Selection and adjustment of the proportions of the mixture of waste and / or by-products of RCD, CM and RAL.

Fusión de la mezcla de residuos y/o subproductos obtenida en la etapa anterior en un horno a una temperatura de 1300 – 1600ºC, entre 5 y 20 minutos. Fusion of the mixture of waste and / or by-products obtained in the previous stage in an oven at a temperature of 1300 - 1600 ° C, between 5 and 20 minutes.

Enfriamiento a una velocidad superior a 60Cº/min de la colada obtenida en la etapa anterior. Cooling at a speed greater than 60Cº / min of the laundry obtained in the previous stage.

Molienda del material resultante de la etapa anterior hasta alcanzar un tamaño de partícula inferior a 63 �m. Grinding of the material resulting from the previous stage until reaching a particle size of less than 63 �m.

Y finalmente son también objetos de la presente invención los cementos o morteros que incorporan en su masa el material cementante o material de adición a cementos descrito anteriormente. And finally objects of the present invention are also cements or mortars that incorporate in their mass the cementitious material or cement addition material described above.

Por último, también son objetos de la presente invención cementos o morteros que incorporan en su masa el material cementante o material de adición a cementos descrito anteriormente en al menos un 25 % en peso de la masa total. Finally, objects of the present invention are also cements or mortars that incorporate in their mass the cementitious material or cement addition material described above in at least 25% by weight of the total mass.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

La presente invención parte del hecho innovador, contrastado por los inventores, de que a través de la mezcla de ciertos residuos y/o subproductos industriales se consigue fabricar un material cementante o material de adición a cementos que, una vez incorporado al cemento The present invention is based on the innovative fact, contrasted by the inventors, that through the mixing of certain industrial wastes and / or by-products it is possible to manufacture a cementitious material or cement addition material that, once incorporated into the cement

o mortero, confiere al mismo unas propiedades mecánicas mejoradas, como es una mayor resistencia a compresión a edades largas así como un mejor comportamiento al ataque por sulfatos. or mortar, it confers improved mechanical properties, such as greater compressive strength at long ages as well as better sulfate attack behavior.

Adicionalmente se ha podido constatar que dicho material cementante cumple con las prescripciones técnicas establecidas en la normativa aplicable y resulta por tanto un sustituto de características mejoradas frente a materiales cementantes o materiales de adición a cementos utilizados actualmente en el mercado. Additionally, it has been found that said cementing material complies with the technical requirements established in the applicable regulations and is therefore a substitute for improved characteristics compared to cementitious materials or cement addition materials currently used in the market.

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Residuos y/o subproductos industriales, de acuerdo con la presente invención, comprenden: residuos de plantas de construcción y demolición (RCDs); residuos de la industria acuicultora (CM) y residuos de plantas de reciclado o valorización (RAL). Waste and / or industrial by-products, in accordance with the present invention, comprise: construction and demolition plant waste (RCDs); waste from the aquaculture industry (CM) and waste from recycling or recovery plants (RAL).

Residuos de plantas de construcción y demolición (RCDs) se refiere a cualquier sustancia u objeto que de acuerdo con la definición de residuo se generan en una obra de construcción Waste from construction and demolition plants (RCDs) refers to any substance or object that according to the definition of waste is generated in a construction site

o demolición. Según el R.D. 105/2008 [4], los RCDs deben separarse, bien en obra o bien por el gestor de RCDs, en las siguientes fracciones: hormigón, ladrillos, tejas, cerámicos, metal, madera, vidrio, plástico y papel y cartón. or demolition. According to R.D. 105/2008 [4], RCDs must be separated, either on site or by the RCDs manager, into the following sections: concrete, bricks, tiles, ceramics, metal, wood, glass, plastic and paper and cardboard.

Los residuos de plantas de construcción y demolición (RCDs) que van a formar parte de la mezcla de residuos seleccionada a los fines de la presente invención son los residuos resultado del primer cribado realizado en la planta de tratamiento, donde los residuos de madera, plásticos y metales son eliminados de los RCDs que llegan a la planta. Los RCDs proceden principalmente de derribos de edificios y naves o de rechazos de materiales de obras de nueva construcción o de pequeñas reformas en viviendas. Por tanto, el residuo RCD, de acuerdo con la presente invención, mantiene su composición originaria salvo en lo que respecta a los desechos mencionados, que son eliminados en el primer cribado. Así, el residuo RCD, de acuerdo con la presente invención, mantiene en su composición la totalidad del contenido inorgánico de sus constituyentes originarios, y comprende, hormigón, ladrillos, tejas, cerámicos, vidrio, papel y cartón. Dicho residuo RCD se presenta en forma de polvo molido, tras haber sido sometido a un proceso de trituración por técnicas habitualmente conocidas de molienda. Los tamaños de partícula del residuo RCD en polvo alcanzan valores inferiores a 200 µm, preferiblemente inferiores a 125 µm. Adicionalmente, dichos residuos RCDs se caracterizan por comprender 50 ± 20% en peso de SiO2. The waste from construction and demolition plants (RCDs) that will be part of the waste mix selected for the purposes of the present invention are the waste resulting from the first screening performed at the treatment plant, where wood, plastic waste and metals are removed from the RCDs that arrive at the plant. The RCDs come mainly from demolitions of buildings and ships or from rejections of materials of new construction or small reforms in housing. Therefore, the RCD residue, in accordance with the present invention, maintains its original composition except for the above-mentioned wastes, which are disposed of in the first screening. Thus, the RCD residue, according to the present invention, maintains in its composition the entire inorganic content of its original constituents, and comprises, concrete, bricks, tiles, ceramics, glass, paper and cardboard. Said RCD residue is presented in the form of ground powder, after being subjected to a crushing process by commonly known milling techniques. The particle sizes of the RCD powder residue reach values below 200 µm, preferably below 125 µm. Additionally, said RCDs residues are characterized by comprising 50 ± 20% by weight of SiO2.

