Acelerador para la reactivación de sistemas cementosos retardados.

Acelerador B para el fraguado y endurecimiento de composiciones cementosas,

que comprende al menos un óxido de aluminio X y al menos un componente retardador K, en donde el acelerador B comprende 40 a 99,9% en peso del óxido de aluminio X, y 0,1 a 80% en peso del al menos un componente retardador K, con respecto en cada caso al peso total del acelerador B, y en donde el al menos un componente retardador K es un ácido orgánico S, una sal del mismo, un derivado de azúcar, un derivado de ácido fosfórico, un derivado de ácido fosfónico y/o un ácido hidroxi- o policarboxílico, y en donde el óxido de aluminio X es óxido de aluminio flameado ("flashed alumina"), óxido de aluminio calcinado o un óxido de aluminio alfa.

Acelerador para la reactivación de sistemas cementosos retardados.

Campo técnico

La invención se refiere al campo de la reactivación de sistemas cementosos retardados. De manera especial, la presente invención se refiere a un acelerador del fraguado y endurecimiento de composiciones cementosas, que comprende al menos un óxido de aluminio y al menos un componente retardador, en donde el al menos un componente retardador es un ácido orgánico, una sal del mismo, un derivado de azúcar, un derivado de ácido fosfórico, un derivado de ácido fosfónico y/o un ácido hidroxi- o policarboxílico. Adicionalmente, la invención se refiere a una composición cementosa retardada procesable que comprende cemento, agua, al menos un retardador y al menos un acelerador según la invención, al uso del acelerador según la invención para la reactivación de una composición cementosa retardada, así como al procedimiento para acelerar la solidificación y el endurecimiento de composiciones cementosas retardadas.

Estado de la técnica El control de la hidratación de sistemas de fraguado hidráulico es una de las tareas más complejas en la química de la construcción. Una posibilidad para controlar el tiempo de fraguado de adhesivos hidráulicos, en particular del cemento, consiste en el retraso controlado de las masas cementosas, seguido de la subsiguiente activación de la hidratación del cemento. El control de la hidratación es de utilidad en una serie de diferentes situaciones, por ejemplo en la recuperación de hormigón no consumido, en situaciones en las que, por motivos de precio y/o de conveniencia, el hormigón se prepara en un lugar remoto y posteriormente se transporta al sitio de trabajo en estado de fraguado retardado, o en aplicaciones de hormigón proyectado, en las que se requieren tiempos de trabajo prolongados seguidos de tiempos de fraguado rápidos.

Por una parte, se necesita un retraso suficiente del fraguado para garantizar el transporte desde la planta de producción hasta el sitio de procesamiento y, por otra parte, se requiere un endurecimiento lo más rápido posible tras la llegada al lugar de procesamiento. Dado que, sin embargo, los periodos de procesamiento en el sitio de la construcción varían, no es posible establecer un retraso exacto sobre el momento preciso de la aplicación. Debido a la mayor dosificación de retardador que se necesita, el endurecimiento se retrasa.

El control de la hidratación se puede llevar a cabo, por ejemplo, utilizando dos aditivos diferentes, un retardador para retrasar el fraguado, y un acelerador o activador para activar el fraguado del sistema cementoso en un momento deseado.

Se conocen numerosas sustancias que aceleran el fraguado y endurecimiento del hormigón. Son habituales, por ejemplo, sustancias reactivas fuertemente alcalinas tales como hidróxidos alcalinos, carbonatos alcalinos, silicatos alcalinos, aluminatos alcalinos y cloruros alcalino-térreos. Sin embargo, con las sustancias reactivas fuertemente alcalinas el material procesado puede experimentar alteraciones tales como abrasiones, que reducen la resistencia final y la durabilidad del hormigón.

Por el documento US 5629048 se conocen aceleradores del fraguado para preparaciones cementosas, que comprenden sales hidrosolubles, en especial sales de metales alcalinos de los ácidos cítrico, málico o citramálico. El documento EP 0402319 B1 describe una preparación cementosa que comprende un retardador del endurecimiento, un acelerador del endurecimiento, un dispersante del cemento y un dispersante del cemento de liberación lenta, en donde el acelerador del endurecimiento se selecciona entre los carbonatos de metales alcalinos y alcalino-térreos, aluminatos de metales alcalinos y alcalino-térreos, alumbre calcinada y aluminato de calcio.

