Agente acelerador del fraguado y del endurecimiento, exento de álcalis.

Agente acelerador del fraguado y del endurecimiento exento de álcalis y cloruros para agentes aglutinantes hidráulicos,

caracterizado porque contiene o consta de por lo menos una sal de aluminio que contiene fluoruro, soluble en agua, y de por lo menos una sal de aluminio que contiene sulfato, soluble en agua.

Agente acelerador del fraguado y del endurecimiento, exento de álcalis.

El presente invento se refiere a un agente acelerador, exento de álcalis y respectivamente metales alcalinos y de cloruros, así corno a un procedimiento para el fraguado y el endurecimiento de un agente aglutinante hidráulico.

Ejemplos de agentes aglutinantes, cuyos fraguados y endurecimientos se efectúan más rápidamente por adición de los agentes aceleradores conformes al invento, son, por ejemplo, cemento o cal hidráulica, y ejemplos de mezclas, que contienen tales agentes aglutinantes, son mortero y hormigón.

Las posibilidades de aplicaciones para los agentes aceleradores conformes al invento y el procedimiento conforme al invento se sitúan en la producción de elementos prefabricados y en la aceleración de un hormigón producido en el sitio de la obra. En el primero de los casos, la usual aceleración del endurecimiento es acortada o incluso eliminada por calentamiento (mediante calefacción eléctrica o con aceite o vapor). En el segundo de los casos, los plazos de desencofrado para el hormigón se pueden acortar, o incluso se puede seguir hormigonando a una temperatura baja. Las aplicaciones se establecen también en el caso de la producción de mezclas de cementos y morteros que fraguan rápidamente, especialmente para la fijación de piezas terminadas (prefabricadas), piezas moldeadas por colada, etc.

Un sector especial de empleo es el de los morteros proyectables y hormigones proyectables. Tales morteros y hormigones sirven para la producción de construcciones en los sectores de edificación y obras públicas, así como para el apuntalamiento y el revestimiento de cavidades subterráneas, proporcionadas por medios naturales o artificiales, tales como galerías, túneles o explotaciones mineras, en que el hormigón debe cumplir los requisitos estáticos, y también debe ser estanco al agua. Ellos sirven asimismo para la consolidación de zanjas, taludes, paredes de roca inconsistentes, etc.

Ya se conocen numerosas sustancias, que aceleran el fraguado y el endurecimiento de un hormigón. Las más habituales son, entre otras, sustancias que reaccionan de modo fuertemente alcalino, tales como hidróxidos de metales alcalinos, carbonatos de metales alcalinos, silicatos de metales alcalinos, aluminatos de metales alcalinos y cloruros de metales alcalino-térreos.

En el caso de las sustancias que reaccionan de un modo fuertemente alcalino, aparecen molestias indeseadas para el elaborador. Así, tales productos pueden cauterizar muy fuertemente a la piel y provocar inflamaciones oculares o cauterizaciones de la córnea, que pueden perjudicar a la capacidad de visión. Por inhalación del polvo que resulta durante la elaboración pueden resultar también repercusiones dañinas sobre las vías respiratorias.

Considerados desde el punto de vista de la tecnología de los hormigones, los agentes aceleradores del fraguado fuertemente alcalinos reducen la resistencia mecánica final, aumentan la contracción, lo cual puede conducir a la formación de grietas y, por lo tanto, reduce en gran manera la durabilidad, sobre todo la estabilidad frente a los sulfatos, del cemento.

Agentes aceleradores para el fraguado de agentes aglutinantes hidráulicos sobre la base de un hidróxido de aluminio amorfo ya son conocidos a partir del documento de solicitud de patente europea EP-A 0.026.262, en particular de las reivindicaciones 1 y 11 a 13, así del Chemical Abstracts, tomo 86, número 18, Mayo de 1977, página 300, 126087c.

De acuerdo con ese documento EP-A 0.026.262, página 2, último párrafo, el tamaño de las partículas del hidróxido de aluminio amorfo está situado en particular en el intervalo comprendido entre 4,8 y 5,4 μm.