Por otra parte, los residuos de la industria acuicultora (CM), de acuerdo con la presente invención, comprenden conchas de moluscos, tales como, mejillones, ostras y almejas. Para la ulterior utilización de estos residuos a los fines de la presente invención, las conchas de moluscos son previamente despojadas de cualquier tejido blando y carne mediante un tratamiento térmico de esterilización en un horno industrial a una temperatura en el entorno a los 150 °C, durante un tiempo aproximado de 2 a 10 minutos y después son sometidas a un proceso de trituración mediante las técnicas habitualmente conocidas de molienda hasta On the other hand, the residues of the aquaculture industry (CM), in accordance with the present invention, comprise shells of mollusks, such as mussels, oysters and clams. For the subsequent use of these wastes for the purposes of the present invention, the shells of mollusks are previously stripped of any soft tissue and meat by means of a heat treatment of sterilization in an industrial oven at a temperature around 150 ° C, for an approximate time of 2 to 10 minutes and then they are subjected to a crushing process by means of the usual known milling techniques until

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llegar a conseguir un polvo molido de tamaños de partículas inferiores a 200 µm, preferiblemente inferiores 125 µm. Además, estos residuos CM se caracterizan por comprender 45 ± 20% en peso de CaO. to achieve a ground powder of particle sizes of less than 200 µm, preferably less than 125 µm. In addition, these CM residues are characterized by comprising 45 ± 20% by weight of CaO.

Los residuos de plantas de reciclado o valorización, (RAL), de acuerdo con la presente invención comprenden materiales procedentes del reciclado de residuos de la industria química con un contenido mínimo en aluminio (expresado en porcentaje en peso de Al2O3) del 40% ± 30 % en peso. Waste from recycling or recovery plants, (RAL), in accordance with the present invention comprise materials from the recycling of chemical industry waste with a minimum aluminum content (expressed as a percentage by weight of Al2O3) of 40% ± 30 % in weigh.

Residuos de la industria química, de acuerdo con la presente invención, se refiere a residuos generados en la industria del aluminio, tales como residuos minerales con alto contenido en alúmina, como escorias; y residuos generados en la industria petroquímica, como catalizadores agotados de procesos de craqueo catalítico, y sometidos a un proceso de trituración por técnicas habitualmente conocidas de molienda hasta llegar a conseguir un polvo molido de tamaños de partículas inferiores a 200 µm, preferiblemente inferiores a 125 Waste from the chemical industry, according to the present invention, refers to waste generated in the aluminum industry, such as mineral residues with high alumina content, such as slags; and waste generated in the petrochemical industry, as catalysts depleted of catalytic cracking processes, and subjected to a crushing process by routinely known milling techniques until a ground powder of particle sizes of less than 200 µm, preferably less than 125, is achieved

µm. µm.

Los residuos y/o subproductos industriales mencionados anteriormente se formularán en las proporciones adecuadas para la obtención de un material fundido que, tras su enfriamiento, presente una composición elemental aceptable según la normativa vigente para su utilización como material cementante o material de adición a los cementos y que a la vez proporcione las ventajas mecánicas y de durabilidad ya mencionadas al cemento donde se incorpora, tales como, una mayor resistencia a compresión a edades largas así como un mejor comportamiento al ataque por sulfatos. The above-mentioned industrial waste and / or by-products will be formulated in the appropriate proportions to obtain a molten material that, after cooling, has an acceptable elementary composition according to the regulations in force for its use as cementitious material or cement addition material and that at the same time provide the mechanical and durability advantages already mentioned to the cement where it is incorporated, such as, a greater resistance to compression at long ages as well as a better behavior to sulfate attack.

La presente invención ha conseguido llegar a definir una formulación adecuada de los distintos residuos y/o subproductos industriales que forman parte del material cementante o material de adición al cemento. En concreto, dicha formulación estaría definida por una mezcla de los residuos RCD, CM y RAL en las siguientes proporciones: The present invention has managed to define a suitable formulation of the different industrial wastes and / or by-products that are part of the cementing material or cement addition material. Specifically, said formulation would be defined by a mixture of the RCD, CM and RAL residues in the following proportions:

Residuos RCD, del 20% – 45% en peso sobre el total de la mezcla, preferiblemente, 30% – 45%, más preferiblemente, 37%. RCD wastes, from 20% - 45% by weight over the total mixture, preferably, 30% - 45%, more preferably, 37%.

Residuos CM, del 40% – 80% en peso sobre el total de la mezcla, preferiblemente 40% 60%, más preferiblemente, 53% y CM waste, 40% -80% by weight over the total mixture, preferably 40% 60%, more preferably, 53% and

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Residuos RAL, del 5 – 30% en peso sobre el total de la mezcla, preferiblemente 7% 20%, más preferiblemente, 10%. RAL wastes, 5-30% by weight over the total mixture, preferably 7% 20%, more preferably, 10%.

