Suspensiones acuosas líquidas de polisacárido estables a la temperatura y su utilización como agente viscosante en composiciones cementosas.

Suspensión acuosa líquida de polisacárido que contiene una concentración másica de al menos un polisacárido comprendida entre el 15 y el 35% en forma de partículas parcialmente hidratadas

, dispersadas en una solución acuosa de una sal de base fuerte, con la exclusión de sales de amonio, de fuerza iónica comprendida entre 1,25 mol/l y 15 mol/l, que presenta un pH superior a 9, y que contiene una atapulgita en forma micronizada y al menos un polvo mineral no filitoso, denominado a continuación filler, inerte químicamente en dicha suspensión acuosa, de granulometría comprendida entre 0,1 y 100 micrómetros, que confiere a dicha suspensión acuosa una estabilidad al menos en un intervalo de temperatura que va de 5 a 30ºC.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2011/050404.

Solicitante: CIMENTS FRANCAIS.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: Tour Ariane Quartier Villon 5 place de la Pyramide 92800 Puteaux FRANCIA.

Inventor/es: FABBRIS,FABER, MEHALEBI,SORAYA.

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... > C04B28/02 (que contienen cementos hidráulicos distintos que los de sulfato de calcio)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > CEMENTOS; HORMIGON; PIEDRA ARTIFICIAL; CERAMICAS;... > LIMA; MAGNESIA; ESCORIAS; CEMENTOS; SUS COMPOSICIONES,... > Empleo de materias orgánicas como ingredientes activos... > C04B24/38 (Polisacáridos o sus derivados)

PDF original: ES-2471075_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Suspensiones acuosas lïquidas de polisacïrido estables a la temperatura y su utilizaciïn como agente viscosante en composiciones cementosas La presente invenciïn se refiere a suspensiones acuosas lïquidas estables de polisacïridos asï como a su utilizaciïn en composiciones cementosas, y a las composiciones cementosas que los contienen.

En numerosos campos, los polisacïridos tales como los derivados celulïsicos, como por ejemplo la hidroxietilcelulosa, se utilizan para aumentar la viscosidad de las composiciones. Es el caso en particular para los cementos, morteros y hormigones.

Sin embargo, hasta ahora, estos polisacïridos son aïadidos a las composiciones cementosas en forma sïlida (polvos) en el momento de la mezcla con agua o antes de la mezcla.

La utilizaciïn de adyuvantes en forma sïlida puede plantear unas dificultades de aplicaciïn, en particular durante su almacenamiento, su dosificaciïn o su dispersiïn de manera homogïnea en el medio al que son aïadidos, mïs particularmente en las obras. Se buscï entonces introducir estos polisacïridos en forma lïquida.

Si los polisacïridos son solubles a baja concentraciïn en agua, cuando se desea aumentar su concentraciïn mïs allï del 5% en peso por ejemplo, su solubilidad no es total y se obtienen muy frecuentemente unas composiciones de gran viscosidad, incluso unas composiciones pastosas o unos geles que despuïs son muy difïciles de utilizar: siendo entonces el transvase y el bombeo muy difïciles o imposibles.

Si, por otra parte, los polisacïridos se dispersan en un medio lïquido en el que no son solubles, estos generan unas suspensiones lïquidas en general inestables, debido a la diferencia de densidad entre las partïculas y el medio lïquido. Estas suspensiones pueden presentar, a lo largo del tiempo, una decantaciïn o un fenïmeno de formaciïn de una crema que conduce a un depïsito sobre las paredes del recipiente que los contiene. En algunos casos, estas suspensiones presentan uno de los dos fenïmenos tras una variaciïn de temperatura. En otros casos, pueden presentar uno u otro de los dos fenïmenos (decantaciïn o formaciïn de crema) segïn la temperatura de exposiciïn.

Por otra parte, la patente US 5, 028, 263 de la compaïïa AQUALON describe unas suspensiones acuosas de polïmeros aniïnicos o no iïnicos, tales como unos ïteres celulïsicos dispersos en soluciones acuosas de fuerte contenido en sal de amonio. Ahora bien, tales sales no son compatibles con una utilizaciïn en medio cementoso, ya que reaccionan con el Ca (OH) 2 y aceleran la degradaciïn del hormigïn.

La patente US 4, 283, 229 describe unas suspensiones de ïter de celulosa que contienen alïmina muy finamente dividida. Ahora bien, la alïmina muy finamente dividida acelera los tiempos de fraguado del cemento, lo que puede penalizar, por ejemplo, la realizaciïn de chapas autonivelantes, para las cuales se necesita un mantenimiento reolïgico en el tiempo.

