Revestimiento acrílico monocomponente en base acuosa para la protección del hormigón con pintura,

particularmente de hormigón armado, en base acuosa de tipo monocomponente, listo al uso. Este revestimiento une su función decorativa a un excelente resultado en la protección de estructuras de hormigón contra agentes corrosivos presentes en la atmósfera -cumple la Norma EN 1504-2-. Además de los criterios especificados en esta Norma, este revestimiento garantiza una permeabilidad a los iones cloruro extremadamente baja, pudiendo comparar su resultado al de los productos en base disolvente tradicionalmente utilizados para el mismo fin.

Este revestimiento presenta un acabado de bajo brillo y posee una elevada elasticidad

Revestimiento acrílico monocomponente en base acuosa para la protección del hormigón con pintura.

Campo de la invención

El presente invento se refiere a un revestimiento acrílico para la protección del hormigón, particularmente de hormigón armado, en base acuosa y de tipo monocomponente.

Este tipo de revestimiento es de extrema importancia en el área de la protección de estructuras de hormigón, como son: puentes, fachadas, etc., pues permite su conservación a lo largo de los años, evitando su degradación precoz y reduciendo los costes de mantenimiento.

Antecedentes de la invención

A lo largo de los años, ha sido creciente la preocupación por la protección del hormigón armado contra la penetración de agentes corrosivos. De esta forma, los revestimientos destinados a esta aplicación deberán unir la función decorativa a la función de protección anticorrosiva.

Algunos productos en base disolvente presentan un buen resultado en esta área. Pero, debido a que la sociedad evoluciona en la idea de protección del medio ambiente, es esencial sustituir estos productos por productos en base agua.

El hormigón, cuando es utilizado en ambientes de agresividad normal, puede ser considerado, desde el punto de vista de la corrosión, bastante inerte. No obstante, cuando está armado y/o en contacto con ambientes químicamente agresivos, debe ser protegido para evitar su degradación.

El hormigón proporciona al acero de las armaduras una excelente protección, pero la presencia de agentes corrosivos en el medio ambiente o su adición durante la fabricación del hormigón, pueden destruir la pasivación del acero, inducida por el hormigón, originando la corrosión de las armaduras. Este fenómeno puede ocurrir de varios modos: corrosión localizada, corrosión generalizada o corrosión localizada bajo tensión.

De entre los varios agentes corrosivos, destacan los iones cloruro, el dióxido de carbono, el agua y el vapor de agua.

La presencia de los iones cloruro es especialmente importante, ya que promueve la corrosión de las armaduras, aún en condiciones de alcalinidad elevada. Los iones cloruro son considerados la principal causa de corrosión prematura de las armaduras del hormigón.

Los orígenes de estos iones en el hormigón pueden ser internas -aditivos adicionados en la propia fabricación del hormigón- o externas -proximidad en ambientes marinos-. El origen interno puede ser fácilmente controlado por la reglamentación, la externa es más preocupante.

Los sucesivos mojados y secados en la superficie del hormigón, particularmente en estructuras expuestas en ambientes marinos, originan además, un enriquecimiento adicional de los cloruros a la superficie. En estos casos, la calidad del revestimiento de la superficie del hormigón tiene una mayor importancia, si se compara con otras situaciones menos agresivas.

La carbonatación del hormigón es un fenómeno que ocurre debido a la reacción del dióxido de carbono (CO₂) existente en el aire, con el hidróxido de calcio (Ca (OH)₂), que se forma por la hidratación del cemento, originando carbonato de calcio (CaCO₃). La ecuación de la reacción química de la carbonatación es:

Ca(OH)₂ + CO₂ rightarrow CaCO₃ + H₂O

Este fenómeno tiene inicio en la superficie del hormigón y prosigue en profundidad, a medida que el aire penetra por difusión a través del sistema capilar del mortero de cemento hasta llegar al nivel de las armaduras. La velocidad de carbonatación está condicionada por la velocidad de difusión del dióxido de carbono hasta el interior del hormigón. Esta difusión depende, por un lado, de la calidad del hormigón y, principalmente, de su grado de porosidad y de conexión entre los poros y por otro lado depende de factores ambientales tales como la temperatura y la humedad.

El agua es un factor clave en la corrosión del hormigón, ya que disuelve sales y gases que atacan la superficie, provoca la erosión del hormigón, congela los poros superficiales y provoca fisuración, reduce las propiedades de aislamiento de las paredes y cuando penetra en el hormigón provoca la aparición de humedad en el interior de los edificios. De este modo, para proteger el hormigón, los revestimientos deben proporcionar el mejor efecto barrera posible al agua. Esta barrera debe impedir que el agua líquida penetre en la superficie, pero debe permitir que el vapor de agua, eventualmente presente en el interior del hormigón, salga a través de la película del revestimiento. Obtener esta barrera es un proceso delicado ya que un exceso de permeabilidad al vapor de agua conduce normalmente a una baja impermeabilidad al agua líquida; un exceso de impermeabilidad conduce normalmente a una pequeña capacidad de la pared para respirar, dando un eventual ampollamiento de la pintura. Este ampollamiento tiene origen en el aumento de presión dentro de la pared resultado de la evaporación parcial del agua en su interior.