Además, dicha mezcla de residuos y/o subproductos industriales estaría caracterizada por comprender la siguiente composición química en las cantidades detalladas a continuación en la Tabla 1: In addition, said mixture of waste and / or industrial by-products would be characterized by comprising the following chemical composition in the amounts detailed below in Table 1:

Tabla 1. Rangos de composición química de la mezcla de residuos y/o subproductos industriales (% en peso sobre el total) Table 1. Chemical composition ranges of the mixture of waste and / or industrial by-products (% by weight over the total)

SiO2 SiO2

CaO Al2O3 MgO Fe2O3 SO3 Na2O K2O CaO Al2O3 MgO Fe2O3 SO3 Na2O K2O

27 40 27 40

30 50 5 15 1 – 5 0,2 2,5 1 – 2,5 0,1 3 0,1 3 30 50 5 15 fifteen 0.2 2.5 1 - 2.5 0.1 3 0.1 3

Las características, tanto químicas como físicas del material generado con la mezcla de los residuos y/o subproductos, deberán responder a las exigencias recogidas en la norma que resulte de aplicación en cada caso, en función del tipo de cemento a producir, en concreto, las normas EN 1971 y EN 151671, según las cuales: The characteristics, both chemical and physical, of the material generated with the mixture of the waste and / or by-products, must meet the requirements set forth in the standard that is applicable in each case, depending on the type of cement to be produced, specifically, standards EN 1971 and EN 151671, according to which:

La suma de las masas de CaO, MgO y SiO2 debe alcanzar al menos dos tercios de la masa total, siendo el resto Al2O3 y otros compuestos. The sum of the masses of CaO, MgO and SiO2 must reach at least two thirds of the total mass, the remainder being Al2O3 and other compounds.

La relación (CaO+MgO) / SiO2 debe ser superior a 1. The ratio (CaO + MgO) / SiO2 must be greater than 1.

La parte vítrea debe suponer al menos dos tercios en masa de escoria cristalina y The vitreous part should be at least two thirds by mass of crystalline slag and

Los valores de finura o superficie específica no deben ser inferiores a 275 m2/kg. The fineness or specific surface values must not be less than 275 m2 / kg.

Una vez ajustadas las proporciones de la mezcla de residuos en función de su composición química, se alimentarán a un horno industrial de fusión, como pueden ser hornos de arco eléctrico, hornos de inducción y hornos de reverbero, dónde alcanzarán la fusión completa de todos los constituyentes. La fusión de la mezcla puede realizarse a una temperatura de entre 1300ºC a 1600ºC, preferiblemente, a 1500ºC, durante un periodo de tiempo en el rango que comprende de 5 a 20 minutos, preferiblemente 15 minutos. Once the proportions of the waste mixture have been adjusted according to their chemical composition, they will be fed to an industrial melting furnace, such as electric arc furnaces, induction furnaces and reverberation furnaces, where they will achieve the complete fusion of all constituents Melting of the mixture can be carried out at a temperature between 1300 ° C to 1600 ° C, preferably at 1500 ° C, for a period of time in the range of 5 to 20 minutes, preferably 15 minutes.

Tras la fusión se realizará un enfriamiento rápido de la colada. Para ello se podrán utilizar distintos sistemas de enfriamiento y medios de transferencia de calor conocidos por el experto técnico en la industria, con diferente potencial de recuperación de energía como por ejemplo: sistemas de enfriamiento con agua (“quenching” con o sin vórtices, etc.), aire (granulación, etc.); sistemas de enfriamiento en masa (contacto directo del material fundido con superficies metálicas: por ejemplo, bolas de acero, cobre y otros metales, tambores metálicos, etc.); sistemas de enfriamiento que utilicen un medio de transferencia de calor que permita el enfriamiento rápido del material fundido (por ejemplo: dispositivos con aceites térmicos, dispositivos que generen vórtices de los fluidos, etc.), o cualquier combinación de los sistemas anteriores. After melting, rapid cooling of the laundry will be carried out. For this, different cooling systems and heat transfer media known by the technical expert in the industry may be used, with different energy recovery potential such as: water cooling systems (“quenching” with or without vortices, etc. .), air (granulation, etc.); mass cooling systems (direct contact of molten material with metal surfaces: for example, steel balls, copper and other metals, metal drums, etc.); cooling systems that use a heat transfer medium that allows rapid cooling of molten material (for example: devices with thermal oils, devices that generate vortices of fluids, etc.), or any combination of the previous systems.

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Cuando el enfriamiento se lleva a cabo mediante contacto directo con agua, el ratio masa de agua/masa fundido es preferiblemente superior a 10. De igual forma, cuando el método de enfriamiento utilizado es mediante contacto con materiales sólidos, tal como, bolas de acero, el ratio masa de bolas de acero/ masa de fundido es preferiblemente superior a 5. When cooling is carried out by direct contact with water, the water mass / melt ratio is preferably greater than 10. Similarly, when the cooling method used is by contact with solid materials, such as steel balls , the mass ratio of steel balls / melt is preferably greater than 5.

Con el enfriamiento rápido se pretende que en el material no se creen uniones cristalinas, que puedan restar reactividad al material cementante en la fase de hidratación. Se busca, por tanto, que la parte vítrea sea mayoritaria, por ser la que le confiere la reactividad al material una vez mezclada con el cemento e hidratada, dotando al material resultante de las propiedades cementantes adecuadas. With rapid cooling it is intended that crystalline junctions are not created in the material, which can reduce reactivity to the cementing material in the hydration phase. Therefore, it is sought that the vitreous part be the majority, since it is the one that confers the reactivity to the material once mixed with the cement and hydrated, giving the resulting material the appropriate cementing properties.

