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˜ OFICINA ESPANOLA DE PATENTES Y MARCAS

k 2 160 500 kN´umero de solicitud: 009901423 kInt. Cl. : C04B 28/04

11 N´ umero de publicaci´on: 21

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˜ ESPANA

C04B 28/16 C04B 24/26 C04B 24/28 E04F 15/12 B28B 1/14

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SOLICITUD DE PATENTE

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71 Solicitante/s:

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72 Inventor/es: Hern´ adez Olivares, Francisco;

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74 Agente: No consta

22 Fecha de presentaci´ on: 25.06.1999

43 Fecha de publicaci´ on de la solicitud: 01.11.2001

43 Fecha de publicaci´ on del folleto de la solicitud:

01.11.2001

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UNIVERSIDAD POLITECNICA DE MADRID a Planta Ramiro de Maeztu, 7, OTRI, 4¯ 28040 Madrid, ES

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Hern´ andez L´ opez, Francisco; Mart´ın Sanz, Antonia y Lauret Aguirregabiria, Benito

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k kResumen:

54 T´ıtulo: Morteros de anhidrita natural para pavimentos autonivelados. 57

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Morteros de anhidrita natural para pavimentos autonivelados. M´etodo de obtenci´on de un mortero de anhidrita natural para pavimentos y solados autonivelados. Consiste en combinar un porcentaje en peso entre el 15 % y el 20 % de anhidrita natural molida, que proporciona una granulometr´ıa continua entre 0-3 mm y 0-5 mm, cemento com´un (tipo I - clinker- o tipo II - cemento portland-) en proporci´on en peso entre el 80 % y el 85 %, superfluidificante (condensado de melamina - formaldeh´ıdo sulfonado o acr´ılico) entre un 0,50 % y un 1 % en peso, y agua de amasado: relaci´on agua/cemento entre el 0.25 y el 0,40. Este mortero permite cubrir grandes superficies horizontales por bombeo y apenas necesita mano de obra para ayudar a su nivelaci´ on perfectamente plana. Carece de retracci´on y de expansi´ on. Puede aplicarse a todo tipo de solados horizontales. Al secarse tras fraguar y endurecer puede recubrirse de otros materiales de terminaci´on.

Venta de fasc´ ıculos: Oficina Espa˜ nola de Patentes y Marcas. C/Panam´ a, 1 – 28036 Madrid

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DESCRIPCION Mortero de anhidrita natural para pavimentos autonivelados. Sector t´ ecnico al que se refiere la invenci´ on Materiales de construcci´on para arquitectura, industria e ingenier´ıa civil. Miner´ıa: aprovechamiento industrial de recursos minerales. Qu´ımica industrial: desarrollo de plantas de fabricaci´ on de nuevos materiales de construcci´on. Reciclado de materiales y aprovechamiento de residuos inertes de canter´ıa. Estado de la t´ ecnica anterior La anhidrita natural es un mineral compuesto principalmente por CaSO4 anhidro. Se encuentra en la naturaleza en los yacimientos de yeso, aljez, mezclado con la piedra de yeso, esto es CaSO4 2H2 O o dihidrato (DH), de tal modo que un experto cantero puede separarlo sin dificultad de la piedra de yeso. La piedra de yeso se calcina para obtener yeso de construcci´ on: desde yeso grueso a escayolas, seg´ un los contenidos en CaSO4 -1/2 H2 O, o semihidrato (SH), que son capaces de reaccionar con agua dando productos hidratados, que se emplean como conglomerantes o pastas para revestimientos, enlucidos, morteros, etc. La anhidrita natural es un inerte. Su presencia en las canteras es inevitable pero su utilidad constructiva es casi nula: solo como cargas. Sin embargo, atendiendo a sus caracter´ısticas cristalogr´aficas y mineral´ogicas, la anhidrita natural se identifica parcialmente con una fase pura del sulfato c´ alcico estable a temperaturas elevadas, la Anhidrita II. La Anhidrita II (AII) es CaSO4 puro, cuya estabilidad termodin´ amica se encuentra en el intervalo de temperaturas desde 40 a 1180◦C. Se puede sintetizar calcinando el yeso DH a partir de 200◦ C y hasta 1180◦C, y se presenta en tres productos calcinados distintos, a saber:

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AII-s, o anhidrita ligeramente soluble, se obtiene desde 300◦C hasta 500◦C. AII-u, o anhidrita insoluble, se obtiene entre 500◦C y 700◦C.