Un revestimiento acuoso que proteja el hormigón contra los agentes corrosivos arriba referenciados es fundamental. Debido a que la fisuración de la película del revestimiento podría comprometer la protección del hormigón, se desarrolló un producto que además de su fuerte impermeabilidad a los iones cloruro, al dióxido de carbono, al agua líquida así como a su permeabilidad al vapor de agua, presenta una elevada elasticidad. Su bajo brillo satisface también los requisitos de los productos para fachadas. Otra de las ventajas de este revestimiento es el hecho de ser un producto de tipo monocomponente, o sea, un producto listo al uso, reduciendo el riesgo de error en la preparación de la mezcla de productos de dos componentes y facilitando su aplicación.

Actualmente existen pocas patentes referentes a revestimientos acuosos de protección de estructuras de hormigón.

En Junio de 2003, fue divulgado en Rusia un producto de dos componentes a base de resina epoxídica (RU2206588) y en Abril de 2001, una pintura de poliestireno (RU2165951) con la finalidad de proteger el hormigón. Estos dos productos difieren del revestimiento anteriormente descrito en el tipo de ligante utilizado, teniendo en cuenta además, que el primero es un producto de dos componentes. En Japón, en Abril de 1996, fue divulgado un revestimiento acuoso para la protección del hormigón compuesto por una mezcla, en proporciones variables, de una solución acuosa de silicatos con una hidrólisis de elevado peso molecular (JP8091959).

El revestimiento descrito en el presente invento no posee hidrólisis ni ninguna solución acuosa de silicatos. En Febrero de 1979 fue divulgado, en Japón, un revestimiento acrílico, para la protección del hormigón, (JP54021418), que difiere del revestimiento de la invención por incluir en su formulación pequeñas fibras y por incorporar burbujas de aire.

Descripción de la invención

El presente invento se refiere a un revestimiento acrílico de pintura para protección del hormigón, acuoso y de tipo monocomponente. Dadas las necesidades del mercado y los requisitos para la protección del hormigón, este producto tiene un acabado de bajo brillo y presenta una elevada elasticidad.

La formulación de este revestimiento de pintura está formada de una dispersión de un ligante (resina) acrílica, agua, pigmentos, cargas y diversos aditivos.

Las proporciones de cada constituyente de la formulación fueron estudiadas de forma que el revestimiento posea las características requeridas para la protección del hormigón, así como una buena aplicabilidad, según diversos métodos de aplicación: pistola airless, brocha y rodillo.

La naturaleza del ligante conjuntamente al PVC (Pigment Volume Concentration) es de elevada importancia para el buen resultado del revestimiento.

La naturaleza de las cargas utilizadas, también debe ser cuidadosamente seleccionada, siendo preferible el uso de cargas laminares, ya que originan una película seca impermeable al agua líquida.

Los aditivos presentes en la formulación deben garantizar que el producto va a presentar características biocidas (fungicidas y algicidas) y no van a sedimentar ni a presentar separación de fases. Los agentes reológicos utilizados aseguran que este revestimiento no descuelga para el espesor húmedo recomendado, ni salpica durante la aplicación a rodillo.

Descripción detallada de la invención

El...

1. Un revestimiento monocomponente acrílico en base acuosa para la protección de hormigón caracterizado porque comprende:

2. El revestimiento, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el ligante es una emulsión acrílica con una elevada resistencia química al agua y a la intemperie, y un tamaño de partícula reducido, con 47% de sólidos en peso.

3. El revestimiento, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque el pigmento comprende dióxido de titanio, rutilo, revestido con alúmina, sílice y compuestos orgánicos y cualquier combinación de dióxidos de titanio con otros pigmentos orgánicos y/o inorgánicos.

4. El revestimiento, de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque los aditivos comprenden agentes reológicos, biocidas, en particular fungicidas, controladores de pH, antiespumantes, glicoles, dispersantes, coalescentes, plastificantes e inhibidores de corrosión.

5. El revestimiento, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque comprende 12,5 p/p de agua, 5,0 p/p de dióxido de titanio, 9,0 p/p de talco, 4,0 p/p de mica, 6,0 p/p de sulfato de bario, 55,0 p/p de ligante, 4,0 p/p de glicol, 0,6 p/p de antiespumante, 0,5 p/p de dispersante, 0,1 p/p de fungicida, 0,7 p/p de coalescente, 0,2 p/p de plastificante, 0,6 p/p de inhibidor de la corrosión, 1,6 p/p de agente reológico y 0,2 p/p de controlador del pH.

6. El revestimiento, de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque tiene una permeabilidad a los iones cloruro inferior a 1 x 10^-14 m².s^-1.

7. El revestimiento, de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque tiene permeabilidad al vapor de agua, presentando un espesor de capa de aire equivalente S_d inferior a 5 m.

8. El revestimiento, de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque tiene una permeabilidad al agua líquida inferior a 0,1 kg.m^-2.h^-0,5.

9. El revestimiento, de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque es recomendado para un espesor seco total comprendido entre las 80 y las 170 µm.

10. El revestimiento, de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque tiene un acabado "mate".

11. El revestimiento, de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque con una película seca de aproximadamente 150 µm, presenta a 23ºC, un alongamiento a la ruptura del orden del 300%.

12. El revestimiento, de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque con una película seca de aproximadamente 150 µm, presenta a 12ºC, una elongación a la ruptura del orden del 200%.

13. El revestimiento, de acuerdo con las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque comprende una cantidad de compuestos orgánicos volátiles COVs, inferior a 140 g.L^-1.

14. El revestimiento, de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque puede producirse en varios colores.

15. El revestimiento, de acuerdo con las reivindicaciones anteriores, se caracterizado porque es utilizado como capa de acabado.

16. El revestimiento, de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque es utilizado como imprimación, cuando está diluido con agua.