Aditivo para cemento , composición de cemento y procedimiento para esparcir la misma, y método para producir un producto endurecido de cemento.

Un aditivo para cemento que comprende los siguientes tres componentes:

- un copolímero (A),

- un monómero de éter de (poli)alquilenglicol insaturado (a), y

- un (poli)alquilenglicol no polimerizable (B) que no tiene ningún grupo alquenilo, a relaciones del monómerode éter de (poli)alquilenglicol insaturado (a) con respecto al copolímero (A) en un intervalo del 1 al 100% enmasa y el (poli)alquilenglicol no polimerizable (B) que no tiene ningún grupo alquenilo con respecto alcopolímero (A) en un intervalo del 1 al 50% en masa,

en el que el copolímero (A) contiene una unidad constituyente (I) derivada del monómero de éter de(poli)alquilenglicol insaturado (a) y una unidad constituyente (II) derivada de un monómero de ácido maleico (b) arelaciones de la unidad constituyente (I) y la unidad constituyente (II) en un intervalo del 1% en masa o más,respectivamente, en todas las unidades constituyentes del copolímero (A),

el monómero de éter de (poli)alquilenglicol insaturado (a) se representa mediante la fórmula general (1):

YO(R1O)nR2 (1)

en la que Y representa un grupo alquenilo que contiene de 2 a 4 átomos de carbono, R2 representa un átomo dehidrógeno o un grupo hidrocarburo que contiene de 1 a 30 átomos de carbono, R1O representa una o más especiesde grupos oxialquileno que contienen de 2 a 18 átomos de carbono, y n representa el número de adición molarpromedio de los grupos oxialquileno y es un número de 1 a 500,

el grupo oxialquileno que compone el (poli)alquilenglicol no polimerizable (B) que no tiene ningún grupo alquenilo esuna o más especies de grupos oxialquileno que contienen de 2 a 18 átomos de carbono, el grupo oxietileno quesupone al menos el 50 por ciento en moles del grupo oxialquileno, y el grupo terminal del (poli)alquilenglicol nopolimerizable (B) que no tiene ningún grupo alquenilo es un átomo de hidrógeno o un grupo hidrocarburo quecontiene de 1 a 4 átomos de carbono, y el aditivo para cemento comprende, además, al menos un aditivoseleccionado entre el grupo constituido por (C1) un acelerante del fraguado, (C2) al menos un compuestoseleccionado entre ácido oxicarboxílico, su sal, un sacárido y un alcohol de azúcar, y (C3) un dispersante de tipoácido sulfónico que contiene un grupo ácido sulfónico en la molécula.

Aditivo para cemento, composición de cemento y procedimiento para esparcir la misma, y método para producir un producto endurecido de cemento.

CAMPO TÉCNICO

La presente invención se refiere a un aditivo para cemento (aditivo para cemento) , una composición de cemento y un método para la aplicación (esparcimiento) de la misma, y un método para producir un producto endurecido de cemento.

TÉCNICA ANTECEDENTE

Una composición de cemento se ha usado ampliamente para materiales murales externos de edificios y cuerpos estructurales de construcción, dado que puede proporcionar un producto endurecido de cemento de excelente resistencia y durabilidad. Los ejemplos de dicha composición de cemento incluyen una pasta de cemento preparada añadiendo agua al cemento, un mortero preparado incorporándole arena, que es un agregado fino, y un hormigón preparado incorporándole adicionalmente grava, que es un agregado grueso. En general, para mejorar la incorporación de aire y la fluidez, se añaden aditivos para cemento. Recientemente, su importancia tiende a estar muy considerada y se han desarrollado innovaciones técnicas para ellos.

