ADITIVO PARA UNA COMPOSICIÓN BASADA EN CEMENTO.

Aditivo para una composición basada en cemento, tal como un hormigón,

mortero o cemento, que comprende partículas de sulfato de hierro (II) heptahidratado seco, en que dichas partículas de sulfato de hierro (II) heptahidratado seco: - no comprenden más de un 20% en peso de partículas con un tamaño granulométrico superior a 200 µm, - comprenden al menos un 20% en peso de partículas de sulfato de hierro (II) heptahidratado seco con una distribución granulométrica entre 100 µm y 200 µm y - no están fijadas sobre un soporte ni mezcladas con un desecante

La presente invención se refiere a un aditivo para una composición basada en cemento, tal como un hormigón, mortero o cemento, que comprende partículas de sulfato de hierro (II) heptahidratado.

Es bien conocido en el campo de los cementos que el contenido de cromo (VI) soluble debe ser lo más reducido posible. Así, las reglamentaciones actuales (Directiva europea 2003/53/CE) exigen que la concentración de cromo

(VI) soluble en los cementos sea inferior a 2 ppm.

Un procedimiento corriente de obtención de un cemento de contenido reducido de cromo (VI) soluble consiste por tanto en añadir al cemento sulfato de hierro, o sulfato ferroso (FeSO4), en la medida en que los iones Fe2+ permiten reducir los iones Cr6+.

El sulfato de hierro usado está o bien heptahidratado (FeSO4·7 H2O) o bien monohidratado (FeSO4·H2O). El sulfato de hierro heptahidratado es más soluble en agua que el sulfato de hierro monohidratado. No obstante, presenta generalmente partículas más gruesas que el sulfato de hierro monohidratado. Además, la solicitante ha evidenciado que la forma húmeda del sulfato de hierro (II) heptahidratado (“caparrosa verde”) denominada “copperas” o “green vitriol” en inglés, está mal adaptada como tal al mezclado con cemento, en la medida en que puede formar aglomerados que hacen difícil su manipulación y solubilización. Los sulfatos de hierro heptahidratados secos, denominados “free flowing heptahydrate ferrous sulfate” en inglés, actualmente disponibles en el mercado presentan todos tamaños granulométricos relativamente grandes, con un 70 a 90% en peso de producto constituido por partículas del tamaño granulométrico superior a 200 µm. El tamaño granulométrico de estas partículas de sulfato de hierro heptahidratado dan como resultado la aparición de manchas debido a una disolución incompleta de las partículas gruesas de sulfato de hierro seguida de una oxidación (mancha de herrumbre) sobre los paramentos de materiales que comprenden cemento. Con el fin de evitar este fenómeno, los sulfatos de hierro gruesos se añaden habitualmente a la entrada de la trituradora en el caso de trituradoras de circuito abierto, o a la entrada del separador en el caso de trituradoras de circuito cerrado.

Cuando se añade el sulfato de hierro al nivel de la trituradora o a la entrada del separador, se trituran las partículas de sulfato de hierro conjuntamente con los constituyentes del cemento y se transforman en partículas muy pequeñas. Estas partículas pequeñas de sulfato de hierro (II) heptahidratado, a causa de su alta relación de superficie/volumen, están además sujetas a oxidación o envejecimiento y pierden así su eficacia frente a la reducción del cromo (VI) a lo largo del tiempo.

Para garantizar un contenido de cromo (VI) soluble inferior a 2 ppm durante un periodo de tiempo suficiente y compensar por tanto la pérdida de eficacia a lo largo del tiempo, la cantidad de sulfato de hierro que se incorpora al cemento es muy superior a la cantidad de sulfato de hierro necesaria teóricamente para reducir el cromo (VI) soluble. Actualmente, la dosis de sulfato ferroso heptahidratado añadida al cemento varía mucho, entre 300 y 1000 ppm de sulfato ferroso heptahidratado (o sea entre 60 y 200 ppm de ión Fe2+) por ppm de cromo (VI) soluble, esto en función de la duración de la conservación del cemento deseado (los valores mencionados corresponden a una duración de conservación mínima de dos meses). Esta sobrevaloración genera un sobrecoste importante y un riesgo respecto a una posible modificación de las propiedades de uso del cemento o de los materiales derivados del mismo, tales como hormigones o morteros.

Existe por tanto la necesidad de un procedimiento que permita aumentar la estabilidad del sulfato de hierro heptahidratado seco y reducir la cantidad de sulfato de hierro que debe incorporarse a un cemento (por ejemplo, con el fin de reducir el cromo (VI) soluble contenido en ese cemento).

Esta es la razón por la que uno de los objetos de la presente invención consiste en un aditivo para una composición basada en cemento, tal como un hormigón, mortero o cemento, que comprende partículas de sulfato de hierro (II) heptahidratado seco, no comprendiendo dichas partículas de sulfato de hierro (II) heptahidratado seco más de un 20%, preferiblemente no más de un 10%, ventajosamente no más de un 5% en peso de partículas con un tamaño granulométrico superior a 200 µm. Se entiende por partículas de sulfato de hierro (II) heptahidratado seco, en el sentido de la presente invención, partículas de sulfato de hierro (II) heptahidratado seco “desnudas”, es decir, no recubiertas con al menos una capa de al menos un recubrimiento externo de tipo polimérico, o partículas de sulfato de hierro (II) heptahidratado seco recubiertas con al menos una capa de al menos un recubrimiento externo de tipo polimérico, por ejemplo, partículas de sulfato de hierro (II) heptahidratado seco recubiertas con gelatina o con ácido algínico o un derivado de este último.

