Una mezcla que ha de emplearse junto con agua para preparar una suspensión que se hidrata para formar un compuesto de solado de alta resistencia,

que comprende: de 50% a 98% en peso de hemihidrato de sulfato cálcico, siendo al menos 25% de dicho hemihidrato de sulfato cálcico la forma calcinada beta; de 0,2% a 10% en peso de dispersante de polímero de policarboxilato basado en oxialquilén-alquil-éter y componente dicarboxílico insaturado; y 0,05 - 50% en peso de componente mejorador constituido por cal y/o cemento

Composiciones de solado de alta resistencia

ANTECEDENTES

Esta invención se refiere a una composición de solado de alta resistencia. Más específicamente, se refiere a una 5 composición de solado elaborada usando hemihidrato de sulfato cálcico calcinado beta.

Tanto el yeso como el cemento son materiales de construcción muy conocidos. El yeso es el principal componente de la fibra prensada para paredes común, en la que se forra con papel para proporcionar resistencia y una superficie lisa. El cemento se usa en diversas aplicaciones en las que son importantes su resistencia al agua y dureza, tales como en estructuras de hormigón. El cemento también se usa para paneles de construcción en los que son importantes su dureza y resistencia al agua.

El yeso también se conoce como dihidrato de sulfato cálcico, alabastro o escayola. La escayola de París también se conoce como yeso calcinado, estuco, semihidrato de sulfato cálcico o hemihidrato de sulfato cálcico. También puede usarse el yeso sintético, que es un subproducto de procedimientos de desulfurización de gases de combustión de plantas energéticas. Cuando se extrae, el yeso en bruto se encuentra en la forma de dihidrato. En esta forma, hay aproximadamente dos moléculas de agua asociadas con cada molécula de sulfato cálcico. A fin de producir la forma de hemihidrato, el yeso puede calcinarse para eliminar algo del agua de hidratación mediante la siguiente ecuación:

CaSO4•2H2O→CaSO4•1/2H2O + 3/2H2O

Cuando se mezcla con agua, el hemihidrato se rehidrata para formar una matriz entrelazada de cristales de dihidrato entrelazados. La hidratación del yeso se produce en cuestión de minutos u horas en comparación con varios días para el cemento. Esto hace del yeso una alternativa atractiva al cemento para aplicaciones de solado si pueden alcanzarse una dureza y una resistencia suficientes en el yeso.

El hemihidrato de sulfato cálcico puede producir al menos dos formas cristalinas. El yeso calcinado alfa se elabora mediante un procedimiento continuo o procedimiento de roca aglomerada por el que el dihidrato de sulfato cálcico se calcina bajo presión. El yeso calcinado alfa forma cristales menos aciculares que el yeso calcinado beta, permitiendo 25 que los cristales se empaqueten estrechamente entre sí, formando una escayola más densa y más resistente. La morfología de los cristales permite que el agua fluya fácilmente entre los cristales, requiriendo menos agua para formar una suspensión fluida. Cristales más alargados son característicos del yeso calcinado beta. Esta estructura cristalina da como resultado un producto menos denso debido a que los cristales están empaquetados más libremente. La forma beta también requiere más agua para fluidizar el yeso calcinado. En aplicaciones en las que es importante la dureza, se prefiere habitualmente el yeso calcinado alfa, a pesar del coste superior y la disponibilidad limitada.

Cuando se elige un yeso calcinado para una aplicación, a menudo se selecciona el yeso calcinado beta debido a su fácil disponibilidad y su coste reducido. Debido a que el yeso calcinado beta también es más común, puede suponer costes de transporte y almacenamiento más reducidos que la forma alfa. Sin embargo, la estructura cristalina hace difícil elaborar un yeso denso resistente debido a que se necesita más agua para producir una suspensión de una fluidez dada.

Se sabe que los aditivos superplastificantes mejoran la fluidez de una suspensión de yeso. Dispersan las moléculas en solución de modo que se mueven más fácilmente unas con relación a otras, mejorando de ese modo la capacidad para fluir de toda la suspensión. Las melaminas sulfonadas y los naftalenos sulfonados se conocen como

40 superplastificantes, sin embargo, la fluidez mejorada obtenida no es suficiente para permitir la sustitución completa de hemihidrato calcinado alfa por hemihidrato calcinado beta en aplicaciones de solado de alta resistencia.