Dependiendo del sistema empleado para el enfriamiento, el material podrá presentar propiedades variables, derivadas de su contenido en fase vítrea. Dado que la fase vítrea está relacionada con la rapidez del enfriamiento del material fundido, las opciones de enfriamiento empleadas para conseguir una alta recuperación energética y con ello una mayor rentabilidad económica, tendrán que ser compatibles con la formación de una proporción de fase vítrea que garantice las propiedades cementantes del producto final. Esta fase vítrea será superior al 66 %, preferiblemente superior a 90%. Para alcanzar estos grados de proporción vítrea la velocidad de enfriamiento del material debe ser superior a 60 °C/min. Depending on the system used for cooling, the material may have variable properties, derived from its vitreous phase content. Since the vitreous phase is related to the rapidity of the cooling of the molten material, the cooling options used to achieve a high energy recovery and thus a greater economic profitability, will have to be compatible with the formation of a proportion of vitreous phase that guarantees the cementing properties of the final product. This vitreous phase will be greater than 66%, preferably greater than 90%. To reach these degrees of vitreous proportion the cooling rate of the material must be greater than 60 ° C / min.

Tras el proceso de fundido y el de enfriamiento, el material se someterá a un proceso de molienda en maquinaria convencional y conocida para el experto en el sector, para obtener las especificaciones de finura o superficie específica requeridas, esto es, tamaño de partícula inferior a 63 �m, preferiblemente inferior a 32 �m. After the melting and cooling process, the material will be subjected to a grinding process in conventional machinery and known to the expert in the sector, to obtain the specific fineness or surface specifications required, that is, particle size less than 63 µm, preferably less than 32 µm.

El material cementante o material de adición al cemento así obtenido estará listo para ser incorporado al cemento en distintas proporciones, entre 25% a 60%, preferiblemente 25% en peso (con respecto al peso total material cementante + cemento), dando lugar así a productos de distintas calidades que se podrán acomodar a las necesidades del mercado bajo las exigencias de la normativa de aplicación. The cementitious material or cement addition material thus obtained will be ready to be incorporated into the cement in different proportions, between 25% to 60%, preferably 25% by weight (with respect to the total weight cementing material + cement), thus giving rise to products of different qualities that can be adapted to the needs of the market under the requirements of the applicable regulations.

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Tal y como se ha comentado con anterioridad, el material cementante, una vez adicionado al cemento o mortero, y tras su fraguado, confiere al mismo unas propiedades mecánicas mejoradas, como es una mayor resistencia a compresión a edades largas, esto es mejorando la resistencia del cemento o mortero a largo plazo, lo que en definitiva aumenta considerablemente la calidad del producto y sus prestaciones. As previously mentioned, the cementing material, once added to the cement or mortar, and after setting, gives it improved mechanical properties, such as greater compressive strength at long ages, this is improving the strength of cement or mortar in the long term, which definitely increases the quality of the product and its performance considerably.

La solución propuesta en la presente invención también proporciona al cemento una mayor resistencia al ataque por sulfatos y reactividad áridoálcali, lo cual redunda en una mejor calidad del producto así como de sus prestaciones técnicas. The solution proposed in the present invention also provides cement with greater resistance to sulfate attack and arid alkali reactivity, which results in better product quality as well as technical performance.

Adicionalmente, la solución propuesta en la presente invención proporciona la capacidad de modular las distintas proporciones de los tres tipos de residuos, RCD, CM y RAL en el material cementante, de cara a fijar distintas proporciones de Si, Al y Ca y con ello obtener cementos con distintas prestaciones técnicas. Additionally, the solution proposed in the present invention provides the ability to modulate the different proportions of the three types of waste, RCD, CM and RAL in the cementitious material, in order to set different proportions of Si, Al and Ca and thereby obtain Cements with different technical features.

Y por último la solución técnica descrita en la presente invención proporciona una solución medioambientalmente aceptable para la revalorización de residuos industriales y eficiencia energética de los procesos para la obtención de los citados materiales de construcción. And finally the technical solution described in the present invention provides an environmentally acceptable solution for the revaluation of industrial waste and energy efficiency of the processes for obtaining said construction materials.

Se aporta a continuación el siguiente ejemplo al objeto de ilustrar la presente invención. En ningún caso se pretende que sea limitativo de la presente invención. The following example is given below in order to illustrate the present invention. In no case is it intended to be limiting of the present invention.

EJEMPLO EXAMPLE

Se describe a continuación un ejemplo de realización de la invención con los tres residuos y/o subproductos industriales: An example of embodiment of the invention with the three industrial wastes and / or by-products is described below:

(a) (to)

Residuos de construcción y demolición (RCDs) procedentes del primer cribado de una planta de RCD en el que se lleva a cabo el cribado grueso. El residuo RCD se presenta en forma de polvo con tamaños de partículas inferiores a 125 µmy comprende hormigón, ladrillos, tejas, cerámicos, vidrio, papel y cartón. Construction and demolition waste (RCDs) from the first screening of an RCD plant in which coarse screening is carried out. The RCD residue is presented in powder form with particle sizes below 125 µm and comprises concrete, bricks, tiles, ceramics, glass, paper and cardboard.

