Masas resistentes a los ácidos y que fraguan hidráulicamente.

Masas resistentes a los ácidos y que fraguan hidráulicamente a base de

a) arena siderúrgica,

b) una o varias puzolanas,

c) una o varias cargas,

d) uno o varios polímeros a base de monómeros etilénicamente insaturados,así como agua.

Masas resistentes a los ácidos y que fraguan hidráulicamente La invención se refiere a masas resistentes a los ácidos y que fraguan hidráulicamente, a procedimientos para su preparación así como su aplicación.

Mientras que la corrosión de metales en instalaciones de aguas residuales ha encontrado desde hace tiempo atención, la importancia de la corrosión en hormigón o morteros ha llamado la atención sólo en los últimos años. Daños por corrosión, en particular daños por corrosión condicionados por procesos metabólicos microbianos de compuestos de azufre, cuentan como los tipos de daño que se manifiestan más a menudo en el caso de canales de aguas residuales; a ello se añaden daños en el caso de mecanismos de bombeo y en instalaciones de depuración de aguas residuales (estaciones depuradoras) . La destrucción corrosiva de superficies de hormigón o de mortero por parte de ácido sulfúrico biológicamente formado (biógeno) se observa también en instalaciones de biogás. El ácido sulfúrico se forma por bacterias del tipo Thiobacillus en calidad de producto final del metabolismo, que viven en la zona aerobia de instalaciones de aguas residuales o instalaciones de biogás. Por parte del ácido sulfúrico son atacados el ladrillo de cemento y aditivos calcáreos (ataque disolvente e impulsor) . Los efectos son considerables: se indica que la avance de la corrosión, en función de las condiciones, es de 6 a 10 mm/año. Como resultado de ello, se manifiesta una superficie de hormigón lavado típica del hormigón dañado (puesta al descubierto del grano de la roca) .

Por el estado conocido de la técnica se sabe mejorar la resistencia a los ácidos de hormigón mediante la combinación de cementos con aditivos puzolánicos: el documento JP 2002160960 A2 describe una composición que fragua hidráulicamente a base de cemento de aluminato con aditivos puzolánicos tales como cenizas volantes. A partir del documento JP 2003055019 A2 se describen composiciones a base de cemento y un polvo puzolánico fino. El documento JP 2006327868 A2 describe composiciones a base de cemento de aluminato, arena siderúrgica y un aditivo reductor de la magnitud de merma. Objeto del documento JP 2006-225221 A2 son composiciones de mortero con cemento de aluminato de calcio, puzolanas y arena siderúrgica sin contenido en hierro, eventualmente mezclados además con dispersión de polímeros o fibras. En el documento JP 2006/044958 A2 se describe un mortero resistente a los ácidos a base de cemento de aluminato, arena siderúrgica, dispersión de polímeros y aditivo reductor de la magnitud de merma. A partir del documento KR 20040089995 A se conoce una composición de mortero con cemento Portland, arena siderúrgica, otro aglutinante inorgánico, polímero de acrilato o estirenobutadieno. Objeto del documento EP 1614670 A2 son sistemas de mortero con cemento a base de clinker de cemento Portland, cemento de aluminato de calcio así como aditivos del grupo de las puzolanas o materiales hidráulicos latentes. Una composición similar la describe el documento JP 2007001802 A2 con cemento Portland, puzolana, aglutinante hidráulico latente tal como arena siderúrgica, pudiéndose agregar, eventualmente, además dispersión de polímeros, polímero soluble en agua o arcilla expandida.

Estos sistemas muestran ciertamente, en virtud de la porción de cemento, un comportamiento de fraguado rápido, pero la resistencia a los ácidos sigue sin ser satisfactoria.

Por lo tanto, existía la misión de proporcionar composiciones para masas resistentes a los ácidos y que fraguan hidráulicamente, que presenten una elevada resistencia a los ácidos y que también dispongan de una estabilidad mecánica extraordinaria.

Se ha encontrado que el problema se puede resolver con una combinación de aglutinantes a base de arena siderúrgica y porción de polímeros a la que se pueden añadir además puzolanas y, eventualmente, pequeñas porciones de cementos habituales.

Objeto de la invención son masas resistentes a los ácidos y que fraguan hidráulicamente a base de a) arena siderúrgica,

b) una o varias puzolanas,

c) una o varias cargas,

d) uno o varios polímeros a base de monómeros etilénicamente insaturados,

así como agua.

La arena siderúrgica o la arena de escorias se obtiene mediante granulación de escorias de altos hornos. La arena siderúrgica se compone, por lo general, de 30 a 45% en peso de CaO, 30 a 45% en peso de SiO2, 5 a 15% en peso de Al2O3, 4 a 17% en peso de MgO, 0, 5 a 1% en peso de S y trazas de otros elementos. La composición varía en función de los materiales de partida del alto horno. Arenas siderúrgicas adecuadas se pueden adquirir en el comercio, por ejemplo bajo la denominación Slagstar® de Baumit o Merit 5000 de SSAB Merox. Por lo general, las masas resistentes a los ácidos y que fraguan hidráulicamente contiene 10 a 50% en peso del componente a) , preferiblemente 15 a 30% en peso, de manera particularmente preferida 20 a 25% en peso, en cada caso referido al peso seco total de las masas.

Las puzolanas b) son materiales con contenido en ácido silícico o con contenido en ácido silícico y arcilla, naturales o sintéticos. Se diferencia entre puzolanas naturales y sintéticas. A las puzolanas naturales pertenecen cenizas ricas en vidrio y rocas de origen volcánico, por ejemplo pumita (piedra pómez) , trass (toba finamente molida) , tierra de Santorini, tierra de diatomeas, piedras de bruñir (rocas silíceas) , pizarra silícea y tierra Moler. Puzolanas sintéticas son arcilla calcinada y molida (harina de ladrillo) , cenizas volantes tales como cenizas tales como cenizas de centrales térmicas a base de hulla, polvo de sílice, cenizas de pizarras bituminosas (pizarra bituminosa = pizarra bituminosa con contenido en cal) así como caolín calcinado (metacaolín) . Se prefieren las puzolanas sintéticas, de manera particularmente preferida cenizas volantes o polvo de sílice. La cantidad de partida asciende a 0, 1 hasta 50% en peso, preferiblemente a 0, 5 hasta 30% en peso, de manera particularmente preferida a 0, 5 hasta 20% en peso, en cada caso referido al peso en seco total de las masas.

Ejemplos de cargas adecuadas c) son arena de cuarzo, harina de cuarzo, carbonato de calcio, dolomita, silicatos de aluminio, arcilla, greda, hidrato de cal blanca, talco o mica, o también cargas ligeras tales como pumita, vidrio esponjoso, hormigón esponjoso, perlita, vermiculita, nanotubos de carbono (CNT – siglas en inglés) . También pueden emplearse mezclas arbitrarias de las cargas mencionadas. Se prefieren arena de cuarzo y harina de cuarzo. En general, las masas resistentes a los ácidos y que fraguan hidráulicamente contienen 30 a 90% en peso, preferiblemente 40 a 80% en peso de cargas, en cada caso referido al peso seco total de las masas.

Polímeros d) adecuados son homopolímeros y polímeros mixtos de uno o varios monómeros del grupo que comprende ésteres vinílicos de ácidos alquilcarboxílicos no ramificados o ramificados con 1 a 15 átomos de C, ésteres del ácido metacrílico y ésteres del ácido acrílico de alcoholes con 1 a 15 átomos de C, compuestos vinilaromáticos, olefinas, dienos o haluros de vinilo.

Ésteres vinílicos preferidos son acetato de vinilo, propionato de vinilo, butirato de vinilo, 2-etilhexanoato de vinilo, laurato de vinilo, acetato de 1-metilvinilo, pivalato de vinilo, y ésteres vinílicos de ácidos monocarboxílicos alfaramificados con 9 a 13 átomos de C, por ejemplo VeoVa9® o VeoVa10® (nombres comerciales de la razón social Resolution) . Acetato de vinilo es particularmente preferido. Ésteres del ácido metacrílicos o ésteres del ácido acrílico preferidos son acrilato de metilo, metacrilato de metilo, acrilato de etilo, metacrilato de etilo, acrilato de propilo, metacrilato de propilo, acrilato de n-butilo, metacrilato de n-butilo, acrilato de 2-etilhexilo, acrilato de norbornilo. Particularmente preferidos son acrilato de metilo, metacrilato de metilo, acrilato de n-butilo y acrilato de 2-etilhexilo. Ejemplos de olefinas y dienos son etileno, propileno y 1, 3-butadieno. Compuestos vinilaromáticos adecuados son estireno y viniltolueno. Un haluro de vinilo adecuado es cloruro de vinilo.

Se prefieren polímeros mixtos de acetato de vinilo con etileno, polímeros mixtos de acetato de vinilo con etileno y uno o varios otros ésteres vinílicos, polímeros mixtos de acetato de vinilo con etileno y ésteres del ácido (met) acrílico, polímeros mixtos de acetato de vinilo con etileno y cloruro de vinilo, polímeros mixtos de cloruro de vinilo y etileno, polímeros de ésteres del ácido (met) acrílico, copolímeros de estireno-ácido acrílico, copolímeros de estireno-1, 3-butadieno.

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1. Masas resistentes a los ácidos y que fraguan hidráulicamente a base de a) arena siderúrgica,

b) una o varias puzolanas, c) una o varias cargas, d) uno o varios polímeros a base de monómeros etilénicamente insaturados, así como agua.

2. Masas según la reivindicación 1, caracterizadas porque como polímeros d) están contenidos uno o más del grupo que comprende polímeros mixtos de acetato de vinilo con etileno, polímeros mixtos de acetato de vinilo con etileno y uno o varios otros ésteres vinílicos, polímeros mixtos de acetato de vinilo con etileno y ésteres del ácido (met) acrílico, polímeros mixtos de acetato de vinilo con etileno y cloruro de vinilo, polímeros mixtos de cloruro de vinilo y etileno, polímeros de ésteres del ácido (met) acrílico, copolímeros de estireno-ácido acrílico, copolímeros de estireno-1, 3-butadieno.

3. Masas según las reivindicaciones 1 a 2, caracterizadas porque como polímeros d) están contenidos polímeros modificados de modo hidrófobo con compuestos orgánicos de silicio y/o (derivados de) ácidos grasos.

4. Masas según las reivindicaciones 1 a 3, caracterizadas porque los polímeros d) están contenidos en forma de sus dispersiones acuosas o como polvos de polímeros redispersables en agua.

5. Masas según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizadas porque están contenidas combinaciones de polímeros que no están modificados de modo hidrófobo con polímeros modificados de modo hidrófobo.

2.

6. Masas según las reivindicaciones 1 a 5, caracterizadas porque está contenido < 20% en peso de cemento normal DIN E.

19. 1, referido al peso seco total de las masas.

7. Uso de las masas según las reivindicaciones 1 a 6, para el revestimiento de obras o como mortero para juntas 30 o como mortero de reparación o como pegamento.