Los dispersantes y los superplastificantes se conocen en la técnica para el uso en suspensiones de yeso. La Patente de EE. UU. Nº 5.424.099 revela el uso de superplastificantes de ácido carboxílico para el uso en una suspensión que incluye yeso calcinado alfa. También está presente alquilcelulosa en la composición para reducir la exudación de

45 agua.

US 4.341.560 divulga un producto de yeso moldeado que tiene propiedades hidrófugas sin resistencia deteriorada al añadir alquilsiliconatos o fenilsiliconatos de metal alcalino junto con hidróxido cálcico u óxido cálcico a yeso.

WO 01 81263 divulga una composición que contiene yeso, que incluye una matriz entrelazada del yeso fraguado formado por al menos yeso calcinado, agua y un material mejorador.

JP 59 025 876 divulga una mezcla de cal con un yeso seleccionado de dihidrato de yeso, yeso en forma de hemihidrato α, yeso en forma de hemihidrato β y yeso anhidro tipo II.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN

Los policarboxilatos también son conocidos como superplastificantes para el uso con cemento. Sin embargo, cuando se usan junto con un componente mejorador, los policarboxilatos se comportan mucho mejor que los superplastificantes convencionales, tales como naftalenos sulfonados o melaminas sulfonadas.

Más específicamente, una realización de esta invención es una mezcla que ha de usarse junto con agua para preparar una suspensión que se hidrata para formar un compuesto de solado de alta resistencia. La mezcla incluye de aproximadamente 50% a aproximadamente 98% en peso de hemihidrato de sulfato cálcico, que tiene al menos 25% del hemihidrato de sulfato cálcico en la forma calcinada beta. Un dispersante de polímero de policarboxilato basado en oxialquilén-alquil-éter y un componente dicarboxílico insaturado se incluye en la mezcla en cantidades de aproximadamente 0,2% a aproximadamente 10% en peso. La mezcla también incluye 0,05-50% en peso de componente mejorador. Cuando se combina con cantidades recomendadas de agua, se forma una suspensión que es útil como composición de solado.

En otra realización de esta invención, se obtienen composiciones de solado de secado rápido al reducir el agua hasta menos de 25% del peso de los ingredientes secos. Se prefiere el uso de hemihidrato alfa hasta 100% del hemihidrato total.

La presente composición da como resultado la formación de un solado de alta resistencia incluso cuando se usa 100% hemihidrato calcinado beta. En presencia del componente mejorador, el dispersante de policarboxilato es más eficaz que otros superplastificantes, haciendo la suspensión más fluida y capaz de fluir. La fluidez de la mezcla es tan buena que se fluidiza yeso calcinado beta en la suspensión con una utilización baja de agua para elaborar un producto de solado más denso y más resistente de lo que se conoce en la técnica.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN Y REALIZACIONES PREFERIDAS

Una mezcla para elaborar una suspensión adecuada para el uso en aplicaciones de solado se elabora a partir de hemihidrato de sulfato cálcico, un componente mejorador y un dispersante de polímero de policarboxilato basado en oxialquilén-alquil-éter y un componente carboxílico insaturado. Suelos y subsuelos de alta resistencia se elaboran con esta composición que tiene resistencia a la compresión de más de 175 kg/cm2 (2500 libras por pulgada cuadrada). En una realización preferida descrita con detalle posteriormente, todos los componentes de la composición se describen en términos de ingredientes secos en una mezcla seca. Se contempla que esta sea solo una posible realización, y que los ingredientes líquidos, cuando se miden en base de sólidos secos, sean equivalentes a los componentes secos. A no ser que se indique otra cosa, todos los componentes se miden en términos de peso en base de sólidos secos, excluyendo cualquier agregado o cargas que puedan estar presentes.

El componente principal de la mezcla seca es hemihidrato de sulfato cálcico. La composición de la mezcla en seco incluye preferiblemente de aproximadamente 50% a aproximadamente 98% de hemihidrato en peso. Más preferiblemente, de aproximadamente 80% a aproximadamente 98%, de aproximadamente 80% a aproximadamente 95% o de 88% a aproximadamente 95% de la mezcla seca es hemihidrato de sulfato cálcico.