(b) (b)

Conchas de mejillón (CM) sometidas a un tratamiento térmico para su esterilización en un horno industrial, durante un tiempo de entre 2 y 10 minutos a 150 ºC y posterior molienda hasta alcanzar tamaños de partículas inferiores a 125 µm. Mussel shells (CM) subjected to heat treatment for sterilization in an industrial oven, for a time between 2 and 10 minutes at 150 ° C and subsequent grinding until particle sizes of less than 125 µm are reached.

(c) (C)

Residuos (RAL) obtenidos de un proceso fisicoquímico de reciclado de escorias procedentes de la industria del aluminio, con un contenido en Al2O3 del 30% y molidos hasta tamaños de partículas inferiores a 125 µm Waste (RAL) obtained from a physicochemical process of slag recycling from the aluminum industry, with an Al2O3 content of 30% and ground to particle sizes below 125 µm

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La composición química (tanto por ciento en peso con un intervalo de confianza del 95%) de los residuos/subproductos utilizados de acuerdo con la presente invención, comprenden los elementos en las cantidades detalladas en la siguiente Tabla 2: The chemical composition (percentage by weight with a 95% confidence interval) of the residues / by-products used in accordance with the present invention, comprise the elements in the amounts detailed in the following Table 2:

Tabla 2. Composición química (% p/p) de los residuos/subproductos (PC: pérdidas por Calcinación). Table 2. Chemical composition (% w / w) of the residues / by-products (PC: calcination losses).

Compuesto Compound

RCD CM RAL RCD CM RAL

SiO2 SiO2

58,10 ± 3.63 5,18 ± 0,26 10,77 ± 0,44 58.10 ± 3.63 5.18 ± 0.26 10.77 ± 0.44

Al2O3 Al2O3

7,78 ± 0,74 0,43 ± 0,19 59,70 ± 0,49 7.78 ± 0.74 0.43 ± 0.19 59.70 ± 0.49

Fe2O3 Fe2O3

3,43 ± 0,39 0,31 ± 0,06 2,14 ± 0,80 3.43 ± 0.39 0.31 ± 0.06 2.14 ± 0.80

MnO MnO

0,06 ± 0,02 0,01 ± 0,02 0,23 ± 0,04 0.06 ± 0.02 0.01 ± 0.02 0.23 ± 0.04

MgO MgO

1,42 ± 0,32 0,20 ± 0,00 4,78 ± 0,47 1.42 ± 0.32 0.20 ± 0.00 4.78 ± 0.47

CaO CaO

12,46 ± 1,67 49,21 ± 3,44 2,31 ± 0,25 12.46 ± 1.67 49.21 ± 3.44 2.31 ± 0.25

Na2O Na2O

1,02 ± 0,06 0,67 ± 0,06 2,81 ± 0,21 1.02 ± 0.06 0.67 ± 0.06 2.81 ± 0.21

K2O K2O

1,51 ± 0,15 0,14 ± 0,00 1,13 ± 0,20 1.51 ± 0.15 0.14 ± 0.00 1.13 ± 0.20

TiO2 TiO2

0,46 ± 0,06 0,85 ± 0,44 0.46 ± 0.06 0.85 ± 0.44

P2O5 P2O5

0,10 ± 0,01 0,08 ± 0,02 0,04 ± 0,00 0.10 ± 0.01 0.08 ± 0.02 0.04 ± 0.00

SO3 SO3

1,33 ± 1,43 0,10 ± 0,24 0,07 ± 0,19 1.33 ± 1.43 0.10 ± 0.24 0.07 ± 0.19

PC PC

10,85 ± 0,71 44,16 ± 8,10 12,77 ± 1,51 10.85 ± 0.71 44.16 ± 8.10 12.77 ± 1.51

Los residuos y/o subproductos industriales se han mezclado para formar los constituyentes del material cementante en las proporciones siguientes: Industrial waste and / or by-products have been mixed to form the constituents of the cementitious material in the following proportions:

Residuos RCD= 37% p/p, Residuos CM= 53% p/p, Residuos RAL= 10% p/p. RCD Waste = 37% w / w, CM Waste = 53% w / w, RAL Waste = 10% w / w.

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Tras la fusión de la mezcla de residuos sujeta a las proporciones anteriores a 1500ºC durante 15 minutos y el posterior volcado del material fundido para su enfriamiento rápido mediante dos sistemas: contacto directo con agua (ratio masa agua/masa fundido superior a 10) y contacto directo con bolas de acero (ratio masa bolas acero/masa fundido superior a 5), se procedió a realizar las correspondientes pruebas. After the melting of the waste mixture subject to the proportions prior to 1500 ° C for 15 minutes and the subsequent dump of the molten material for rapid cooling by two systems: direct contact with water (water mass / melt ratio greater than 10) and contact Direct with steel balls (ratio steel balls mass / melt greater than 5), the corresponding tests were carried out.

El material cementante obtenido presenta la composición química que se recoge en la Tabla The cementitious material obtained presents the chemical composition that is collected in the Table

3. 3.

Tabla 3. Composición (%p/p) del material cementante obtenido a partir de la mezcla de residuos y subproductos Table 3. Composition (% w / w) of the cementitious material obtained from the mixture of residues and by-products

SiO2 SiO2

Al2O3 Fe2O3 MnO MgO CaO Na2O K2O TiO2 P2O5 SO3 P.C. Al2O3 Fe2O3 MnO MgO CaO Na2O K2O TiO2 P2O5 SO3 P.C.

