Procedimiento para la reducción de la contracción de agentes aglutinantes hidráulicos.

Agente para la reducción de la contracción de agentes aglutinantes hidráulicos,

caracterizado porque contiene o se compone de

a) 5-40 % en peso de por lo menos una alcanolamina de la fórmula I

R-NH- (AOH), siendo R un grupo alquilo de C1-C6 alifático, lineal o ramificado o cíclico, y A es un grupo C2H4 o respectivamente C3H6, así como

b) 0-90 % en peso de por lo menos un compuesto hidroxílico, siendo los compuestos hidroxílicos uno o varios dioles y/o

c) 0-90 % en peso de por lo menos un compuesto de éter, siendo la suma de b) y c) de por lo menos 60 % en peso.

Procedimiento para la reducción de la contracción de agentes aglutinantes hidráulicos.

Es objeto del presente invento un agente, que contiene una alcanolamina, para la reducción de la contracción en agentes aglutinantes hidráulicos, conteniendo el mencionado agente determinadas alcanolaminas de la fórmula R-NH- (AOH) en combinación con dioles y/o éteres o componiéndose de ellas. Además, se describe un procedimiento para la reducción de la contracción por desecación de agentes aglutinantes tales como un cemento, un cemento mixto, puzolanas y unos morteros y hormigones producidos a partir de éstas/os, mediante un agente que reduce la contracción (agente reductor de la contracción) de este tipo.

Los sistemas de agentes aglutinantes hidráulicos pasan por una serie de etapas en el transcurso de su proceso total de endurecimiento. Las primeras modificaciones de las dimensiones antes de la rigidificación, encontrándose entre éstas la contracción plástica, pueden ser absorbidas todavía por la masa que se endurece, y pueden ser corregidas las fuerzas que resultan de ello. Sin embargo, las modificaciones del volumen a causa de la pérdida de agua en el estado endurecido ya no pueden ser compensadas por el sistema. Por esta razón, a pesar de su pequeño orden de magnitud, ellas conducen a la formación de fisuras y deformaciones en esta masa. Mediante estas fisuras se facilita el ataque de ciertas sustancias sobre la piedra (masa) de cemento y/o una eventual armadura de acero, y el agua que penetra puede conducir mediante congelación a la destrucción de la estructura. En conjunto, la durabilidad de una construcción es reducida drásticamente mediante esta contracción por desecación.

Ya se conocen diversas sustancias, que reducen la contracción por desecación de un hormigón. Las más habituales en este caso son, sobre todo, glicoles y poliglicoles así como glicol-éteres y poliglicol-éteres. Todas éstas son sustancias que pueden reducir la contracción. Junto a esto, hay también unos tipos, que mediante una expansión, alcanzan una compensación de la reducción resultante del volumen.

Dentro de esta clase entran unas sustancias, que forman gases en un medio alcalino, tales como compuestos de hidrazina (nitrógeno) o polvos de aluminio (hidrógeno) así como polvos de hierro, cuya actividad está basada en el aumento del volumen en el caso de la formación de óxido de hierro (herrumbre) . Por lo demás, también pasan a emplearse sulfoaluminatos de calcio como compuestos precursores para la voluminosa etringita y para el óxido de calcio calcinado. Todas estas sustancias son polvos y presentan, por lo tanto, ciertas desventajas al realizar la dosificación, además, ellas tienen que ser añadidas en elevadas proporciones porcentuales.

Los agentes formadores de gases presentan de por sí ciertas desventajas, puesto que estos gases también pueden resultar ya antes de la adición al hormigón, y un desprendimiento de hidrógeno es considerado, por lo general, como crítico en una obra de construcción.

Los compuestos precursores cementosos son muy grandemente dependientes de las condiciones reinantes tales como la composición del cemento, la temperatura, la humedad del entorno y el grado de hidratación del cemento, y pueden conducir a una expansión espontánea en el estado endurecido. La formación de etringita asimismo solicitada, puede tener unas influencias desventajosas sobre la durabilidad de una tal construcción.

Por lo general, se puede retener también el hecho de que con estas sustancias activas expansivas sólo se alcanza una corrección del momento de comienzo de la subsiguiente contracción por desecación. Sin embargo, el orden de magnitud de la masa contraída de por sí sigue siendo igual, y por consiguiente, unas deformaciones - tales como las que se han mencionado más arriba - pueden conducir a daños a pesar de todo.

Diversas sustancias que contienen grupos hidroxilo ya son conocidas como posibles agentes reductores de la contracción. Así, se han propuesto ciertos alcoholes inferiores (véase el documento de patente japonesa JP 1129578/89) , que sin embargo plantean problemas a causa de su muy bajo punto de inflamación.