Ademïs, ninguno de estos documentos hace referencia a una estabilidad a la temperatura de las suspensiones acuosas utilizadas.

La presente invenciïn tiene como objetivo paliar los inconvenientes anteriores, proponiendo una suspensiïn acuosa lïquida, estable, de polisacïrido (s) , que se puede utilizar en composiciones cementosas.

En efecto, se ha descubierto de manera sorprendente que la puesta en suspensiïn de polisacïrido en una soluciïn acuosa de una cierta fuerza iïnica en presencia de una arcilla de tipo atapulgita y de un polvo mineral micronizado permitïa estabilizar dicha suspensiïn de polisacïrido al menos en un cierto intervalo de temperatura.

Para ello, la suspensiïn acuosa lïquida de polisacïrido segïn la invenciïn contiene una concentraciïn mïsica de al menos un polisacïrido comprendido entre el 15 y el 35%, en forma de partïculas parcialmente hidratadas, dispersadas en una soluciïn acuosa de una sal de base fuerte, con la exclusiïn de las sales de amonio, de fuerza iïnica comprendida entre 1, 25 mol/l y 15 mol/l, que presenta un pH superior a 9, y contiene una atapulgita en forma micronizada y al menos un polvo mineral no filitoso, denominado a continuaciïn filler, inerte quïmicamente en dicha suspensiïn acuosa, de granulometrïa comprendida entre 0, 1 y 100 micrïmetros, que confiere a dicha suspensiïn acuosa una estabilidad al menos en un intervalo de temperatura que va de 5 a 30ïC.

Asï, una fuerte concentraciïn mïsica en polisacïrido permite una utilizaciïn de esta suspensiïn acuosa en numerosas situaciones y permite introducir una alta proporciïn en polisacïrido sin aumentar el contenido en adyuvante (que no debe superar el 5% de la masa del cemento) . Ademïs, esta estabilidad sobre un intervalo de temperatura que va de al menos 5ïC a 30ïC permite su almacenamiento, transporte y aplicaciïn en composiciones cementosas en la mayorïa de las utilizaciones, en particular en obras.

El contenido mïsico en atapulgita de la suspensiïn acuosa estï ventajosamente comprendido entre el 0, 1% y el 5%, preferentemente entre el 0, 2% y el 0, 8%.

Entre las arcillas ensayadas, la atapulgita (o poligorskita) es un filosilicato que permite de manera sorprendente estabilizar la suspensiïn de polisacïridos segïn la invenciïn frente a variaciones de temperatura (en particular entre 5 y 30ïC) .

Los ejemplos comparativos descritos mïs adelante en la descripciïn muestran que otras arcillas tales como la bentonita o la caolinita, con las mismas concentraciones, no son nada eficaces.

De manera ventajosa, el filler es un filler silïceo, preferentemente cristalino, de masa volïmica comprendida entre 2, 60 y 2, 80 g/ml. Puede tratarse por ejemplo de sïlice micronizada.

Preferentemente, este filler presenta una curva granulomïtrica cuyo valor D50 estï comprendido entre 1 y 12 micrïmetros, preferentemente entre 2 y 8 micrïmetros.

Su contenido mïsico estï ventajosamente comprendido entre el 0, 1 y el 5%, preferentemente entre el 0, 35 y el 1, 5% de dicha suspensiïn acuosa.

La concentraciïn mïsica preferida en polisacïrido (s) estï comprendida entre el 18 y el 25% de dicha suspensiïn acuosa.

La suspensiïn acuosa se realiza mediante la preparaciïn en primer lugar de la soluciïn acuosa de fuerza iïnica comprendida entre 1, 25 mol/l y 15 mol/l, preferentemente comprendida entre 2, 5 mol/l y 12, 5 mol/l, y ventajosamente entre 5 y 10 mol/l.

La sal de base fuerte utilizada para preparar esta soluciïn acuosa puede ser, por ejemplo K2CO3, K3PO4, Na2CO3, o NaH2PO4. Se evita tambiïn en esta soluciïn, si se desea utilizar dicha suspensiïn en el campo cementoso, la presencia de halogenuros, asï como de sulfatos.

El polisacïrido se presenta en forma de un polvo seco y su curva granulomïtrica en seco presenta un valor D50 comprendido entre 10 y 200 !m, preferentemente entre 50 y 150 !m.