También un producto celulósico capaz de hinchamiento y otros materiales aditivos pueden estar contenidos en un agente acelerador del endurecimiento de este tipo, compárese ese documento EP-A 0.026.262, en particular las reivindicaciones 8 a 10 y los Ejemplos.

A partir del documento de solicitud de patente alemana DE-A 2.548.687, en particular la reivindicación principal y la página 15, se conoce la adición de sulfato de aluminio o de nitratos a los agentes aceleradores del fraguado constituidos sobre la base de un aluminato y un óxido de aluminio.

A partir del documento de solicitud de patente francesa FR-A 2.471.955, en particular las reivindicaciones 1 a 6, se conoce la utilización la utilización de formiatos y nitratos en agentes aceleradores.

El documento de patente europea EP 0.076.927 describe un procedimiento para la aceleración del fraguado mediante adición de un hidróxido de aluminio amorfo y por lo menos un sulfato y/o nitrato y/o formiato soluble en agua.

El documento EP 181.739 Al describe la utilización de un sulfo-aluminato de calcio y una mezcla de aluminatos de calcio, que juntamente con compuestos de metales alcalinos o alcalino-térreos proporcionan una suspensión endurecible en el caso de una adición de 250% de agua.

El documento de solicitud de patente japonesa JP 63.206.341 A2 protege un agente acelerador a base de una alunita calcinada, sulfo-aluminato de calcio, aluminato de sodio y carbonato de sodio.

El documento JP 58.190.849 A2 describe una mezcla de sulfo-aluminato de calcio, hemihidrato de sulfato de calcio e hidróxido de calcio para la producción de revestimientos proyectables, que fraguan con rapidez.

El documento de patente de la Unión Soviética SU 697.427 menciona un cemento que fragua rápidamente por adición de aluminato de calcio, sulfo-aluminato de calcio, óxido de calcio, ferrita, silicato y yeso.

El documento JP 54.026.817 menciona el endurecimiento acelerado de un yeso por adición de sulfo-aluminato de calcio.

El documento JP 53.099.228 describe un agente acelerador para un mortero de relleno que se basa en sulfo-aluminato de calcio y fluoro-aluminato de calcio y agentes que reducen la proporción del agua.

En el documento de publicación de solicitud de patente alemana DE-OS 2.163.604 se mencionan agentes aceleradores sobre la base de fluoro-aluminato de calcio.

A partir del documento JP 01.290.543 A2 se conocen mezclas de sulfo-aluminato de calcio con sulfato de calcio y carbonato de litio como agentes aceleradores a muy bajas temperaturas.

El documento SU 1.350.136 Al, a su vez, describe un clinker con fraguado rápido por acción de sulfato de bario, aluminato de calcio y sulfo-aluminato de calcio.

El documento de solicitud de patente internacional WO 9736839 describe la utilización de silicato de litio y/o aluminato de litio y/o sales de aluminio.

El documento WO 98/18740 comprende un procedimiento para la producción de un agente acelerador de la solidificación y del endurecimiento para agentes aglutinantes hidráulicos. El producto que, de acuerdo con la reivindicación 1, consta forzosamente de 5 componentes, presenta un enturbiamiento fuerte, una alta viscosidad y una pequeña estabilidad en almacenamiento. Esto puede conducir a obstrucciones de las boquillas de proyección. La alta viscosidad conduce a problemas en el sitio de la obra al dosificar el producto, sobre todo a muy bajas temperaturas. Una dilución del producto no es posible, puesto que con ello se precipita una parte de las sales de carácter básico. El muy bajo valor del pH conduce a una corrosión en las disposiciones de dosificación e inyección.

El documento de patente de los EE.UU. US 5.772.753 describe un agente acelerador constituido sobre la base de un hidróxido de aluminio con un anión orgánico. La producción a partir de la solución de un aluminato de metal alcalino comprende un proceso muy costoso de lavado y conduce a compuestos de aluminio, que en la mayor parte de los casos son insolubles.

Fue misión del presente invento desarrollar un agente acelerador del endurecimiento y el fraguado exento de álcalis y respectivamente metales alcalinos y de cloruros, mediante el que se pueda conseguir un fraguado extremadamente rápido.