Unos sistemas de más alto peso molecular, tales como unos aductos de alcoholes y óxidos de alquileno o de alquilfenoles y óxidos de alquileno (véanse p.ej. los documentos JP 37259/81 o 10947/87) tienen que ser añadidos en unas cantidades muy grandes, para conseguir el resultado deseado.

También se han propuesto diversos polioles de menor tamaño. Así, unos compuestos con hidroxilos terminales del tipo CnH2n (OH) 2 han sido mencionados como eficaces por Schulze en 1987 (documento EP 0 308 950) , y diversos documentos de publicación de solicitudes de patentes japonesas (p.ej.: los 55-027819 o 06-072748) apuntan a unos tipos similares o a unos casos especiales. En los últimos tiempos, se investigaron ulteriormente de manera especial unos alcanodioles secundarios o respectivamente terciarios y fueron encontrados como eficaces (véase el documento de solicitud de patente internacional WO 96/06058) .

Unos dioles que contienen éteres ya han sido mencionados de un modo general en 1985 por Goto como agentes reductores de la contracción (véase el documento de patente de los EE.UU. US 4 547 223) . Unos tipos especificados de un modo más exacto hallan un más amplio interés desde hace algún tiempo y son descritos como eficaces (véanse los documentos WO 95/30630 y WO 96/27563 de Shawl así como los documentos WO 96/27564, WO 96/27565 y US 5 618 344 de Berke) .

Como clases adicionales de sustancias, en 1989 han sido mencionadas por Okuno unas resinas amínicas solubles en agua en combinación con ciertas sales metálicas de ácidos grasos (documento de patente europea EP 0 359 068) . Por el contrario, Abdelrazig informó en 1994 en los documentos US 5 326 396 y 5 326 397 sobre unos buenos resultados con amidas o respectivamente de un modo general con compuestos de formilo.

En lo que respecta a las alcanolaminas, el documento US 3 583 880 enseña que se puede reducir la contracción de productos porosos por medio de la aplicación de, entre otras sustancias, unas alcanolaminas sobre unos cuerpos inorgánicos ya producidos. Abdelrazig describió finalmente (en el documento US 5 389 143) en 1995 unas a, ºalcanolaminas, que ciertamente pueden reducir la contracción de una manera eficaz, pero que por desgracia son muy caras. Las alcanolaminas descritas por Abdelrazig tienen la fórmula general pudiendo ser los R1 y R2, independientemente entre sí, hidrógeno o un grupo alquilo lineal o ramificado. Los R3 y R4 pueden ser asimismo, independientemente entre sí, hidrógeno o un grupo alquilo lineal o ramificado, con la condición de que los R3 y R4 deben de tener, considerados conjuntamente, por lo menos 2 átomos de carbono, de tal manera que se excluya en particular que R3 = H y R4 = H.

Todos estos mencionados agentes reductores de la contracción tienen una o varias desventajas. A causa de la alta dosificación y/o de su precio de producción, ellos no son rentables y, debido a su actividad superficial, ellos destruyen el efecto de los agentes formadores de poros de aire, ellos, debido a su inflamabilidad / punto de inflamación no se pueden emplear convenientemente en las obras de construcción, o ellos retardan drásticamente el desarrollo de la resistencia mecánica de los sistemas cementosos.

Por lo tanto, constituye una misión del presente invento poner a disposición un agente reductor de la contracción así como un procedimiento para la reducción de la contracción de agentes aglutinantes hidráulicos, que evite por lo menos parcialmente las desventajas arriba mencionadas. Muy especialmente, fue una misión del presente invento poner a disposición un agente reductor de la contracción que, por una parte, sea barato, fácil de producir y se pueda manipular sin problemas, y que además de esto desarrolle un buen efecto reductor de la contracción. Además, por medio del agente reductor de la contracción no se debería perjudicar a la estabilidad frente a las heladas del hormigón resultante, por el hecho de que como consecuencia de la adición del agente reductor de la contracción la cantidad de aire presente en el hormigón disminuye a un nivel demasiado bajo. Otra misión adicional fue poner a disposición un procedimiento para la reducción de la contracción del hormigón, que sea en particular barato y racional. Los problemas planteados por estas misiones son resueltos de acuerdo con las reivindicaciones independientes. Unas formas de realización... [Seguir leyendo]

1. Agente para la reducción de la contracción de agentes aglutinantes hidráulicos, caracterizado porque contiene o se compone de a) 5-40 % en peso de por lo menos una alcanolamina de la fórmula I

R-NH- (AOH) , siendo R un grupo alquilo de C1-C6 alifático, lineal o ramificado o cíclico, y A es un grupo C2H4 o respectivamente C3H6, así como

b) 0-90 % en peso de por lo menos un compuesto hidroxílico, siendo los compuestos hidroxílicos uno o varios dioles y/o c) 0-90 % en peso de por lo menos un compuesto de éter, siendo la suma de b) y c) de por lo menos 60 % en peso.

