Mezcla de aceleración para hormigón rociado, que comprende: (a) el producto de reacción de hidróxido de aluminio con un ácido orgánico;

(b) sulfato de aluminio; y (c) al menos una alcanolamina.

Mezcla de hormigón.

Esta invención se refiere a composiciones cementosas y a mezclas de aceleración para su uso en las mismas, especialmente como aceleradores de hormigón proyectado.

El hormigón rociado o hormigón proyectado, que se aplica a sustratos tales como escolleras de protección y túneles mediante rociado, debe fraguarse muy rápidamente. En tal uso, los aceleradores tradicionales de hormigón, tales como el cloruro de calcio, no son eficaces, y deben usarse aceleradores más potentes, incluyendo el aluminato de sodio y los hidróxidos de metales alcalinos. Estos son sumamente alcalinos, lo que da lugar tanto a dificultades en el manejo como a condiciones desagradables cuando se rocían en espacios reducidos tales como túneles.

Se conoce desde hace algún tiempo una tecnología de aceleración alternativa basada en compuestos de aluminio. El uso de hidróxido de aluminio, o bien solo o bien combinado con otros materiales, se describe, por ejemplo, en la publicación denominada Kokai de solicitud de patente japonesa S51-144425 y en la patente europea 0 076 927.

En una variación de esto, el hidróxido de aluminio puede hacerse reaccionar parcialmente con un ácido, preferiblemente con un ácido orgánico. Véanse, por ejemplo, la patente de la RDA DD 266 344, la patente británica GB2 307 475 y la solicitud europea 0 798 300.

El sulfato de aluminio también se conoce como un componente de sistemas de aceleración y se describe, por ejemplo, en las publicaciones denominadas Kokai de solicitud de patente japonesa S50-143816, S58-99147 y S63-291839 y en la solicitud de patente europea 0 812 812. Otro compuesto de aluminio que se ha usado en los aceleradores de hormigón es el sulfato de aluminio básico (también conocido como hidroxisulfato de aluminio). Véanse, por ejemplo, las patentes europeas 0 711 260 y 0 775 097.

Ahora se ha encontrado que puede prepararse una mezcla de aceleración particularmente eficaz mediante una combinación de componentes particulares. Por tanto, según la presente invención, se prevé una mezcla de aceleración para hormigón rociado, que comprende:

Los productos de reacción de hidróxido de aluminio y ácidos orgánicos se conocen en la técnica y se describen, por ejemplo, en los documentos mencionados anteriormente DD 266 344 y GB 2 307 475. Los productos tienen la fórmula Al(OH)_{3- X}R_x, en la que R es un anión de un ácido orgánico. El ácido es preferiblemente un ácido carboxílico, más preferiblemente un ácido alcanoico inferior con de 1 a 6 átomos de carbono y, más preferiblemente, o bien ácido fórmico o bien ácido acético, más preferiblemente ácido fórmico. El valor de x puede variar a través de un amplio intervalo, tal como se describe en estas patentes, y los mismos valores se aplican en esta invención.

El sulfato de aluminio es una materia prima bien conocida y fácilmente disponible y cualquiera de las calidades comerciales son adecuadas para su uso en esta invención, por ejemplo, las calidades denominadas 12% y 17% (en referencia al porcentaje en peso teórico del óxido de aluminio presente).

La alcanolamina para su uso en esta invención puede seleccionarse de cualquiera de tal material conocido para la técnica. Las alcanolaminas preferidas son dietanolamina, trietanolamina y metildietanolamina. Puede usarse una mezcla de dos o más de tales materiales.

Las proporciones en peso de los componentes que se combinan para formar las mezclas de aceleración según la invención son

siendo agua el resto hasta el 100%. Se cita aquí el ácido fórmico como preferido, pero los mismos intervalos se aplican a otros ácidos alcanoicos con de 1 a 6 átomos de carbono.

Con respecto a las alcanolaminas, el intervalo más amplio dado corresponde a los extremos de las diferentes alcanolaminas. Las proporciones de las diversas alcanolaminas varían sustancialmente. Por ejemplo, los intervalos más amplios reales para los tres materiales preferidos son:

Sin embargo, la persona experta puede determinar fácilmente lo que funciona y qué intervalo preferido es válido para todas las alcanolaminas.

En una realización especialmente preferida de la invención, la mezcla puede contener adicionalmente sulfato férrico hasta el grado de desde el 0,1 hasta el 1,0% en peso de cemento. La adición de este material produce una mejora evidente en el rendimiento.

La mezcla según la invención puede fabricarse mediante cualquier medio conveniente. El orden de adición de los componentes no es crítico. Por tanto, por ejemplo, es posible y permisible hacer reaccionar primero el ácido fórmico y el hidróxido de aluminio para formar productos del tipo descrito en el documento anteriormente mencionado DD 266 344 y después añadir los demás componentes al mismo. La reacción se lleva a cabo a temperatura elevada, no superior a 90º-95ºC. Alternativamente, el hidróxido de aluminio puede añadirse al final, a una mezcla calentada de los demás componentes. Éste es un método preferido.

La mezcla de la presente invención puede usarse de una manera reconocida en la técnica con hormigón proyectado. Por tanto, la invención prevé un procedimiento para recubrir un sustrato con hormigón mediante la preparación de una mezcla de hormigón rociable y rociando esta mezcla sobre el sustrato a través de una boquilla, suministrándose a la mezcla en la boquilla una mezcla de aceleración tal como se describió anteriormente en el presente documento. La mezcla se proporciona a la boquilla como una solución o suspensión acuosa normalmente con el 50-60% de sólidos en peso de la suspensión y, de manera que el hormigón reciba desde el 0,5 hasta el 15% en peso de la mezcla (sólidos en cemento). La cifra real usada variará dependiendo del tipo de cemento y del diseño de la mezcla, pero el suministro de una cantidad adecuada está completamente dentro de la capacidad de la técnica.

Por tanto, la invención prevé adicionalmente un método de aplicar una capa de hormigón a un sustrato rociándolo a través de una boquilla, en la que se añade en la boquilla una cantidad de una mezcla de aceleración tal como se describió anteriormente en el presente documento.

Las mezclas de la invención logran inusualmente un rápido fraguado, en comparación con otros aceleradores libres de álcalis conocidos.

La invención prevé además una capa de hormigón endurecido aplicada mediante el rociado a un sustrato a través de una boquilla, habiéndose acelerado el endurecimiento mediante la adición en la boquilla de una cantidad de aceleración de una mezcla de aceleración tal como se describió anteriormente en el presente documento.

La invención se ilustra ahora con referencia a los siguientes ejemplos no limitativos en los que todas las partes se expresan en peso.

Preparación de la mezcla de aceleración según la invención

La composición es tal como sigue: