Procedimiento de inertización de impurezas.

Procedimiento de inertización de arcillas en las arenas destinadas a la preparación de composiciones hidráulicas,

que comprende una etapa que consiste en añadir a la composición o a uno de sus constituyentes un polímero catiónico que presenta una densidad de cargas catiónicas superior a 0,5 meq/g y una viscosidad intrínseca inferior a 1 dl/g, realizándose la medida de viscosidad intrínseca en una solución de NaCl a 3 moles/l, con un viscosímetro capilar de tipo Ubbelhode, a 25ºC.

Procedimiento de inertización de impurezas La presente invención se refiere a un procedimiento de inertización de impurezas nocivas tales como las arcillas en composiciones hidraulicas.

A veces es diffcil controlar de manera constante las propiedades de las composiciones hidraulicas. La calidad de las materias primas esta a menudo en el origen de estas variaciones. En particular, se ha comprobado que las arenas o mas específicamente las impurezas contenidas en las arenas, tales como las arcillas, pueden generar fluctuaciones de propiedades de composiciones hidraulicas.

En determinados casos, estas fluctuaciones son debidas a una disminución de la eficacia de los plastificantes de tipo 10 polfmero con estructura de peine, denominados tambien superplastificantes.

Segun el documento WO 98/58887, la absorción de estos polfmeros por arcillas esponjosas de tipo 2:1 presentes en las arenas esta en el origen de esta disminución de eficacia.

Se conoce c6mo eliminar las arcillas y otras impurezas de las arenas mediante lavado con agua. El agua sucia se trata a continuación con un agente de floculación que permite acelerar la separación lfquido sólido y recuperar así un agua limpia. Este agua se recicla a continuación para realizar de nuevo un lavado de las arenas. Esta solución sin embargo es costosa en cuanto a los equipos y necesita un aporte de agua importante. Ademas, las arenas lavadas contienen generalmente floculante residual, que presenta efectos nefastos en las propiedades de las composiciones hidraulicas.

La solicitud JP 9-221346 propone neutralizar el efecto negativo del floculante residual de tipo aniónico anadiendo un polfmero catiónico.

Otra solución consiste en no separar las arcillas de las arenas sino en inertizar las arcillas en las arenas. El documento WO 98/58887 propone la utilización de agentes que modifican la actividad de la arcilla, por ejemplo disminuyendo su capacidad de absorción o realizando una preabsorción. El documento propone otra utilización de cationes inorganicos u organicos, cuyas (poli) aminas cuaternarias en su caso alcoxiladas.

No obstante, los agentes descritos no proporcionan todavfa entera satisfacción en cuanto a la eficacia. Asf, es necesario anadir una dosis elevada de agentes para tratar los materiales con un contenido importante en impurezas. Una dosis elevada implica costos que hacen poco interesante el procedimiento en el plano industrial.

Ademas, al contrario de lo que ensena el documento WO 98/58887, las arcillas diferentes, de tipo 1:1, por ejemplo, pueden engendrar igualmente una reducción de la calidad de las composiciones hidraulicas.

El objetivo de la presente invención consiste pues en proponer un procedimiento de preparación de composiciones hidraulicas util para reducir los efectos indeseables relacionados con la presencia de impurezas nocivas tales como las arcillas. En particular, se investiga un procedimiento tal que sea sencillo, rapido, fiable y poco costoso y no necesite equipos sofisticados.

Este objetivo se consigue mediante la utilización de polfmeros catiónicos especificos. Asf, la invención tiene por objeto principalmente un procedimiento de inertización de arcillas en las arenas destinadas a la preparación de composiciones hidraulicas, que comprende una etapa que consiste en anadir a la composición o a uno de sus constituyentes un polfmero un polfmero catiónico que presenta una densidad de cargas catiónicas superior a 0, 5 meq/g y una viscosidad intrfnseca inferior a 1 dl/g.

En el contexto de esta exposición, por el termino "polfmero" se entiende un compuesto que conlleva mas de dos unidades monomericas, identicas o diferentes, que presentan un orden especifico o no.

Por el termino "cationicidad" se entiende la densidad de cargas positivas alcanzadas por un compuesto. La cationicidad puede medirse por valoración coloidal.