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AII-E, o Estrichgips. Se trata de una anhidrita parcialmente disociada. 50

A la diferente solubilidad de estos productos calcinados corresponden diversas velocidades de hidrataci´ on. As´ı pues, la AII-s se hidrata r´ apidamente, la AII-u muy lentamente, y la AII-E a velocidad intermedia. Este producto calcinado, el Estrichgips es el utilizado para pastas autonivelantes de anhidrita obtenido tanto a partir de productos derivados del de sulfoyeso como a partir de DH natural. La AII-E se compone principalmente de AII y CaO mezclados, que proceden de la disociaci´on parcial de la anhidrita en SO3 y CaO cuando se calcina el yeso DH o el aljez a temperaturas superiores a los 700◦C. Sin embargo, la anhidrita natural se compone principalmente de AII en estado puro, sin productos parcialmente calcinados (carece tanto de CaSO4 .x H2 O, que la asemejar´ıa a una AII-s, 2

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como de compuestos disociados de CaO y SO3 , lo que la asimilar´ıa al Estrichgips). Las propiedades f´ısicas de la Anhidrita natural, o de la fase pura Anhidrita-II, son las siguientes: Carece de agua de cristalizaci´ on. Su densidad oscila entre 2.93 y 2.97 g/cm3 . Tienen durezas (escala Mohs) comprendidas entre 3 y 4. Soluon. bilidad en agua a 20◦ C 0.27 g/100 g de soluci´ Cristalizan en el sistema r´ombico, con par´ ametros de red: a=0.696 nm; b=0.695 nm y c=0.621 nm. Los dep´ ositos naturales de yeso y anhidrita proceden de soluciones sobresaturadas de sales en mares poco profundos. Evaporada el agua precipitan en primer lugar los carbonatos, despu´es los sulfatos y finalmente los cloruros, esto es, siguen un orden de solubilidad creciente. Los dep´ ositos de yeso y de anhidrita se encuentran casi siempre en formaciones del P´ermico, del Tri´asico y del Terciario. Los dep´ ositos naturales en Espa˜ na proceden del Terciario principalmente, y se encuentran muy extendidos. La anhidrita parece haberse formado del yeso hidratado, tras ser sometido a grandes presiones locales. Los yacimientos de yeso y anhidrita difieren en pureza, estructura y color. Las principales impurezas son calizas, margas, gredas, dolom´ıas en los que proceden del P´ermico. Tambi´en pueden contener arcillas, betunes, s´ılice, en los de procedencia del Tri´ asico, predominantemente. A veces aparecen contaminados con sales de Glauber (CaSO4 -10 H2 O). La anhidrita natural se ha utilizado constructivamente all´ı donde ha sido posible encontrar anhidrita capaz de fraguar con agua: solados, muros de contenci´on, soportes de techos en galer´ıas mineras, pastas y morteros autonivelantes para suelos. Aunque la bibliograf´ıa es escasa y contiene pocos detalles, de lo que se ha publicado puede concluirse que la anhidrita natural no es capaz de fraguar por s´ı misma sino en tiempos muy largos y alcanzando resistencias peque˜ nas. Existen algunos morteros que utilizan la anhidrita para pastas autoniveladas, en el sentido indicado anteriormente, pero no en el de esta invenci´on. Las propiedades de estos productos autonivelantes se refieren a una serie de propiedades f´ısicas: densidad de los morteros secos, densidad de los morteros hidratados y endurecidos a 28 d´ıas, etc., y a un conjunto de propiedades mec´anicas entre las que se resaltan las especificaciones relativas a la resistencia a flexi´on y a compresi´on m´ınimas y promedio, a 3 y a 28 d´ıas. Sin embargo, en ning´ un caso se han encontrado referencias bibliogr´ aficas relativas a otros modos de obtener productos conglomerados sin retracci´on ni expansi´ on, conteniendo anhidrita natural como componente principal. Los llamados morteros h´ıbridos anhidrita cemento contienen anhidrita sint´etica reactiva, nunca anhidrita natural. La investigaci´ on que ha concluido en la invenci´ on se ha centrado en el estudio de la posible reactividad de la anhidrita natural, molida para obtener una granulometr´ıa entre 0-3 mm y 05 mm, con el clinker del cemento Portland y posteriormente con otros cementos comunes y blanco. Explicaci´ on de la invenci´ on La invenci´on consiste en la obtenci´on de un mortero de anhidrita natural para pavimentos au-