Por el documento US 5427617 A1 se conoce un procedimiento para el reprocesamiento de mezclas de hormigón no utilizadas, en el que antes del endurecimiento del hormigón se agrega un retardador y, al final del periodo de retraso deseado, se agrega un acelerador para conseguir que la mezcla de hormigón esté nuevamente en estado endurecible. El acelerador se compone de un compuesto del grupo de las sales de calcio, tiocianatos, trietanolamina y glicol-urilo.

El documento US 5634972 describe un método para controlar la hidratación de mezclas de agua-cemento, formado por la adición de una parte de retardador compuesto por una sal neutra de un ácido monohidroxi-carboxílico di-o multifuncional al inicio de la mezcla, y una parte activadora adicional, compuesta por la sal neutra de un ácido monohidroxi-carboxílico di- o multifuncional, en caso de que se desee la activación. El ácido carboxílico se selecciona del grupo que consiste en ácido cítrico, ácido málico y ácido 2-metil-málico.

Los sistemas actualmente conocidos, en los que la hidratación de un hormigón retardado se acelera por la adición de un acelerador del fraguado, se refieren al hormigón proyectado. Los métodos conocidos para el control de la hidratación tienen el inconveniente de que las mezclas cementosas fraguan muy rápidamente después de la adición del acelerador. Con frecuencia, se trata de una característica deseada especialmente en la aplicación como hormigón proyectado. Sin embargo, estos sistemas conocidos no son apropiados cuando la mezcla cementosa se debe seguir procesando tras la activación. Con los sistemas conocidos para la aplicación de hormigón proyectado no es posible realizar un procesamiento adicional tras la activación. Inconvenientes adicionales de los aceleradores del fraguado y endurecimiento conocidos son, además, una resistencia inicial relativamente baja durante las primeras horas y días, y una estabilidad insuficiente de la solución.

Existe igualmente la necesidad de poner a punto un acelerador del fraguado y endurecimiento con el que se pueda activar en cualquier momento una composición de mortero u hormigón de endurecimiento rápido, en donde la composición de mortero u hormigón pueda seguir siendo procesada, y la composición de mortero u hormigón exhiba una elevada resistencia inicial y haga posible de este modo un desencofrado temprano.

Compendio de la invención La invención tiene como misión poner a punto un acelerador del fraguado y del endurecimiento que, por una parte, acelere el fraguado, pero, por otra parte, que permita, tras la adición a una mezcla de cemento u hormigón, el procesamiento adicional de la mezcla de cemento u hormigón durante un periodo de tiempo determinado. Además, es deseable obtener con el acelerador una resistencia inicial lo más alta posible.

De acuerdo con la invención, esto se consigue por medio de las características de las reivindicaciones independientes.

Entre otras, las ventajas de la invención se centran en que la composición cementosa Z sigue siendo procesable tras la activación de la mezcla de cemento u hormigón con el acelerador B de la invención. Esto permite fabricar un hormigón bombeado prolongadamente retardado que se puede dejar en el lugar durante un periodo de tiempo máximo predefinido. Si se desea, el hormigón o una parte del hormigón se puede activar y ser usado a continuación. La activación da lugar a una fuerte aceleración el fraguado que, al contrario que en el hormigón no activado, conduce a una importante resistencia inicial y permite, por ejemplo, también un desencofrado temprano. Después de la activación del hormigón, sin embargo, se conserva intacta la procesabilidad durante un tiempo deseado.

La invención comprende, además, el uso del acelerador B según la invención para la reactivación de una composición cementosa retardada Z1, que comprende agua, cemento y al menos un retardador V1, en donde el retardador V1 es un derivado de azúcar, un derivado de ácido fosfórico, un derivado de ácido fosfónico y/o un ácido hidroxi- o policarboxílico. Adicionalmente, la invención comprende una composición cementosa retardada y procesable Z que comprende (a) cemento, (b) agua, (c) al menos un retardador V1 y (d) al menos un acelerador B según la invención, un procedimiento para su fabricación, así como un procedimiento para acelerar el fraguado y endurecimiento de composiciones cementosas retardadas. A partir de la descripción y de las reivindicaciones subordinadas se deducirán configuraciones ventajosas adicionales.

