Procedimiento para la producción de un material de construcción.

Procedimiento para la producción de un material de construcción, en particular mortero u hormigón

, que comprende proporcionar un aglomerante hidráulico activado por álcali y mezclar el aglomerante hidráulico con agua con el fin de obtener una mezcla, conteniendo dicha mezcla por lo menos un agente dispersante seleccionado de entre el grupo constituido por policondensados de sulfonato de melamina, policondensados de sulfonato de polinaftaleno y éteres de policarboxilato, y por lo menos un modificador de fraguado seleccionado de entre el grupo constituido por sales modificadas de ácidos de lignosulfonato, en particular sales de Na-, Ca- o NH4, sales de ácidos hidroxicarboxílicos, en particular sales de Na-, Ca- o trietanolamina de ácido adípico, glucónico, tartárico, succínico, cítrico y heptónico, carbohidratos, así como polisacáridos y derivados de los mismos, caracterizado por que por lo menos el agente dispersante es añadido después de la etapa de mezclado del aglomerante con agua.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/IB2012/001901.

Solicitante: HOLCIM TECHNOLOGY LTD.

Nacionalidad solicitante: Suiza.

Dirección: Zürcherstrasse 156 8645 Rapperswil-Jona SUIZA.

Inventor/es: KO, SUZ-CHUNG, BAALBAKI,MOUSSA.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > CEMENTOS; HORMIGON; PIEDRA ARTIFICIAL; CERAMICAS;... > LIMA; MAGNESIA; ESCORIAS; CEMENTOS; SUS COMPOSICIONES,... > Composiciones para morteros, hormigón o piedra artificial... > C04B28/08 (Cementos de escoria)

PDF original: ES-2545371_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Procedimiento para la producción de un material de construcción.

La presente invención se refiere a un procedimiento para la producción de un material de construcción, en particular mortero u hormigón, a partir de un aglomerante hidráulico activado por álcali, en el que se añade a la mezcla por lo menos un agente dispersante y por lo menos un modificador de fraguado, según la reivindicación 1.

Los aglomerantes de aluminosilicatos activados por álcali (AAAS) son materiales cementosos que se forman mediante la conversión de sólidos de sílice y alúmina de grano fino con una solución de álcali o sal de álcali para formar geles y compuestos cristalinos.

Durante la activación con álcali, una concentración elevada de iones OH en la mezcla actúa sobre los aluminosilicatos. Mientras que en una pasta de cemento Portland debido a la solubilidad del hidróxido de calcio se alcanza un valor del pH superior a 12, el valor del pH en el sistema AAAS es superior incluso a 13,5. La cantidad de álcali, al encontrarse comprendida normalmente en el intervalo de entre 2% y 25% (p/p) de álcali (>3% (p/p) de Na2), depende de la alcalinidad de los aluminosilicatos.

La reactividad de un aglomerante AAAS depende de su composición química y mineral, del grado de vitrificación y de la finura del molido. En general, los aglomerantes AAAS empiezan a fraguar dentro de los primeros 15 minutos y a largo plazo ofrecen un curado rápido y un incremento considerable de la resistencia. La reacción de fraguado y el proceso de curado todavía no se entienden por completo.

Para producir materiales de construcción de alta resistencia y durables, resulta necesario mantener una proporción de agua/aglomerante relativamente baja al mezclar el material de construcción, de manera que resulten estructuras de cristales particularmente densas y, de esta manera, fuertes, con el curado del aglomerante activado por álcali. Una proporción de agua/aglomerante baja implica la desventaja de que el material de construcción proporciona propiedades Teológicas desfavorables. La fluidez de los materiales de construcción antes del fraguado es bastante pobre en dichos materiales de construcción, de manera que el encofrado o pulverización de dichos materiales de construcción sólo puede llevarse a cabo de una manera limitada o no puede llevarse a cabo en absoluto.