38,05 38.05

11,42 1,77 0,07 1,44 42,63 1,36 0,79 0,32 0,10 0,68 0,21 11.42 1.77 0.07 1.44 42.63 1.36 0.79 0.32 0.10 0.68 0.21

Esta composición química cumple con lo estipulado en las normas EN 1971 y EN 151671, según las cuales, las escorias granuladas de horno alto, si se usan como aditivos al cemento, deben cumplir: This chemical composition complies with the provisions of standards EN 1971 and EN 151671, according to which, granulated blast furnace slags, if used as cement additives, must comply with:

Que la suma de las masas de CaO, MgO y SiO2 debe ser al menos dos tercios de la masa total, siendo el resto Al2O3 y otros compuestos. That the sum of the masses of CaO, MgO and SiO2 must be at least two thirds of the total mass, the remainder being Al2O3 and other compounds.

Que la relación (CaO+MgO) / SiO2 debe ser superior a 1. That the ratio (CaO + MgO) / SiO2 must be greater than 1.

Que la parte vítrea suponga al menos dos tercios en masa de escoria cristalina, y That the vitreous part supposes at least two thirds by mass of crystalline slag, and

Que los valores de finura o superficie específica no sean inferiores a 275 m2/kg. That the values of fineness or specific surface are not less than 275 m2 / kg.

i) Propiedades mecánicas i) Mechanical properties

Los materiales cementantes obtenidos a partir de los dos sistemas de enfriamiento citados contienen en todos los casos una fase vítrea superior al 90% y, una vez molido y tamizado por debajo de un tamaño inferior a 32 micras, poseen una superficie específica mayor de 290 m2/kg. Cementing materials obtained from the two cooling systems mentioned above contain in all cases a glass phase greater than 90% and, once ground and sieved below a size less than 32 microns, they have a specific surface area greater than 290 m2 / kg

Posteriormente, el material obtenido a partir del proceso descrito, (REA), se ha mezclado con cemento en las siguientes proporciones: 25% (en peso) REA + 75% (en peso) Cemento. Con este material se prepararon diferentes probetas de mortero con la siguiente composición: una parte de la mezcla anterior (25% REA + 75% Cemento) y tres partes de arena con una relación en masa agua/cemento de 0,5. El cemento utilizado para las mezclas es un cemento Portland Tipo I 42,5. Subsequently, the material obtained from the described process, (REA), has been mixed with cement in the following proportions: 25% (by weight) REA + 75% (by weight) Cement. With this material, different mortar specimens were prepared with the following composition: one part of the previous mixture (25% REA + 75% Cement) and three parts of sand with a water / cement mass ratio of 0.5. The cement used for the mixtures is a Portland Type I 42.5 cement.

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Para la evaluación de las propiedades mecánicas se ha seguido el procedimiento recogido en la norma EN 1961. For the evaluation of mechanical properties, the procedure set out in EN 1961 has been followed.

Para evaluar la capacidad hidráulica de los materiales producidos, se han comparado los resultados de resistencia de las probetas 25% REA + 75% Cemento con probetas constituidas por morteros de composición 100% cemento y morteros con un 25% (en peso) de escorias de horno alto (ESC) con una superficie específica superior a 275 m2/kg y 75% (en peso) de Cemento (25% ESC + 75% Cemento) To evaluate the hydraulic capacity of the materials produced, the resistance results of the 25% REA + 75% Cement specimens have been compared with specimens consisting of mortars of 100% cement composition and mortars with 25% (by weight) of slag from blast furnace (ESC) with a specific surface area greater than 275 m2 / kg and 75% (by weight) of Cement (25% ESC + 75% Cement)

Los resultados de las resistencias a compresión (RC) a 7, 28 y 90 días de los morteros elaborados con estas pastas, siguiendo la norma EN 1961, se recogen en la Tabla 4, mostrándose también el valor de resistencia a compresión de las probetas de referencia. The results of the compressive strengths (RC) at 7, 28 and 90 days of the mortars made with these pastes, following the EN 1961 standard, are shown in Table 4, also showing the value of compressive strength of the specimens of reference.

Tabla 4. RC de morteros elaborados con sustituciones de cemento por material cementante y referencias con cemento y escorias de horno alto Table 4. RC of mortars made with cement substitutions for cementitious material and references with cement and blast furnace slags

Referencias References

RC (7 días) (MPa) RC (7 days) (MPa)

RC (28 días) (MPa) RC (90 días) (MPa) RC (28 days) (MPa) RC (90 days) (MPa)

100% Cemento 100% Cement

43,13 ± 1,74 48,13 ± 1,23 50,13 ± 1,23 43.13 ± 1.74 48.13 ± 1.23 50.13 ± 1.23

25% ESC + 75% Cemento 25% ESC + 75% Cement

41,88 ± 1,52 48,46 ± 1,15 51,26 ± 1,08 41.88 ± 1.52 48.46 ± 1.15 51.26 ± 1.08

Mezclas Mixes

RC (7 días) (MPa) RC (7 days) (MPa)

RC (28 días) (MPa) RC (90 días) (MPa) RC (28 days) (MPa) RC (90 days) (MPa)