Formas de llevar a cabo la invención El acelerador B del fraguado y endurecimiento de composiciones cementosas según la invención comprende al menos un óxido de aluminio X y al menos un componente retardador K, en donde el acelerador B comprende 40 hasta 99, 9% en peso del óxido de aluminio X y 0, 1 hasta 80% en peso del al menos un componente retardador K, referidos en todos los casos... [Seguir leyendo]

1. Acelerador B para el fraguado y endurecimiento de composiciones cementosas, que comprende al menos un óxido de aluminio X y al menos un componente retardador K, en donde el acelerador B comprende 40 a 99, 9% en peso del óxido de aluminio X, y 0, 1 a 80% en peso del al menos un componente retardador K, con respecto en cada caso al peso total del acelerador B, y en donde el al menos un componente retardador K es un ácido orgánico S, una sal del mismo, un derivado de azúcar, un derivado de ácido fosfórico, un derivado de ácido fosfónico y/o un ácido hidroxi- o policarboxílico, y en donde el óxido de aluminio X es óxido de aluminio flameado (“flashed alumina”) , óxido de aluminio calcinado o un óxido de aluminio alfa.

2. Acelerador B según la reivindicación 1, caracterizado por que el componente retardador K es una sal de un ácido orgánico S, en donde la sal es una sal de metal alcalino o alcalino-térreo.

3. Acelerador B según la reivindicación 2, caracterizado por que el componente retardador K es formiato de calcio o acetato de calcio.

4. Acelerador B según la reivindicación 1, caracterizado por que el componente retardador K es ácido fórmico, ácido acético o ácido oxálico.

5. Acelerador B según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el componente retardador comprende o está compuesto por derivados de azúcar, derivados de ácido fosfórico, derivados de ácido fosfónico y/o ácidos hidroxi- o policarboxílicos.

6. Acelerador B según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que el acelerador comprende un plastificante P, en donde el plastificante P comprende o está compuesto por lignosulfonatos, condensados sulfonados de naftalina-formaldehido, condensados sulfonados de melamina-formaldehido, o plastificantes de policarboxilato.

7. Acelerador B según la reivindicación 6, caracterizado por que el acelerador B comprende 55 a 85% en peso del óxido de aluminio X, 1 a 60% en peso, preferiblemente 10 a 45% en peso de al menos el ácido orgánico S y/o sus sales y/o del derivado de azúcar, el derivado de ácido fosfórico, el derivado de ácido fosfónico y/o del ácido hidroxi

o policarboxílico, y 0, 1 a 15% en peso, preferiblemente 0, 2 a 5% en peso del plastificante P, con respecto en todos los casos al peso total del acelerador B.

8. Composición cementosa retardada y procesable Z, que comprende a) cemento, b) agua, c) al menos un retardador V1, en donde el retardador V1 es un derivado de azúcar, un derivado de ácido

fosfórico, un derivado de ácido fosfónico y/o un ácido hidroxi- o policarboxílico, y d) al menos un acelerador B, según una de las reivindicaciones 1 a 7.

9. Uso de un acelerador B según una de las reivindicaciones 1 a 7 para la reactivación de una composición cementosa retardada Z1, que comprende agua, cemento y al menos un retardador V1, en donde el retardador V1 es un derivado de azúcar, un derivado de ácido fosfórico, un derivado de ácido fosfónico y/o un ácido hidroxi-o policarboxílico.

10. Uso según la reivindicación 9, caracterizado por que la composición cementosa retardada Z1 es mortero u hormigón de transporte.

11. Uso según una de las reivindicaciones 9 o 10, caracterizado por que tras la reactivación con el acelerador B, la composición cementosa se puede procesar durante un periodo mínimo de 15 minutos.

12. Procedimiento para acelerar el fraguado y endurecimiento de composiciones cementosas retardadas Z1, caracterizado por que a una mezcla que contiene al menos agua, cemento y al menos un retardador V1, en donde el retardador V1 es un derivado de azúcar, un derivado de ácido fosfórico, un derivado de ácido fosfónico y/o un ácido hidroxi- o policarboxílico, se agrega un acelerador B según una de las reivindicaciones 1 a 7, en una cantidad de 1 a 15% en peso, preferiblemente 3 a 10% en peso, con respecto al peso del cemento.