La adición de agentes dispersantes y modificadores del fraguado a los aglomerantes hidráulicos se ha conocido desde hace mucho tiempo y existen diferentes enfoques para influir sobre las propiedades Teológicas, la duración de la trabajabilidad, así como las propiedades de fraguado con respecto a los valores de resistencia que pueden alcanzarse con el material de construcción (como regla general, hormigón o mortero) producido con respecto a los aglomerantes respectivos, según los diversos requisitos, mediante la adición de dichos compuestos.

La patente EP n° 1 735 252 B1 da a conocer un aglomerante hidráulico activado por álcali para la preparación de material de construcción en forma de mortero, que comprende escoria de alto horno y un activador alcalino. La mezcla aglomerante comprende un plastificador/superplastificador y clínker de cemento Portland como acelerador de fraguado.

Los modificadores del fraguado proporcionan un retardo en el fraguado del cemento y por lo tanto permiten extender la trabajabilidad del hormigón.

Los agentes dispersantes, también denominados licuadores del hormigón, agentes de flujo, plastificadores o super- plastificadores, se utilizan con el fin de mejorar la trabajabilidad con respecto a la fluidez. Estos aditivos son moléculas orgánicas de molécula larga que se agrupan en torno a las partículas de cemento y de esta manera producen la repulsión electrostática entre las partículas o la estabilización estérica de las partículas, incrementando de esta manera la fluidez del material de construcción. A valores de pH prevalentes en los aglomerantes hidráulicos activados por álcali, sin embargo, la mayoría de los agentes dispersantes conocidos no son estables, por lo que la adición conocida no rinde los resultados deseados y además con frecuencia produce valores reducidos de la resistencia final.

Por lo tanto, es un objetivo de la presente invención es mejorar un procedimiento del tipo mencionado inicialmente en la medida en que también al utilizar aglomerantes hidráulicos activados por álcali pueda conseguirse una trabajabilidad o fluidez mejorada sin reducir la resistencia final de manera inapropiada. La invención resultará en trabajabilidad y valores de resistencia deseables incluso a proporciones de agua/aglomerante bajas, de <,5, en particular de <,45.

Para resolver dicho objetivo, se desarrolla un procedimiento del tipo inicialmente mencionado según la reivindicación 1, en el que por lo menos se añade el agente dispersante después de las etapas de mezcla del aglomerante con agua. Lo anterior implica que en primer lugar se mezcla por completo el aglomerante hidráulico con agua hasta formar una masa homogénea y que sólo después se añade el agente dispersante. El solicitante ha observado que la adición retardada de la invención del agente dispersante proporciona una fluidez apropiada y valores de resistencia suficientes.

Resulta importante para la presente Invención que la adición de por lo menos el agente dispersante se lleve a cabo sólo después de la etapa de mezclado. Al llevarla a cabo resulta preferente que el agente dispersante y, opclonalmente, el modificador de fraguado, se añadan 2 a 6 minutos, en particular 3 a 1 minutos, después de la etapa de mezclado del aglomerante con agua, en particular después de finalizar la adición del agua.

Según una forma de realización preferente de la presente invención, el procedimiento se diseña de manera que el agente dispersante y el modificador de fraguado se añaden simultáneamente. Lo anterior implica que el agente dispersante y el modificador de fraguado se añaden al mismo tiempo, aunque en cualquier caso sólo después de la etapa de mezclado del aglomerante con agua, en la que resulta preferente añadir el agente dispersante y el modificador de fraguado 2 a 5 minutos, en particular 3 minutos, después de la etapa de mezclado del aglomerante con el agua, en particular después de la adición de agua. Al llevar a cabo lo anterior, se consiguieron resultados particularmente ventajosos, tal como se ejemplificará posteriormente.