25% REA + 75% Cemento 25% OER + 75% Cement

20,9 ± 1,72 49,48 ± 1,23 54,86 ± 1,58 20.9 ± 1.72 49.48 ± 1.23 54.86 ± 1.58

De acuerdo con los valores que aparecen en la tabla anterior puede deducirse que el mortero que incorpora el material cementante obtenido a partir de la mezcla de residuos de la presente invención presenta una mejora sustancial de las resistencias a compresión a 28 y 90 días que los materiales de referencia, esto es, mayor resistencia a compresión a edades largas. According to the values that appear in the previous table it can be deduced that the mortar that incorporates the cementitious material obtained from the mixture of residues of the present invention presents a substantial improvement of the compressive strengths at 28 and 90 days than the materials reference, that is, greater compressive strength at long ages.

ii) Otras propiedades exigidas a las adiciones al cemento según la norma EN 1974 ii) Other properties required for cement additions according to EN 1974

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Para analizar las posibles mejoras que presentan los materiales cementantes objeto de esta patente con respecto a los producidos a partir de escorias de horno alto, se sometió la mezcla 25% REA + 75% Cemento, a los diferentes ensayos que recogidos en la norma EN 1974 y se han comparado con las propiedades que presenta un material de análoga proporción con escorias de horno alto (ESC): 25% ESC + 75% Cemento. Los resultados se muestran en las Tablas 5, 6 y 7: In order to analyze the possible improvements presented by the cementing materials object of this patent with respect to those produced from blast furnace slags, the mixture 25% REA + 75% Cement was subjected to the different tests that are collected in the EN 1974 standard and they have been compared with the properties of a similar proportion material with blast furnace slag (ESC): 25% ESC + 75% Cement. The results are shown in Tables 5, 6 and 7:

Tabla 5. Exigencias físicas Table 5. Physical requirements

Tiempo de fraguado (h) Setting Time (h)

Estabilidad a volumen Calor de hidratación (J/g) Volume stability Heat of hydration (J / g)

25% REA + 75% 25% OER + 75%

Inicial: 2,5 No hay expansión 315 ± 5 Initial: 2.5 No expansion 315 ± 5

Cemento Cement

Final: 7 Final: 7

25% ESC + 75% 25% ESC + 75%

Inicial:3,2 No hay expansión 295 ± 5 Initial: 3.2 No expansion 295 ± 5

Cemento Cement

Final:6,2 Final: 6.2

Tabla 6. Exigencias químicas Table 6. Chemical requirements

Pérdidas por calcinación (%) Losses from calcination (%)

Residuo insoluble (%) Sulfatos (%) Cloruros (%) Insoluble waste (%) Sulfates (%) Chlorides (%)

25% REA + 75% Cemento 25% OER + 75% Cement

1,99 0,29 2,1 <0,1 1.99 0.29 2.1 <0.1

25% ESC + 75% Cemento 25% ESC + 75% Cement

1,72 0,28 2,3 <0,1 1.72 0.28 2.3 <0.1

Tabla 7. Exigencias de durabilidad Table 7. Durability requirements

Absorción agua (Wit(%)) Water Absorption (Wit (%))

Ataque por sulfatos (Rcomp. 90días/Rcomp. Base) Reacción ÁridoÁlcalis Ataque agua de mar (Cl ) Sulfate attack (Rcomp. 90 days / Rcomp. Base) Arid Reaction Seawater attack (Cl)

25% REA + 75% Cemento 25% OER + 75% Cement

3,21 ± 0,00 0,94 No reactivo Mayor resistencia a compresión a edades largas 3.21 ± 0.00 0.94 Non reactive Greater compressive strength at long ages

25% ESC + 75% Cemento 25% ESC + 75% Cement

3,11 ± 0,78 0,64 No reactivo Menor resistencia a compresión a edades largas 3.11 ± 0.78 0.64 Non reactive Lower compressive strength at long ages

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De acuerdo con los valores y datos que se presentan en las tablas anteriores puede deducirse que los morteros obtenidos a partir de la mezcla de residuos presentan las siguientes características con respecto a los morteros elaborados con escorias de horno alto: According to the values and data presented in the previous tables, it can be deduced that the mortars obtained from the waste mixture have the following characteristics with respect to mortars made with blast furnace slags:

No existe expansión de los morteros elaborados con las mezclas de residuos There is no expansion of mortars made with waste mixtures

Los tiempos de fraguado son similares para ambos y cumplen los valores que se establecen en la norma The setting times are similar for both and meet the values established in the standard

Ambos poseen calores de hidratación y de absorción de agua similares Both have similar hydration and water absorption heats

El material elaborado con la mezcla de residuos tiene un mejor comportamiento The material made with the waste mixture has a better behavior

al ataque por sulfatos y presenta mayor resistencia a compresión al ser atacados to attack by sulfates and presents greater resistance to compression when attacked

por cloruros (agua de mar) by chlorides (seawater)

Ninguno de los morteros resultan ser reactivos frente a los áridos None of the mortars turn out to be reactive against aggregates

De acuerdo con los valores de las tablas anteriores, y conforme con la norma EN 1974, el material cementante obtenido a partir de la mezcla de los tres residuos tiene capacidad hidráulica y cumple las exigencias que se establecen en la citada norma, pudiéndose clasificar para las proporciones de la mezcla de residuos ensayadas, como cemento potencial: EN 1971 CEM II/BS 42,5 N. According to the values of the previous tables, and in accordance with the EN 1974 standard, the cementitious material obtained from the mixture of the three wastes has hydraulic capacity and meets the requirements established in the aforementioned standard, being able to classify for Proportion of the tested waste mixture, as potential cement: EN 1971 CEM II / BS 42.5 N.

