Una composición endurecible que comprende

(i)un componente a base de cemento que comprende al menos un 25% de aluminato de calcio del cual al menos un 40% es monoaluminato de calcio,

de forma que dicho componente contiene opcionalmente uno o más rellenos de partículas pero contiene menos del 10% en peso de sulfato de calcio, de tal forma que el porcentaje en peso se basa en el peso de componente de cemento y

(ii)una emulsión acuosa de un polímero orgánico, de tal forma que la cantidad de (ii) en relación con la de (i) es tal que proporciona un porcentaje en peso de sólidos poliméricos frente al peso de (i) entre 0,5:1 y 10:1, preferiblemente 0,6:1 a 2,5:1, o bien

(iii)un polímero orgánico dispersable y donde la cantidad de polímero dispersable es tal que el porcentaje en peso de polímero respecto al peso de (i) oscila entre 0,5:1 y 10:1, preferiblemente 0,6:1 y 2,5:1.

donde el componente a base de cemento (i) contiene una cantidad de fibra reforzante eficaz para mejorar la resistencia a la tensión de los revestimientos obtenidos a partir de la composición endurecible pero que no excede el 5% en peso del componente a base de cemento (i)

Composiciones a base de cemento y su utilización.

Campo de la invención

La presente invención se refiere a los materiales adecuados para ser utilizados en el revestimiento de superficies, en particular superficies de roca, a un método para su preparación y a un método para el tratamiento de las superficies que emplean los materiales de la invención.

Fundamento de la invención

Ya se ha propuesto la aplicación de un revestimiento a una superficie de una roca en una mina para protegerla o bien de una barrera de gas mediante la pulverización de una emulsión acuosa de un polímero orgánico y haciendo que la emulsión coagule para crear un revestimiento flexible en forma de una película o piel en la superficie.

Los polímeros que se han destacado en estas aplicaciones incluyen los poliuretanos y el policloropreno. Este último se ha descrito en la patente de Sudáfrica número 8203384.

Más recientemente se ha descrito en la WO 98/58886 una composición que comprende dos partes. Una es una emulsión acuosa de un polímero orgánico como el copolímero de etileno y acetato de vinilo. La otra parte es una composición a base de cemento capaz de absorber al menos su propio peso de agua. La composición a base de cemento descrita es una composición que forma etringita. Un método bien conocido para formar etringita es a partir del sulfato de calcio, una fuente de cal viva y de cemento con un alto contenido en alúmina. En la WO 98/58886 se utiliza el cemento con alto contenido en alúmina y la cal viva procede del cemento ordinario Portland y el sulfato de calcio de la anhidrita.

En la práctica las dos partes se pulverizan sobre una roca de una mina para crear un revestimiento. Esta patente también informa sobre una mezcla seca de sólidos formada a partir de una composición de cemento y una emulsión de polímero seca a la que posteriormente se ha añadido agua.

La solicitud de patente japonesa nº 05 170496A describe un material de pavimentación flexible, resistente al agua, que comprende un cemento con alto contenido en alúmina y que contiene de 5 a 50 partes de fibra, de 30 a 300 partes de polímero y de 50 a 300 partes de agregado por 100 partes en peso de cemento. El polímero se añade al cemento como si se tratara de una dispersión acuosa. La patente informa de que cuando se utilizan menos de 50 partes de agregado o menos de 5 partes de fibra no se desarrolla suficiente fuerza.

La patente americana 5.269.845 describe una composición a base de cemento de aluminato de calcio que es adecuado para ser utilizada en moldes. También aporta un proceso para fabricar la composición y un proceso para aplicar la composición y conseguir la forma deseada.

Problema a resolver por la invención

Los revestimientos, en particular los que se aplican a las paredes de una mina necesitan ser flexibles y tener una resistencia a la tracción adecuada. Los revestimientos que se han preparado a partir de las composiciones descritas en la WO 98/58886 anteriormente mencionada han mostrado una pérdida gradual de flexibilidad con el tiempo. Los productos que inicialmente son flexibles exhiben una tendencia a la fragilización transcurridos unos meses. La pérdida de la flexibilidad a largo plazo es una característica no deseable, especialmente para los revestimientos que se han aplicado a las paredes de una mina y existe una necesidad de incrementar la flexibilidad a largo plazo de dichos revestimientos.

La presente invención aporta una solución a este problema mediante una composición nueva a base de aluminato de calcio. Contrariamente a las expectativas, se ha descubierto que la flexibilidad a largo plazo de los revestimientos procedentes de las composiciones aumenta al reducir las cantidades de sulfato de calcio y de cal viva frente a las descritas en WO 98/58886, o en el caso del sulfato de calcio, eliminándolo por completo de las composiciones.

Otro problema es que existe la necesidad de incrementar la resistencia a la tracción prematura, por ejemplo, la resistencia desarrollada a las 2 ó 4 horas del revestimiento utilizado en las minas. Otro aspecto de la invención proporciona una solución. Se ha descubierto que la resistencia a la tracción a las 2 y 4 horas se ve incrementada de forma significativa por la incorporación al material de revestimiento de cantidades mínimas, en general inferiores al 5% en peso de fibras de refuerzo.