De manera ventajosa, el polisacïrido se selecciona entre una hidroxi-alquilcelulosa o un hidroxialquil-guar que comprende un grupo alquilo de C2 a C8, una goma diutan o una mezcla de estos.

La hidroxi-alquilcelulosa se puede seleccionar entre una hidroxi-etilcelulosa (HEC) , una metil-hidroxipropilcelulosa (MHPC) , una hidroxietilcelulosa modificada hidrïfoba (HM HEC) , o una mezcla de estas.

En el campo cementoso, se comprobï que la suspensiïn acuosa segïn la invenciïn es muy apropiada como agente viscosante, y se ha constatado de manera sorprendente que este ïltimo no reduce la extensiïn de las composiciones cementosas en las que estï incorporada, en particular en el caso en el que el polisacïrido utilizado es una hidroxialquilcelulsa.

La presente invenciïn se refiere por lo tanto a la utilizaciïn de la suspensiïn acuosa lïquida antes mencionada como agente... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Suspensiïn acuosa lïquida de polisacïrido que contiene una concentraciïn mïsica de al menos un polisacïrido comprendida entre el 15 y el 35% en forma de partïculas parcialmente hidratadas, dispersadas en una soluciïn acuosa de una sal de base fuerte, con la exclusiïn de sales de amonio, de fuerza iïnica comprendida entre 1, 25 mol/l y 15 mol/l, que presenta un pH superior a 9, y que contiene una atapulgita en forma micronizada y al menos un polvo mineral no filitoso, denominado a continuaciïn filler, inerte quïmicamente en dicha suspensiïn acuosa, de granulometrïa comprendida entre 0, 1 y 100 micrïmetros, que confiere a dicha suspensiïn acuosa una estabilidad al menos en un intervalo de temperatura que va de 5 a 30ïC.

2. Suspensiïn acuosa segïn la reivindicaciïn 1, caracterizada por que el contenido mïsico en atapulgita estï comprendido entre el 0, 1% y el 5%, preferentemente entre el 0, 2% y el 0, 8%.

3. Suspensiïn acuosa segïn una de las reivindicaciones 1 ï 2, caracterizada por que la soluciïn acuosa presenta una fuerza iïnica comprendida entre 2, 5 mol/l y 12, 5 mol/l.

4. Suspensiïn acuosa segïn cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el filler es un filler silïceo, preferiblemente cristalino, de masa volïmica comprendida entre 2, 60 y 2, 80 g/ml.

5. Suspensiïn acuosa segïn cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el filler presenta una curva granulomïtrica cuyo valor D50 estï comprendido entre 1 y 12 micrïmetros, preferentemente entre 2 y 8 micrïmetros.

6. Suspensiïn acuosa segïn cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el contenido mïsico en filler estï comprendido entre el 0, 1 y el 5%, preferentemente entre el 0, 35 y el 1, 5% de dicha suspensiïn acuosa.

7. Suspensiïn acuosa segïn cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que la concentraciïn mïsica en polisacïrido (s) estï comprendida entre el 18 y el 25% de dicha suspensiïn acuosa.

8. Suspensiïn acuosa segïn cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el polisacïrido presenta, en seco, una curva granulomïtrica cuyo valor D50 estï comprendido entre 10 y 200 !m, preferentemente entre 50 y 150 !m.

9. Suspensiïn acuosa segïn cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por que el polisacïrido se selecciona entre una hidroxialquilcelulosa o una hidroxialquilguar que comprende un grupo alquilo de C2 a C8, una goma diutan o una mezcla de estos.

10. Suspensiïn acuosa segïn la reivindicaciïn 9, caracterizada por que la hidroxialquilcelulosa se selecciona entre una hidroxietilcelulosa (HEC) , una metilhidroxipropilcelulosa (MHPC) , una hidroxietilcelulosa modificada hidrïfoba (HM HEC) , o una mezcla de estas.

11. Utilizaciïn de la suspensiïn acuosa lïquida segïn cualquiera de las reivindicaciones anteriores, como agente viscosante, para aumentar la viscosidad de las composiciones cementosas.

12. Utilizaciïn de una suspensiïn acuosa lïquida segïn la reivindicaciïn 10, como agente viscosante, para aumentar la viscosidad de las composiciones cementosas, sin afectar a su extensiïn.

13. Composiciïn cementosa a base de cemento y de agua, caracterizada por que contiene, como agente viscosante, una suspensiïn acuosa lïquida segïn cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en una cantidad comprendida entre el 0, 1 y el 5% en peso de cemento.