Por la expresión "viscosidad intrfnseca" se entiende el valor limite de la viscosidad reducida ηi/c a dilución infinita del polfmero. Este valor esta correlacionado con el peso molecular medio de un polfmero.

Por la expresión "composición hidraulica", se entiende toda composición que presenta una toma hidraulica, y muy 45 particularmente los morteros y hormigones destinados al conjunto de mercados de la construcción (edificación, ingenierfa civil o planta de prefabricación) .

Por el termino "arena", se entiende los granulados de un tamano granulometrico medio comprendidos entre 0 y 6 mm, con preferencia entre 0 y 4 mm. Pueden ser de naturaleza completamente mineral, calcarea, silfcea o sílico-calcarea u otras. Esta definición engloba tambien cargas u otros materiales inorganicos específicos susceptibles de estar presentes

en las composiciones hidraulicas.

Por el termino "arcillas" se entiende los silicatos de aluminio y/o de magnesio, principalmente los filosilicatos con estructura en laminas, por lo general espaciadas alrededor de 7 a 14 Angstroms. Este termino apunta no obstante tambien arcillas de otros tipos, principalmente las arcillas amorfas. Entre las arcillas encontradas frecuentemente en las arenas pueden mencionarse principalmente la montmorillonita, la ilita, la caolinita, la moscovita y la clorita. Las arcillas pueden ser de tipo 2:1 pero tambien de tipo 1:1 (caolinita) o 2:1:1 (clorita) .

La invención se basa en la comprobación que los polfmeros catiónicos que presentan una densidad de carga catiónica y un peso molecular específicos, con preferencia junto con polfmeros aniónicos, son particularmente eficaces para inertizar las impurezas en las composiciones hidraulicas.

Segun la invención, los polfmeros catiónicos utiles para optimizar el efecto de inertizante presentan una cationicidad superior a 0, 5 meq/g, con preferencia superior a 1 meq/g, y en particular superior a 2 meq/g.

Segun la invención, el polfmero catiónico presenta ademas un peso molecular expresado por una viscosidad intrfnseca inferior a 1 dl/g, con preferencia inferior a 0, 8 dl/g, y en particular a 0, 6 dl/g.

Los polfmeros catiónicos pueden presentar una estructura lineal, en peine o ramificada. Preferentemente, son de estructura lineal.

Los grupos catiónicos pueden ser principalmente grupos fosfonio, piridinio, sulfonio y amina cuaternaria, siendo estos ultimos los preferidos. Estos grupos catiónicos pueden estar situados en la cadena del polfmero o como grupo pendiente.

Se conocen numerosos polfmeros catiónicos como tales.

Dichos polfmeros pueden obtenerse directamente por uno de los procedimientos de polimerización conocidos, tales como la polimerización por radicales, la policondensación o la poliadición.

Pueden prepararse tambien por modificación despues de la síntesis de un polfmero, por ejemplo por injerto de grupos que llevan una o varias funciones catiónicas en la cadena polimerica que lleva grupos reactivos apropiados.

La polimerización se realiza a partir de al menos un mon6mero que lleva un grupo catiónico o un precursor adaptado.

Los polfmeros catiónicos obtenidos a partir de mon6meros que llevan grupos amina e imina son particularmente utiles. El nitr6geno puede cuaternizarse despues de la polimerización de manera conocida, por ejemplo por alquilación con ayuda de un compuesto alquilante, por ejemplo por cloruro de metilo, o en medio acido por protonación.

Los polfmeros catiónicos que contienen grupos catiónicos de amina cuaternaria son particularmente apropiados.

Entre los mon6meros que llevan ya una función de amina cuaternaria catiónica, se pueden citar principalmente las sales de dialildialquil-amonio, los (met) acrilatos de dialquilaminalquilo cuaternizados, y las (met) acrilamidas N-sustituidas por un dialquilaminoalquilo cuaternizado.

La polimerización puede realizarse con mon6meros no iónicos, preferentemente de cadena corta, que llevan 2 a 6 atomos de carbono. Los mon6meros aniónicos pueden asfmismo estar presentes en la medida en que no afectan a los grupos catiónicos.