Resumen de la invención

De acuerdo con la presente invención se dispone de una composición endurecible que comprende

Efecto favorable de la invención

La ventaja de emplear composiciones que contienen aluminato de calcio con un contenido bajo en sulfato de calcio es que aportan revestimientos de una flexibilidad elevada a largo plazo y la ventaja de composiciones con un contenido mínimo en sulfato de calcio pero que contienen fibra reforzante es que dan lugar a revestimientos que no solamente han incrementado la flexibilidad a largo plazo sino que también han aumentado la resistencia a la tracción prematura.

Descripción detallada de la invención

El término aluminato de calcio pretende incluir no solo la forma del aluminato de calcio que a menudo se escribe en la nomenclatura del cemento como CA sino también otros cementos que contienen aluminato que se escriben como CA₂, C₃A, C₁₂A_7, C₄AF y C₁₁A₇CaF₂ y además el sulfoaluminato de calcio y el ferroaluminato de calcio.

El término endurecible incluye composiciones que no contienen agua pero que se regularán por la adición de agua. La composición seca que comprende las partes (i) y (iii) mencionadas se puede mezclar con agua en la mina.

Preferiblemente, el componente a base de cemento (i) contiene una cantidad de fibra eficaz para mejorar la resistencia a la tracción de los revestimientos obtenidos a partir de la composición variable pero que no excede el 5% en peso del componente a base de cemento (i).

El componente de cemento

El componente de cemento contiene preferiblemente entre el 30 y el 99% en peso de aluminato de calcio. El equilibro del componente de cemento puede comprender material de relleno, por ejemplo, escoria o piedra caliza, preferiblemente en forma de partículas finamente divididas, preferiblemente de un tamaño de partículas similar al del cemento Portland comercial.

El material de relleno, si está presente, está preferiblemente en una cantidad inferior al 100% en peso de monoaluminato de calcio o bien (en el caso en que el aluminato de calcio provenga de un cemento con elevado contenido en alúmina) inferior al 50% en peso de cemento con elevado contenido en alúmina.

Se pueden incluir agentes tixotropos y de control en la composición a base de cemento si se desea.

El componente a base de cemento contiene normalmente menos de un 5% en peso de sulfato de calcio, preferiblemente menos de un 1% de sulfato de calcio y más preferiblemente no contiene sulfato de calcio.

El sulfato de calcio, si está presente, puede proceder de un material que contiene sulfato de calcio como la beta-anhidrita, el yeso o el yeso de Paris o yeso fino.

En una configuración preferida de la invención el componente a base de cemento aparte de la fibra de refuerzo, si está presente, y de aditivos minoritarios como un retardador, acelerador y agentes de suspensión como gomas, puede constar esencialmente de un grado comercial de cemento con alto contenido en...

1. Una composición endurecible que comprende

donde el componente a base de cemento (i) contiene una cantidad de fibra reforzante eficaz para mejorar la resistencia a la tensión de los revestimientos obtenidos a partir de la composición endurecible pero que no excede el 5% en peso del componente a base de cemento (i).

2. Una composición endurecible tal como se reivindica en la reivindicación 1 que contiene agua en una cantidad igual a al menos un 50% en peso del peso del componente a base de cemento (i), preferiblemente entre el 70% y el 250%.

3. Una composición endurecible tal como se reivindica en la reivindicación 1 ó 2 donde las fibras están formadas por un material plástico sintético, vidrio o acero.

4. Una composición endurecible tal como se reivindica en la reivindicación 3 de manera que el material plástico sintético es un polímero hidrocarbonado o una poliamida.

5. Una composición endurecible tal como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, de manera que las fibras tienen una longitud entre 1 y 30 mm y un diámetro entre 10 y 40 micras.

6. Una composición endurecible tal como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el aluminato de calcio es aportado por un cemento de alto contenido en alúmina habitual en el comercio.

7. Una composición endurecible tal como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el aluminato de calcio comprende al menos un 60% en peso de monoaluminato de calcio.

8. Una composición endurecible tal como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores que comprende entre un 0,02 y un 5% de fibra reforzante en peso del componente a base de cemento (i).

9. Método para preparar una composición endurecible de manera que dicho método consiste en formar un componente a base de cemento (i) que comprenda al menos un 25% de aluminato de calcio del cual al menos un 40% es monoaluminato de calcio, donde dicho componente a base de cemento contiene opcionalmente uno o más materiales de relleno a base de partículas pero contiene menos del 10% en peso de sulfato de calcio, estando el % en peso basado en el peso del componente a base de cemento y la mezcla de dicho componente de cemento (i) con (ii) una emulsión acuosa de un polímero orgánico, siendo la cantidad de (ii) en relación a (i) tan grande que se obtiene un porcentaje en peso de sólidos poliméricos respecto al peso de (i) entre 0,5:1 y 10:1, preferiblemente 0,6:1 y 2,5:1, o bien con (iii) un polímero orgánico dispersable y donde la cantidad de polímero dispersable es tan grande que se obtiene un porcentaje en peso de polímero respecto al peso de (i) entre 0,5:1 y 10:1, preferiblemente 0,6:1 y 2,5:1, de manera que una cantidad de fibras reforzante eficaz para mejorar la resistencia a la tracción de los revestimientos obtenidos de la composición endurecible, de manera que la cantidad de fibra no exceda el 5% en peso del componente a base de cemento (i).

10. Un método de aplicación de un revestimiento a una superficie de tal modo que el método comprende la formación de una composición endurecible tal como se reivindica en la reivindicación 1 y pulverizar la composición sobre la superficie para formar un revestimiento de al menos 2 mm de grosor.