Composición de hormigón drenante.

Composiciones de hormigón drenante con un volumen de cavidades comprendido entre 10 y 35% en volumen,

que contienen un agente aglutinante hidráulico, un material de relleno y un material polimerizado, caracterizadasporque como material polimerizado está contenido un copolímero de acetato de vinilo y etileno con una temperaturade transición vítrea Tg de ≤ 20ºC.

Composición de hormigón drenante El invento se refiere a una composición de hormigón drenante que contiene cemento, un material de relleno y un material polimerizado, a procedimientos para la producción de la composición de hormigón drenante, así como a la utilización de la composición de hormigón drenante.

Un hormigón drenante es un hormigón rico en cavidades, con una porosidad de áridos. El volumen de cavidades de un hormigón drenante está situado entre 10 y 35 % en volumen, de manera preferida entre 20 y 25 % en volumen. Los poros de áridos se establecen mediante la utilización de materiales de relleno con un grupo limitado de tamaños de granos, usándose usualmente sólo un único grupo de granos (material monogranular tal como por ejemplo una gravilla (Splitt) de 5/8 mm) y mediando una reducción casi completa de la proporción de componentes finos. Un hormigón drenante posee precisamente tanta cantidad de cola de cemento (aglutinante cementoso) que los granos individuales del árido solamente se enmasillan entre sí mediante una delgada capa de piedra de cemento y después de la consolidación las cavidades entre los granos individuales todavía no están rellenas. Un hormigón de poros abiertos (hormigón drenante) es empleado en particular para la disminución de los ruidos en los proyectos de infraestructuras, por ejemplo en la construcción de carreteras, con el fin de construir calzadas pobres en ruido. Junto a ello un hormigón drenante encuentra utilización, a causa de su carácter de poros abiertos, también para la deshidratación de superficies de tráfico capaces de percolación e infiltración, por ejemplo plazas de aparcamiento, superficies de exposiciones y caminos para bicicletas. La larga duración de vida de este sistema de calzada es limitada a causa de la formación de grietas y de la rotura de partículas. Con el fin de solventar estos estados defectuosos, un hormigón drenante es modificado con dispersiones de polímeros.

El empleo de polímeros conduce en las capas de hormigón drenante a un mejoramiento de la resistencia a las congelaciones y descongelaciones, de la resistencia a la rotura y a menos rotura de partículas, y aumenta por consiguiente la estabilidad de la capa de hormigón drenante y la duración de vida útil. Es decisivo en este caso el hecho de que la flexibilidad de la matriz de hormigón es aumentada de modo suficiente y de que por consiguiente se reducen al mínimo la formación de grietas y la rotura de granos, pero al mismo tiempo se conserva también la resistencia mecánica, con el fin de garantizar suficientemente la durabilidad del hormigón.

En el documento de publicación de solicitud de patente alemana DE-OS 1953158 se describe un hormigón poroso permeable al agua, que se produce a partir de áridos minerales granulares con una fracción uniforme de tamaños de granos, de un agente aglutinante tal como un cemento y de un material macromolecular soluble en agua y eventualmente de una dispersión acuosa de un material sintético termoplástico, tal como un poli (acetato de vinilo) . Este sistema, sin embargo, ya no cumple los requisitos en cuanto a la durabilidad de las superficies de calzadas permeables al agua y absorbentes del ruido, puesto que los materiales macromoleculares solubles en agua pueden ser extraídos por lavado mediante agua de lluvia y un poli (acetato de vinilo) puro se fragiliza a bajas temperaturas de < 10ºC.

En el documento de solicitud de patente alemana DE 102004006165 A1 se describe un revestimiento de suelos de poros abiertos, de capas múltiples, cuya capa de poros abiertos más superior tiene incorporados unos pegamentos de poliuretanos o epóxidos de un solo componente o de dos componentes. La costosa incorporación de todo el sistema en varias capas, así como la utilización de pegamentos de poliuretanos o epóxidos como agentes aglutinantes, sin agentes aglutinantes minerales más favorables tales como un cemento, hacen que el revestimiento de suelos sea caro y no apto para usarse ampliamente. Además, los pegamentos de poliuretanos y epóxidos no carecen de problemas desde un punto de vista ecológico.