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tonivelados, compuesto de un porcentaje en peso entre el 15 % y el 20 % de anhidrita natural molida, que proporciona una granulometr´ıa continua 0-3 mm (´ o 0-5 mm), cemento com´ un (tipo I clinker- o II - cemento portland-) en proporci´ on en peso entre el 80 % y el 85 %, superfluidificante (condensado de melamina - formaldeh´ıdo sulfonado o acr´ılico) entre un 0,50 % y un 1 % en peso en polvo o l´ıquido, y agua de amasado: relaci´ on agua/cemento entre el 0,25 y el 0,40. Se le puede a˜ nadir arena normalizada en proporciones conglomerante (anhidrita natural mas cemento)/arena 1/3. En el caso de utilizar anhidrita natural de granulometr´ıa 0-5 mm, la fracci´ on 3-5 mm act´ ua como ´arido grueso, aportando al mortero, con proporciones de CaSO4 entre 15 % y 20 %, niveles aceptables de resistencia: A 3 d´ıas, resistencia a compresi´on entre 8 y 10 N/mm2. A 28 d´ıas, resistencia a compresi´on entre 15 y 30 N/mm2. A 3 d´ıas, resistencia a flexi´on entre 1,2 y 2,5 N/mm2 . A 28 d´ıas, resistencia a flexi´on entre 3 y 6 N/mm2 . Este mortero permite cubrir grandes superficies horizontales por bombeo y apenas necesita mano de obra para ayudar a su nivelaci´ on perfectamente plana. Carece de retracci´ on y de expansi´ on. Puede aplicarse a todo tipo de solados horizontales. Al secarse tras fraguar y endurecer puede recubrirse de otros materiales de terminaci´ on, como por ejemplo moquetas, parquets y pavimentos entarimados de madera, l´aminas de

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corcho, pavimentos cer´ amicos, terrazos, baldosas, losetas y placas de piedra natural (m´ armoles y granitos). Con estos morteros se obtiene una resistencia a compresi´on (norma UNE 102 031 82) comprendida entre los siguientes valores: A 3 d´ıas, resistencia a compresi´on entre 8 y 10 N/mm2. A 28 d´ıas, resistencia a compresi´on entre 15 y 30 N/mm2. Con estos morteros se obtienen valores de la resistencia a flexi´on (norma UNE 102 031 82) comprendidos entre los siguientes intervalos: A 3 d´ıas, resistencia a flexi´on entre 1,2 y 2,5 N/mm2 . A 28 d´ıas, resistencia a flexi´on entre 3 y 6 N/mm2 . Modo de realizaci´ on preferente Primero se muele la anhidrita natural extraida de la cantera. Se prepara el cemento con el superfluidificante en polvo, caso de utilizarse uno en esta forma. Si va a utilizarse arena, se prepara pes´andola aparte. Estos componentes se mezclan en hormigonera o mezcladora en seco, introduci´endolos en el siguiente orden: anhidrita, cemento con el superfluidificante, arena (en caso de a˜ nadirse) y finalmente el agua de amasado. Si el fluidificante se utiliza en forma l´ıquida, se a˜ nade a la mitad del agua. El orden de mezcla es semejante al anterior, y el agua se a˜ nade al final, primero la que no tiene el superfludificante y luego la que lo tiene.