En cuanto a la modificación de los polfmeros por injerto, se pueden citar los polfmeros naturales injertados, tales como los almidones catiónicos.

De manera ventajosa el polfmero catiónico que contiene grupos cuya cationicidad no se manifiesta mas que en medio acido. Los grupos de aminas terciarias, catiónicos por protonación en medio acido, son particularmente... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de inertización de arcillas en las arenas destinadas a la preparación de composiciones hidraulicas, que comprende una etapa que consiste en anadir a la composición o a uno de sus constituyentes un polfmero catiónico que presenta una densidad de cargas catiónicas superior a 0, 5 meq/g y una viscosidad intrfnseca inferior a 1 dl/g, realizandose la medida de viscosidad intrfnseca en una solución de NaCl a 3 moles/l, con un viscosfmetro capilar de tipo Ubbelhode, a 25OC.

2. Procedimiento segun la reivindicación 1, en el que el polfmero presenta una densidad de cargas catiónicas superior a 2 meq/g.

3. Procedimiento segun la reivindicación 1, en el que el polfmero presenta una viscosidad intrfnseca inferior a 0, 6 dl/g.

4. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que el polfmero catiónico es lineal.

5. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que el polfmero catiónico contiene grupos catiónicos en la cadena principal.

6. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el polfmero catiónico contiene grupos de aminas cuaternarias.

7. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el polfmero se prepara por condensación de epiclorhidrina con una dialquilamina.

8. Procedimiento segun la reivindicación 7, en el que la dialquilamina es la dimetilamina.

9. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el polfmero puede obtenerse por condensación de diciandiamida con formol, en presencia de:

A) un polialquilenglicol.

10. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 6 o 9, en el que el polfmero puede obtenerse por condensación de diciandiamida con formol, en presencia de:

8) un policarboxilato polialcoxilado.

11. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 6, 9 o 10, en el que el polfmero puede obtenerse por condensación de diciandiamida con formol, en presencia de:

C) un derivado de amonio.

12. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 9 a 11, en el que el polialquilenglicol es un compuesto de fórmula (I) siguiente:

R2-OrR1-O]n-R3

en la que: R1 es un grupo alquilo de C1 a C4; R2 y R3 son independientemente uno del otro una atomo de hidr6geno o un grupo alquilo de C1 a C4, ; y n es un numero de 25 a 1000.

13. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 9 a 12, en el que la relación molar entre formol y diciandiamida esta comprendida en el intervalo entre0, 8:1 y 4:1.

14. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 9 a 13, en el que el polialquilenglicol es un polietilenglicol.

15. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 10 a 14, en el que el policarboxilato polialcoxilado tiene la fórmula (II) siguiente:

en la que: R1 y R2 son, independientemente uno del otro, un atomo de hidr6geno o un grupo metilo; R3 y R4 son, independientemente el uno del otro un grupo alquileno de C1 a C4;

R5 es un atomo de hidr6geno o un grupo alquilo de a C4; m es un numero entero de 2 a 100; p es un numero entero de 2 a 100; y q es un numero entero de 2 a 100.

16. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 10 a 15, en el que el policarboxilato polialcoxilado tiene un 10 fndice de ester de 10 a 60%.

17. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 11 a 16, en el que el ión amonio del derivado de amonio presenta la fórmula (IV) siguiente: NH (R6) 3+ en la que los grupos R6 son identicos o diferentes y significan H o un grupo alquilo de C1 a C6.

18. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 11 a 17, en el que el derivado de amonio es el cloruro am6nico, el bromuro am6nico y el yoduro am6nico, el sulfato am6nico o el acetato am6nico.

19. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 11 a 18, en el que la relación molar entre el compuesto C y la diciandiamida es de 1 a 1, 5.

20. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 19, en el que la composición hidraulica es un hormig6n 20 o un mortero.

21. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 20, en el que la composición hidraulica no contiene superplastificante.

22. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 21, en el que el polfmero catiónico se anade por pulverización de una solución acuosa.

23. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 22, en el que el polfmero se anade en cantera.

24. Procedimiento segun una de las reivindicaciones 1 a 22, en el que el polfmero se anade en la planta de hormig6n.