Preferiblemente, se usan partículas de sulfato de hierro (II) heptahidratado seco “desnudas” (no recubiertas).

Las partículas de sulfato de hierro (II) seco según la invención no están fijadas a un soporte ni mezcladas con un desecante. Se entiende por soporte o desecante, por ejemplo, sílice en todas sus formas u óxidos metálicos.

Se entiende por partículas de sulfato de hierro (II) seco, en el sentido de la presente invención, partículas de sulfato de hierro desprovistas de agua, aparte del agua ligada químicamente al sulfato de hierro. El agua no ligada químicamente al sulfato de hierro se califica como agua libre. Preferiblemente, las partículas de sulfato de hierro (II) seco según la invención no contienen más de un 0,5% de agua libre.

Según un modo de realización particularmente preferido, al menos un 20%, preferiblemente al menos un 50%, ventajosamente al menos un 75% en peso de las partículas de sulfato de hierro (II) heptahidratado seco tienen una distribución granulométrica comprendida entre 100 µm y 200 µm.

Es teóricamente posible obtener hasta aproximadamente un 99% de partículas de sulfato de hierro (II) heptahidratado seco con una distribución granulométrica comprendida entre 100 µm y 200 µm. De manera general, cuanto más elevado es el porcentaje de partículas de sulfato de hierro (II) heptahidratado seco con una distribución granulométrica comprendida entre 100 µm y 200 µm, menor es la cantidad de sulfato de hierro (II) heptahidratado seco que se incorpora al cemento, para un resultado al menos equivalente.

Según una variante, el aditivo según la invención no comprende partículas de sulfato de hierro con un tamaño granulométrico superior a 200 µm.

La solicitante ha descubierto inesperadamente que las partículas de sulfato de hierro (II) seco con la distribución granulométrica anteriormente citada tenían una mejor eficacia en el tiempo en cuanto a la reducción del cromo (VI) soluble.

Ventajosamente, el aditivo está constituido por sulfato de hierro (II) heptahidratado seco en polvo (para una duración de conservación mínima de la composición de dos meses).

Otro objeto de la presente invención se refiere a una composición basada en cemento, tal como un hormigón, mortero o cemento, que comprende un aditivo según la invención.

Preferiblemente, dicha composición es un cemento.

Según un modo de realización particularmente preferido, el cemento anteriormente mencionado es un cemento Pórtland, un cemento compuesto, cualquier cemento definido por la norma EN 197, o cualquier cemento definido por las normas ASTM C-150 y C-595.

Ventajosamente, esta composición contiene una valoración en peso del aditivo según la invención tal que la cantidad de sulfato de hierro (II) heptahidratado seco introducida en la composición sea inferior a 60 ppm de hierro (II) por ppm de cromo (VI) soluble, para una duración de conservación mínima de la composición de dos meses.

Según un modo de realización preferido, la composición según la invención tiene un contenido de cromo (VI) inferior

o igual a 2 ppm durante un periodo de almacenamiento de una duración de al menos dos meses, preferiblemente de al menos nueve meses, pudiendo ir dicho periodo de almacenamiento hasta los doce meses.

Otro objeto de la invención consiste en un procedimiento de obtención... [Seguir leyendo]

1. Aditivo para una composición basada en cemento, tal como un hormigón, mortero o cemento, que comprende partículas de sulfato de hierro (II) heptahidratado seco, en que dichas partículas de sulfato de hierro (II) heptahidratado seco:

- no comprenden más de un 20% en peso de partículas con un tamaño granulométrico superior a 200 µm,

- comprenden al menos un 20% en peso de partículas de sulfato de hierro (II) heptahidratado seco con una distribución granulométrica entre 100 µm y 200 µm y

- no están fijadas sobre un soporte ni mezcladas con un desecante.

2. Aditivo según la reivindicación 1, caracterizado porque las partículas de sulfato de hierro (II) heptahidratado seco no comprenden más de un 10%, ventajosamente no más de un 5% en peso, de partículas con un tamaño granulométrico superior a 200 µm.

3. Aditivo según la reivindicación 1 o 2, caracterizado porque las partículas de sulfato de hierro (II) heptahidratado seco comprenden al menos un 50%, ventajosamente al menos un 75% en peso, de partículas de sulfato de hierro (II) heptahidratado seco con una distribución granulométrica comprendida entre 100 µm y 200 µm.

4. Aditivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, estando constituido dicho aditivo por un sulfato de hierro (II) heptahidratado seco en polvo.

5. Composición basada en cemento, tal como un hormigón, mortero o cemento, que comprende un aditivo según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes.

6. Composición según la reivindicación precedente, siendo dicha composición un cemento.

7. Composición según la reivindicación precedente, siendo dicho cemento un cemento Pórtland, un cemento compuesto, cualquier cemento definido por la norma EN 197, o cualquier cemento definido por las normas ASTM C150 y C-595.

8. Composición según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, conteniendo dicha composición una valoración en peso de aditivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 tal que la cantidad de sulfato de hierro (II) heptahidratado seco introducida en la composición sea inferior a 60 ppm de hierro (II) por ppm de cromo

(VI) soluble, para una duración de conservación mínima de la composición de dos meses.

9. Procedimiento de obtención de una composición según una cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, comprendiendo dicho procedimiento una etapa de mezclado de un aditivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 con un cemento.

10. Uso de un aditivo según una de las reivindicaciones 1 a 4 para preparar una composición basada en cemento, tal como un hormigón, mortero o cemento.