En referencia a una forma de realización ventajosa adicional de la presente invención se proporciona la adición del modificador de fraguado conjuntamente con el agua durante la mezcla del aglomerante y la adición del agente dispersante 3 a 6 minutos, en particular 4 a 5 minutos, en particular 45 minutos, después de la etapa de mezclado del aglomerante con el agua. También se consiguieron resultados satisfactorios con este procedimiento.

El agente dispersante se selecciona de entre el grupo constituido por pollcondensados de sulfonato de melamina, pollcondensados de sulfonato de polinaftaleno y éteres de pollcarboxllato. Estos son agentes dispersantes conocidos y disponibles comercialmente que inesperadamente proporcionan, en caso de utilizarse tal como se ha indicado, las propiedades deseadas con respecto a fluidez, es decir, trabajabilidad, también en aglomerantes activados por álcali.

El modificador de fraguado se selecciona de entre el grupo constituido por sales modificadas de ácido lignosulfato, en particular sales de Na, Ca o NH4, sales de ácidos hidroxicarboxílicos, en particular sales de Na, Ca o trietanolamina de ácido adípico, glucónico, tartárico, succínico, cítrico y heptónico, carbohidratos, así como polisacáridos y sus derivados.

Durante el curso de los experimentos que han... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Procedimiento para la producción de un material de construcción, en particular mortero u hormigón, que comprende proporcionar un aglomerante hidráulico activado por álcali y mezclar el aglomerante hidráulico con agua con el fin de obtener una mezcla, conteniendo dicha mezcla por lo menos un agente dispersante seleccionado de entre el grupo constituido por policondensados de sulfonato de melamina, policondensados de sulfonato de polinaftaleno y éteres de policarboxilato, y por lo menos un modificador de fraguado seleccionado de entre el grupo constituido por sales modificadas de ácidos de lignosulfonato, en particular sales de Na-, Ca- o NH4, sales de ácidos hidroxicarboxílicos, en particular sales de Na-, Ca- o trietanolamina de ácido adípico, glucónico, tartárico, succínico, cítrico y heptónico, carbohidratos, así como polisacáridos y derivados de los mismos, caracterizado por que por lo menos el agente dispersante es añadido después de la etapa de mezclado del aglomerante con agua.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado por que el agente dispersante y, opcionalmente, el modificador de fraguado, es añadido entre 2 y 6 minutos, en particular entre 3 y 1 minutos después de la etapa de mezclado del aglomerante con agua, en particular después de finalizar la adición del agua.

3. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que el agente dispersante y el modificador de fraguado son simultáneamente añadidos.

4. Procedimiento según la reivindicación 3, caracterizado por que el agente dispersante y el modificador de fraguado son añadidos entre 2 y 5 minutos, en particular 3 minutos después de la etapa de mezclado del aglomerante con el agua.

5. Procedimiento según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que el modificador de fraguado es añadido junto con el agua al mezclar el aglomerante y el agente dispersante es añadido entre 3 y 6 minutos, en particular entre 4 y 5 minutos, en particular 45 minutos después de la etapa de mezclado del aglomerante con el agua.

6. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que el modificador de fraguado y/o el agente dispersante es añadido en cantidades comprendidas entre ,25% y 1,5% (p/p), en particular entre ,25% y 1,5% (p/p) en relación con el aglomerante.

7. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que la mezcla presenta una proporción de agua/aglomerante Inferior a ,5, en particular una proporción de agua/aglomerante inferior a ,45.

8. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que el aglomerante consiste esencialmente en escoria, en particular escoria de alto horno, en cantidades de >2% (p/p), aluminosilicatos diferentes de la escoria de alto horno, preferentemente cenizas volantes y aluminosilicatos naturales, preferentemente basaltos, arcillas, margas, andesitas o zeolitas, en cantidades comprendidas entre 5% (p/p) y 75% (p/p) y un activador álcali en una cantidad correspondiente a un equivalente de Na2 (definido como Na2 + ,658 K2) (ASTM C 15) comprendida entre ,7% (p/p) y 4% (p/p).