Un objeto del presente invento es por lo tanto un agente acelerador para el fraguado y el endurecimiento de un agente aglutinante o de una mezcla, que contiene un agente aglutinante, por medio de un agente acelerador, que contiene o consta de por lo menos una sal de aluminio con un contenido de fluoruro, soluble en agua, y por lo menos... [Seguir leyendo]

1. Agente acelerador del fraguado y del endurecimiento exento de álcalis y cloruros para agentes aglutinantes hidráulicos, caracterizado porque contiene o consta de por lo menos una sal de aluminio que contiene fluoruro, soluble en agua, y de por lo menos una sal de aluminio que contiene sulfato, soluble en agua.

2. Agente acelerador de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque la sal de aluminio que contiene fluoruro, soluble en agua, es obtenible por reacción de un hidróxido de aluminio y/u óxido de aluminio amorfo o cristalino y de ácido fluorhídrico.

3. Agente acelerador de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque adicionalmente contiene por lo menos una sal de aluminio, seleccionada entre el conjunto que comprende un oxalato, nitrato, glicolato, lactato, acetato, formiato, sus correspondientes sales de carácter básico y mezclas de las mencionadas sales.

4. Agente acelerador de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque contiene por lo menos un compuesto que forma complejos, seleccionado entre el conjunto que comprende ácido nitrilo-triacético, ácido etilen-diamina!tetraacético, ácidos hidroxi- y polihidroxi-carboxílicos, ácidos fosfónicos, polioles y mezclas de los mismos en una proporción de 0,01-5% en peso, referido al peso de un agente acelerador líquido que tiene un contenido de agua de 20-80% en peso.

5. Agente acelerador de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque contiene por lo menos una amina, seleccionada entre el conjunto que comprende una alquil-amina, una alcanol-amina y mezclas de las mismas, en una proporción de 0,1-20% en peso, referida al peso de un agente acelerador líquido que tiene un contenido de agua de 20-80% en peso.

6. Agente acelerador de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado porque contiene por lo menos un agente de espesamiento, seleccionado entre el conjunto que comprende bentonita, bentonas, biopolímeros orgánicos fermentados, alginatos, poliglicol-éteres, espesantes del tipo de acrilatos o uretanos, y mezclas de los mismos.

7. Agente acelerador de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque se presenta en forma de una solución, dispersión o de un polvo.

8. Utilización del agente acelerador de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada porque un agente acelerador presente en forma de polvo se disuelve o dispersa en agua antes de la aplicación.

9. Procedimiento para la aceleración del fraguado y del endurecimiento de agentes aglutinantes hidráulicos así como de morteros y hormigones producidos a partir de ellos, caracterizado porque se añade el agente acelerador de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 6, en una proporción de 0,1 a 10% en peso, referida al peso del agente aglutinante hidráulico.

10. Utilización del agente acelerador de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7 para la aceleración del fraguado y del endurecimiento de agentes aglutinantes hidráulicos, agentes aglutinantes hidráulicos en mezcla con agentes aglutinantes latentemente hidráulicos o materiales de relleno inertes, morteros u hormigones.

11. Utilización del agente acelerador del fraguado y del endurecimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7 en un mortero proyectable u hormigón proyectable de acuerdo con el procedimiento de proyección en seco o en húmedo, realizándose que el agente acelerador se añade al agente aglutinante, mortero u hormigón seco o amasado con agua en la conducción de transporte, en la boquilla de mojadura previa o en la boquilla de proyección, en una forma líquida o dispersada con un aparato dosificador de líquidos, en forma de polvo con un aparato dosificador de polvos, directamente en la mezcla o en el agua de amasado.

12. Procedimiento para la producción de un agente acelerador de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la sal de aluminio que contiene fluoruro, soluble en agua, se prepara a partir de un hidróxido de aluminio y/u óxido de aluminio amorfo o cristalino y DE ácido fluorhídrico, eventualmente a una temperatura elevada, antes de añadir a la mezcla otros componentes.

13. Mezcla que contiene un agente aglutinante, caracterizada porque contiene el agente acelerador de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 a 7.