Un objeto del documento de patente europea EP 0710633 B1 es un hormigón drenante, que contiene un agente aglutinante polimérico en forma de un copolímero aniónico de estireno/ (met) acrilato. Los copolímeros de estireno y acrilatos utilizados deben tener de manera preferida una alta temperatura mínima de formación de película (MFT, acrónimo de MindestFilmbildeTemperatur) en el intervalo de 35ºC a 50ºC. Tales copolímeros de estireno son unos polímeros duros, que no aumentan de un modo suficiente la flexibilidad de la capa de hormigón de poros abiertos y disponen de insuficientes propiedades de franqueo de grietas. Puesto que los polímeros de estireno y acrilatos duros con una alta MFT se fragilizan a bajas temperaturas < 10ºC y se perjudica su productividad, se llega a la formación de grietas y a roturas de granos en la capa de hormigón monogranular, y por consiguiente a una defectuosa durabilidad, en particular después del período invernal.

En el documento de solicitud de patente internacional WO 2008/052482 A1 se reivindican una superficie de carretera a base de un hormigón de poros abiertos, modificado con polímeros, y un procedimiento para la producción de tales superficies. La estructura se compone de una capa inferior, un puente de adhesión, un hormigón drenante y una capa de tratamiento de superficies. Para la modificación de los polímeros de la capa de hormigón drenante o del puente de adhesión se emplean unas dispersiones arbitrarias de polímeros. La estructura tiene la desventaja de que se necesita una capa de tratamiento superficial para el mejoramiento del desgaste de la capa de hormigón drenante y de la resistencia al resbalamiento. Esta capa de tratamiento superficial es aplicada en forma de un mortero modificado con polímeros, que puede hermetizar parcialmente los poros de la capa de hormigón drenante, lo cual repercute de manera desventajosa sobre las propiedades absorbentes del ruido y sobre el desagüe de la estructura de poros abiertos. Además de ello, la aplicación necesita una etapa de trabajo adicional, lo cual repercute de manera desventajosa sobre la rentabilidad.

Subsistía por lo tanto la misión de mejorar la composición de hormigón drenante en el sentido de que se reduzcan al mínimo la formación de grietas y la rotura de granos. sin que sufra merma con ello la resistencia mecánica. Además de esto, se debería poder prescindir de la aplicación de una capa de tratamiento superficial. Se encontró, de modo sorprendente, que los copolímeros (= polímeros mixtos) de acetato de vinilo y etileno conformes al invento aumentan la resistencia a la tracción bajo flexión y por consiguiente la flexibilidad del hormigón drenante en diferentes condiciones climatológicas (tanto en el caso de temperaturas frías como también en el de temperaturas calientes) en comparación con el estado de la técnica.

Son objeto del invento unas composiciones de hormigón drenante, que contienen un agente aglutinante hidráulico, un material de relleno y un material polimerizado, caracterizadas porque como material polimerizado se utiliza un copolímero de acetato de vinilo y etileno con una temperatura de transición vítrea Tg de ≤ 20ºC.

Unos apropiados agentes aglutinantes hidráulicos son uno o varios seleccionados del conjunto que contiene un cemento, en particular un cemento Portland, un cemento de aluminato, un cemento de trass, un cemento metalúrgico, un cemento magnésico, un cemento de fosfato o un cemento de alto horno; así como unos cementos mixtos (cementos compuestos) . Se prefieren un cemento Portland así como unos cementos mixtos a base de diferentes tipos de cementos o unos cementos mixtos con unos materiales que conducen al mejoramiento de los cementos, tales como puzolanas, por ejemplo cenizas volantes, o un polvo de sílice. Un cemento mixto preferido es una mezcla de un cemento Portland y de un cemento metalúrgico. El agente aglutinante hidráulico es empleado por lo general en una proporción de 10 a 50 % en peso, de manera preferida de 10 a 30 % en peso, en cada caso referida al peso total de la masa seca de la composición de hormigón drenante.