Cualquier tipo de hemihidrato es útil en esta mezcla. Puede prepararse mediante cualquier procedimiento conocido, tal... [Seguir leyendo]

1. Una mezcla que ha de emplearse junto con agua para preparar una suspensión que se hidrata para formar un compuesto de solado de alta resistencia, que comprende:

de 50% a 98% en peso de hemihidrato de sulfato cálcico, siendo al menos 25% de dicho hemihidrato de 5 sulfato cálcico la forma calcinada beta;

de 0,2% a 10% en peso de dispersante de polímero de policarboxilato basado en oxialquilén-alquil-éter y componente dicarboxílico insaturado; y

0,05 - 50% en peso de componente mejorador constituido por cal y/o cemento.

2. La mezcla de acuerdo con la reivindicación 1, en la que dicho hemihidrato de sulfato cálcico comprende al menos 10 90% en peso de la forma calcinada beta.

3. La mezcla de acuerdo con la reivindicación 2, en la que dicho hemihidrato de sulfato cálcico consiste esencialmente en la forma calcinada beta.

4. La mezcla de acuerdo con la reivindicación 2, en la que la concentración de dicho hemihidrato es de 80% a 95% en peso.

15 5. La mezcla de acuerdo con la reivindicación 1, en la que dicho componente mejorador comprende cal.

6. La mezcla de acuerdo con la reivindicación 5, en la que la concentración de dicha cal en dicha mezcla es de 0,05% a 10% en peso.

7. La mezcla de acuerdo con la reivindicación 1, en donde dicha mezcla comprende de 0,2% a 1% en peso de policarboxilato en base seca libre de agregados.

20 8. La mezcla de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende además un polisacárido.

9. Un subsuelo que comprende un producto hidratado de una suspensión bombeable que comprende:

la mezcla de acuerdo con una de las reivindicaciones 1-8; y

agua en cantidades de 12 cc a 40 cc por 100 gramos de la mezcla de acuerdo con la reivindicación 1 en base de sólidos secos, teniendo dicha mezcla hidratada una resistencia a la compresión por encima de 175 kg/cm2 25 (2500 psi) .

10. El subsuelo de acuerdo con la reivindicación 9, en el que dicho hemihidrato consiste esencialmente en hemihidrato calcinado beta.

11. El subsuelo de acuerdo con la reivindicación 9, en el que la concentración de dicho dispersante de policarboxilato es de aproximadamente 0,2% a aproximadamente 1% en peso en base seca libre de agregados.

30 12. El subsuelo de acuerdo con la reivindicación 9, en el que dicho componente mejorador comprende cal.

13. El subsuelo de acuerdo con la reivindicación 11, en el que dicha agua está presente en una cantidad menor de 35 cc de agua por 100 gramos de mezcla en base seca libre de agregados.

14. El subsuelo de acuerdo con la reivindicación 13, en el que dicha agua está presente en una cantidad menor de 25 cc por 100 gramos de dicha mezcla en base seca libre de agregados.

35 15. El subsuelo de acuerdo con la reivindicación 8, en el que dicha suspensión comprende además un polisacárido.

16. El subsuelo de acuerdo con la reivindicación 9, en el que la cantidad de agua es de 15 cc a 25 cc de agua por 100 gramos de la mezcla de acuerdo con la reivindicación 1

17. Un método para preparar un subsuelo, que comprende: obtener ingredientes que comprenden los componentes de la mezcla de acuerdo con una de las

reivindicaciones 1-8;

separar los ingredientes en ingredientes húmedos e ingredientes secos;

combinar en seco los ingredientes secos;

medir de 12 cc a 40 cc de agua por 100 gramos de los ingredientes en base de sólidos secos;

5 formar una mezcla de los ingredientes húmedos y el agua;

formar una suspensión a partir de los ingredientes secos y la mezcla;

verter la suspensión en un área preparada para el subsuelo; y

permitir que la suspensión se fragüe, formando el subsuelo que tiene una resistencia a la compresión por

encima de 175 kg/cm2 (2500 psi). 10 18. El método de acuerdo con la reivindicación 17, en el que el yeso calcinado comprende yeso calcinado beta.

19. El método de acuerdo con la reivindicación 17, en el que dicho hemihidrato de sulfato cálcico comprende al menos 80% en peso de la mezcla seca en base libre de agregados.

20. El método de acuerdo con la reivindicación 17, que comprende además la etapa de mezclar un agregado en los ingredientes secos antes de formar la suspensión.

15 21. El método de acuerdo con la reivindicación 17, que comprende además envasar la mezcla seca después de dicha etapa de combinación en seco.