2. Agente reductor de la contracción de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque contiene o se compone de una combinación de a) 10-40 % en peso de por lo menos una alcanolamina de la fórmula I así como

b) 0-90 % en peso de por lo menos un compuesto hidroxílico y/o

c) aproximadamente 0-90 % en peso de por lo menos un compuesto de éter, siendo la suma de b) y c) de por lo menos 60 % en peso.

3. Agente reductor de la contracción de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la alcanolamina se escoge entre el conjunto que se compone de N-propil-aminopropanol, N-butil-aminopropanol, 2- (n-butil-amino) etanol, 2- (terc. butil-amino) -etanol y 2- (ciclohexil-amino) -etanol.

4. Agente reductor de la contracción de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 hasta 3, caracterizado porque las alcanolaminas se presentan en una forma libre o como sales de un ácido orgánico o inorgánico o como una mezcla.

5. Agente reductor de la contracción de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 hasta 4, caracterizado porque los compuestos hidroxílicos son unos dioles, que se escogen entre el conjunto que se compone de 2, 2dimetil-1, 3-pentanodiol, 2, 5-dimetil-2, 5-hexanodiol, 2-etil-1, 3-hexanodiiol, 1, 6-hexanodiol, 1, 5-pentanodiol, hexilenglicol y un poli (propilenglicol) .

6. Agente reductor de la contracción de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 hasta 5, caracterizado porque el éter se escoge entre el conjunto que se compone de di (etilenglicol) -monobutil-éter, tri (etilenglicol) monobutil-éter, tri (etilenglicol) -monometil-éter, di (propilenglicol) -monobutil-éter y un aducto etoxilado de neopentilglicol.

7. Agente reductor de la contracción de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 hasta 6, caracterizado porque contiene agua y/o un disolvente no acuoso, porque es una dispersión o una emulsión o una solución, y porque de manera preferida la suma de los tantos por ciento en peso de la alcanolamina de la fórmula I, del compuesto hidroxílico y/o del compuesto de éter, es d.

5. 80 % en peso.

8. Procedimiento para la reducción de la contracción de agentes aglutinantes hidráulicos en una forma pura o como una mezcla con agentes aglutinantes latentemente hidráulicos o como materiales de carga inertes, así como un mortero o un hormigón producido a partir de éstos, caracterizado porque a una mezcla, que contiene un agente aglutinante, se le añade un agente reductor de la contracción de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 hasta 7.

9. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8, caracterizado porque los agentes aglutinantes hidráulicos son cementos, los agentes aglutinantes latentemente hidráulicos se escogen entre el conjunto que se compone de cenizas volantes, escorias vítreas de altos hornos, un material de combustión de pizarra oleaginosa, puzolanas naturales o sílice de pirólisis y los materiales de carga inertes son un polvo fino de roca.

10. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 8 ó 9, caracterizado porque el agente reductor de la contracción se añade en una proporción de 0, 001 - 6, 0 % en peso, de manera preferida de 1 a 3 % en peso, referida al peso del agente aglutinante.

11. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 hasta 10, caracterizado porque el agente reductor de la contracción es un polvo, una dispersión o una emulsión en agua y/o en un disolvente no acuoso, o una solución en agua y/o en un disolvente no acuoso.

12. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 hasta 11, caracterizado porque el agente

reductor de la contracción pasa a usarse mezclado previamente en agentes aglutinantes hidráulicos o en morteros y hormigones secos.

13. Procedimiento de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 8 hasta 12, caracterizado porque el agente reductor de la contracción se añade y mezcla al realizar la producción del agente aglutinante en la fábrica, antes de o durante la molienda.

14. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 8 hasta 13, caracterizado porque el agente reductor de la contracción se añade al agente aglutinante seco o mezclado con agua, al mortero o al hormigón en la fábrica, en el sitio de la obra de construcción, en el mezclador, en la bomba de transporte o a través de un mezclador estático con un aparato dosificador de polvos o con un aparato dosificador de líquidos, directamente en la mezcla.

15. Utilización del agente de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 hasta 7 para la reducción de la 15 contracción de agentes aglutinantes hidráulicos.