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REIVINDICACIONES 1. Mortero de anhidrita natural para pavimentos autonivelados caracterizado por estar compuesto de un porcentaje en peso entre el 15 % y el 20 % de anhidrita natural molida, que proporciona una granulometr´ıa continua 0-3 mm (´o 0-5 mm), cemento com´ un (tipo I -clinker- o tipo II cemento portland-) en proporci´ on en peso entre el 80 % y el 85 %, superfluidificante (condensado de melamina - formaldeh´ıdo sulfonado o acr´ılico) entre un 0,50 % y un 1 % en peso en polvo o l´ıquido, y agua de amasado: relaci´ on agua/cemento entre el 0,25 y el 0,40, y que se le puede a˜ nadir arena normalizada en proporciones conglomerante (anhidrita natural mas cemento)/arena 1/3. 2. Mortero de anhidrita natural para pavimentos autonivelados seg´ un reivindicaci´ on 1, caracterizado por una resistencia a compresi´on (norma UNE 102 031 82) comprendida entre los siguientes valores: A 3 d´ıas, resistencia a compresi´on entre 8 y 10 N/mm2. A 28 d´ıas, resistencia a compresi´on entre 15 y 30 N/mm2 .

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3. Mortero de anhidrita natural para pavimentos autonivelados seg´ un reivindicaci´ on 1 y 2, caracterizado por una resistencia a flexi´ on (norma UNE 102 031 82) comprendida entre los siguientes valores: A 3 d´ıas, resistencia a flexi´on entre 1,2 y 2,5 N/mm2 . A 28 d´ıas, resistencia a flexi´ on entre 3 y 6 N/mm2 . 4. Mortero de anhidrita natural para pavimentos autonivelados seg´ un reivindicaci´ on 1 a 3, caracterizado por su uso como ´arido grueso (3 a 5 mm), aportando al mortero, con proporciones de CaSO4 entre 15 % y 20 %, niveles aceptables de resistencia: A 3 d´ıas, resistencia a compresi´on entre 8 y 10 N/mm2 . A 28 d´ıas, resistencia a compresi´on entre 15 y 30 N/mm2 . A 3 d´ıas, resistencia a flexi´on entre 1,2 y 2,5 N/mm2 . A 28 d´ıas, resistencia a flexi´on entre 3 y 6 N/mm2 . 5. Mortero de anhidrita natural para pavimentos autonivelados seg´ un reivindicaci´ on 1, caracterizado por carecer de retracci´ on y de expansi´ on, y aplicarse a todo tipo de solados y pavimentos horizontales, pudiendo recubrirse de otros materiales de terminaci´on.

kES 2 160 500 kN. solicitud: 009901423 kFecha de presentaci´on de la solicitud: 25.06.1999 kFecha de prioridad:

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˜ OFICINA ESPANOLA DE PATENTES Y MARCAS

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˜ ESPANA

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INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA

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51 Int. Cl.7 :

C04B 28/04, 28/16, 24/26, 24/28, E04F 15/12, B28B 1/14

DOCUMENTOS RELEVANTES Categor´ıa

Documentos citados

Reivindicaciones afectadas

X

BASE DE DATOS WPI en EPOQUE, semana 198229, Londres Derwent Publications Ltd., AN 1982-60017E, JP 57-092558 A (NIPPON STEEL CHEM CO), resumen.

1,5

X

BASE DE DATOS WPI en EPOQUE, semana 198223, Londres Derwent Publications Ltd., AN 1982-47325E, JP 57-071880 A (DAIKEN KOGYO KK), resumen.

1

Y

BASE DE DATOS WPI en EPOQUE, semana 199703, Londres Derwent Publications Ltd., AN 1997-029368, JP 08-290955 A (ONODA CEMENT CO LTD), resumen.

1

Y

BASE DE DATOS WPI en EPOQUE, semana 198750, Londres Derwent Publications Ltd., AN 1987-352578, JP 62-256752 A (NIPPON STEEL CHEM CO), resumen.

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EP 916629 A (MAXXON CORPORATION) 19.05.1999, ejemplo 2; reivindicaciones.

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GB 2102785 A (VEB LEUNA-WERKE) 09.02.1983, todo el documento.

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Categor´ıa de los documentos citados X: de particular relevancia

on no escrita O: referido a divulgaci´

Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la

on P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentaci´

misma categor´ıa A: refleja el estado de la t´ecnica

de la solicitud es de la fecha E: documento anterior, pero publicado despu´ de presentaci´ on de la solicitud

El presente informe ha sido realizado × para todas las reivindicaciones Fecha de realizaci´ on del informe 27.09.2001

para las reivindicaciones n◦ : Examinador M. Cornejo Mu˜ noz

P´ agina

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