Unos materiales de relleno apropiados son grava o gravilla, de manera preferida con una distribución lo más uniforme que sea posible de los tamaños de granos. El tamaño de granos es en general de 3 a 25 mm, de manera preferida de 5 a 11 mm. Ejemplos de apropiados materiales de relleno son una gravilla noble de 5/8, una gravilla de 5/8, una gravilla de 8/11 y un grano esférico, de manera especialmente preferida una gravilla de 5/8 y una gravilla noble de 5/8. El material de relleno es empleado por lo general... [Seguir leyendo]

1. Composiciones de hormigón drenante con un volumen de cavidades comprendido entre 10 y 35% en volumen, que contienen un agente aglutinante hidráulico, un material de relleno y un material polimerizado, caracterizadas porque como material polimerizado está contenido un copolímero de acetato de vinilo y etileno con una temperatura de transición vítrea Tg de ≤ 20ºC.

2. Composición de hormigón drenante de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizada porque está contenido un copolímero (polímero mixto) de acetato de vinilo y etileno estabilizado con un coloide protector.

3. Composición de hormigón drenante de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la temperatura de transición vítrea Tg es de -10ºC a +15ºC.

4. Composición de hormigón drenante de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la temperatura de transición vítrea Tg es de -10ºC a +8ºC.

5. Composición de hormigón drenante de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque la temperatura de transición vítrea Tg es de -10ºC a 0ºC.

6. Composición de hormigón drenante de acuerdo con las reivindicaciones 1 hasta 5, caracterizada porque como coloide protector están contenidos unos poli (alcoholes vinílicos) parcialmente saponificados con un grado de hidrólisis de 80 a 95% en moles y con una viscosidad según Höppler, en una solución acuosa al 4%, de 1 a 30 mPas.

7. Composición de hormigón drenante de acuerdo con las reivindicaciones 1 hasta 6, caracterizada porque están contenidos unos copolímeros con 75 a 90 % en peso de acetato de vinilo y con 10 a 25% en peso de etileno.

8. Composición de hormigón drenante de acuerdo con las reivindicaciones 1 hasta 6, caracterizada porque están contenidos unos polímeros mixtos con 30 a 90 % de acetato de vinilo, con 1 a 25% en peso de etileno y con 1 a 50% en peso de uno o varios otros comonómeros tomados del conjunto formado por los ésteres vinílicos con 3 hasta 12 átomos de C en el radical de ácido carboxílico.

9. Composición de hormigón drenante de acuerdo con las reivindicaciones 1 hasta 6, caracterizada porque están contenidos unos polímeros mixtos con 30 a 90 % en peso de acetato de vinilo, con 1 a 25% en peso de etileno y con 1 a 60% en peso de ésteres de ácidos (met) acrílicos de alcoholes no ramificados o ramificados con 1 hasta 15 átomos de C.

10. Composición de hormigón drenante de acuerdo con las reivindicaciones 1 hasta 6, caracterizada porque están contenidos unos polímeros mixtos con 30 a 90 % en peso de acetato de vinilo, con 1 a 30% en peso de laurato de vinilo o ésteres vinílicos de un ácido carboxílico ramificado en posición alfa con 9 hasta 11 átomos de C, así como con 1 a 30% en peso de ésteres de ácidos (met) acrílicos de alcoholes no ramificados o ramificados con 1 hasta 15 átomos de C, que además contienen todavía de 1 a 25% en peso de etileno.

11. Utilización de la composición de hormigón drenante de acuerdo con las reivindicaciones 1 hasta 10, en la construcción de carreteras o en la ingeniería hidráulica.

12. Utilización de la composición de hormigón drenante de acuerdo con las reivindicaciones 1 hasta 10, para la producción de cuerpos moldeados de filtros con hormigón o paredes protectoras contra el ruido.