Por tanto, los resultados anteriores demuestran que la invención presentada en este documento cumple con las propiedades de materiales cementantes aptos para su utilización como adiciones a cementos a partir de la fusión y posterior enfriamiento de las mezclas de residuos y/o subproductos industriales en los rangos especificados, siguiendo los procedimientos descritos para la fabricación de los mismos. Therefore, the above results show that the invention presented in this document complies with the properties of cementitious materials suitable for use as cement additions from the melting and subsequent cooling of the mixtures of waste and / or industrial by-products in the ranges specified, following the procedures described for manufacturing them.

Claims (9)

imagen1image 1 imagen2image2 REIVINDICACIONES

1. one.

Material de adición a los cementos compuesto por una mezcla de residuos y/o subproductos industriales de plantas de construcción y demolición (RCDs); residuos de la industria acuicultora (CM) y residuos de plantas de reciclado o valorización (RAL). Cement addition material consisting of a mixture of waste and / or industrial by-products from construction and demolition plants (RCDs); waste from the aquaculture industry (CM) and waste from recycling or recovery plants (RAL).

2. 2.

Material de adición a los cementos de acuerdo con la reivindicación 1 caracterizado por consistir en una mezcla que se componga de 20 – 45% en peso de residuos y/o subproductos industriales de plantas de construcción y demolición (RCD); de 40 – 80% en peso de residuos de la industria acuicultora (CM) y de 5 – 30% en peso de residuos de plantas de reciclado o valorización (RAL). Cement addition material according to claim 1 characterized in that it consists of a mixture consisting of 20-45% by weight of waste and / or industrial by-products of construction and demolition plants (RCD); from 40 - 80% by weight of waste from the aquaculture industry (CM) and from 5 - 30% by weight of waste from recycling or recovery plants (RAL).

3. 3.

Material de adición a los cementos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 – 2, caracterizado porque los residuos de plantas de construcción y demolición (RCDs) se caracterizan por comprender 50 ± 20% en peso de SiO2. Cement addition material according to any one of claims 1-2, characterized in that construction and demolition plant residues (RCDs) are characterized by comprising 50 ± 20% by weight of SiO2.

4. Four.

Material de adición a los cementos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 – 2, caracterizado porque los residuos de la industria acuicultora (CM) se caracterizan por consistir en conchas de moluscos, tales como, mejillones, ostras y almejas que comprenden 45% ± 20% en peso de CaO. Cement addition material according to any of claims 1-2, characterized in that the residues of the aquaculture industry (CM) are characterized by shellfish shells, such as mussels, oysters and clams comprising 45% ± 20% by weight of CaO.

5. 5.

Material de adición a los cementos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 – 2, caracterizado porque los residuos de plantas de reciclado o valorización (RAL) se caracterizan por comprender un contenido mínimo en aluminio (expresado en porcentaje en peso de Al2O3) del 40% ± 30 %. Cement addition material according to any one of claims 1-2, characterized in that waste from recycling or recovery plants (RAL) is characterized by comprising a minimum aluminum content (expressed as a percentage by weight of Al2O3) of 40 % ± 30%.

6. 6.

Material de adición a cementos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores caracterizado porque la mezcla de residuos y/o subproductos industriales de plantas de construcción y demolición (RCD); residuos de la industria acuicultora (CM) y residuos de plantas de reciclado o valorización (RAL) comprende de 27 – 40% en peso de SiO2, de 30 – 50% en peso de CaO y de 5 – 15% en peso de Al2O3. Cement addition material according to any of the preceding claims characterized in that the mixture of waste and / or industrial by-products from construction and demolition plants (RCD); waste from the aquaculture industry (CM) and waste from recycling or recovery plants (RAL) comprises 27 - 40% by weight of SiO2, 30 - 50% by weight of CaO and 5 - 15% by weight of Al2O3.

7. 7.

Procedimiento para la obtención del material de adición a cementos de acuerdo con cualquier de las reivindicaciones 1 – 6, caracterizado por comprender las siguientes etapas: Process for obtaining the cement addition material according to any of claims 1-6, characterized by comprising the following steps:

Selección y ajuste de las proporciones de la mezcla de residuos y/o subproductos de RCD, CM y RAL. Selection and adjustment of the proportions of the mixture of waste and / or by-products of RCD, CM and RAL. 17 17 imagen3image3 imagen2image2 Fusión de la mezcla de residuos y/o subproductos obtenida en la etapa anterior en un horno a una temperatura de 1300 – 1600ºC, entre 5 y 20 minutos. Fusion of the mixture of waste and / or by-products obtained in the previous stage in an oven at a temperature of 1300 - 1600 ° C, between 5 and 20 minutes. Enfriamiento a una velocidad superior a 60Cº/min de la colada obtenida en la etapa anterior. Cooling at a speed greater than 60Cº / min of the laundry obtained in the previous stage. Molienda del material resultante de la etapa anterior hasta alcanzar un tamaño de partícula inferior a 63 �m. Grinding of the material resulting from the previous stage until reaching a particle size of less than 63 �m.

8. 8.

Cemento o mortero que incorpora en su masa el material de adición a cementos de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 – 6. Cement or mortar incorporating in its mass the cement addition material according to any of claims 1-6.

9. 9.

Cemento o mortero de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque el material de adición a cementos está presente en al menos un 25 % en peso de la masa total. Cement or mortar according to claim 8, characterized in that the cement addition material is present in at least 25% by weight of the total mass.

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