Las funciones de los aditivos para cemento son garantizar la suficiente capacidad de dispersión para la composición de cemento, incluso aunque el contenido de agua disminuya, retener la fluidez y docilidad de la composición de cemento y mejorar la durabilidad y la resistencia junto con la disminución de agua, así como proporcionar una excelente composición de cemento con capacidad de dispersión estable con el paso del tiempo. En campos industriales del hormigón hoy en día, se ha deseado un hormigón provisto de dichas funciones. Para cumplir dichos requisitos, se vuelve muy importante reducir la cantidad de humedad unitaria y, también, prevenir la disminución de la fluidez.

Entre los diversos aditivos para cemento, especialmente dispersantes de cemento de tipo ácido policarboxílico son ventajosos en comparación con otros dispersantes de cemento tales como los de naftaleno en términos de excelente propiedad de dispersión. Con respecto a dichos dispersantes de cemento, las publicaciones Kokai de solicitud de patente japonesa Sho-57-118058 y Hei-09-142905 describen dispersantes de cemento que comprenden copolímeros preparados usando monómeros insaturados de éter de polialquilenglicol y monómeros de ácido maleico predeterminados en relaciones predeterminadas, y la publicación Kokai de solicitud de patente japonesa Sho-63285140 describe dispersantes de cemento que comprenden principalmente copolímeros de éteres monoalquenilalquílicos de polioxialquileno y anhídrido maleico.

Con respecto a aditivos para cemento que comprenden esencialmente copolímeros de ácido policarboxílico y otros componentes, la publicación Kokai de solicitud de patente japonesa Hei-05-213651 describe aditivos de cemento que comprenden copolímeros de éter alílico de metoxipolietilenglicol y anhídrido maleico y sales de ácido nitroso, y las publicaciones Kokai de solicitud de patente japonesa Hei-09-241055 y Hei-09-286651 describen el uso de dispersantes de cemento de tipo ácido policarboxílico con acelerantes del fraguado y retardantes del fraguado en combinación. Además, las publicaciones Kokai de solicitud de patente japonesa Hei-05-43288 y 2002-187756 describen el uso de dispersantes de cemento de tipo ácido policarboxílico con dispersantes de tipo ácido sulfónico en combinación.

Sin embargo, estas técnicas no resuelven completamente la disminución de la fluidez con el paso del tiempo, concretamente la “pérdida de asentamiento”, y hay un margen de innovación para mejorar la docilidad de una composición de cemento al comenzar la construcción proporcionando la suficiente fluidez a la composición de cemento. Además, en un intervalo de alta relación de reducción de agua requerido para hormigón de alta resistencia, la fluidez del hormigón se deteriora y, especialmente, la viscosidad aumenta en estado de alta cizalladura, de modo que la carga de la bomba se vuelve extremadamente alta en el momento del transporte por bombeo y se vuelve difícil llevar a cabo el transporte mediante la bomba. Por lo tanto, había un margen de innovación para reducir la viscosidad de la composición de hormigón, y mejorar la docilidad.

En particular, en el caso de aplicar una composición de cemento en entornos de alta temperatura en verano o similares, se desea mejorar la docilidad y ejecutar de forma eficiente la composición de cemento impidiendo la disminución de la fluidez de la composición de cemento y, simultáneamente, mostrar suficientemente las funciones del producto endurecido de cemento. En el caso de ejecución y endurecimiento de la composición de cemento en un entorno a baja temperatura, había margen de innovación para llevar a cabo la aplicación y el trabajo de endurecimiento de la composición de cemento de forma eficiente y obtener suficientes funciones del producto endurecido de cemento proporcionando una alta capacidad de dispersión y capacidad de prevención de la pérdida de asentamiento incluso en un intervalo de alta relación de reducción de agua y, además, proporcionando la capacidad de disminución de la viscosidad y acortando el tiempo de endurecimiento y mejorando posteriormente la docilidad.

Por otro lado, con respecto a dispersantes de cemento de tipo ácido policarboxílico, que tienen una excelente capacidad de dispersión, dado que la cantidad de adición necesaria para obtener una suficiente fluidez es baja en un intervalo de baja relación de reducción de agua, en el caso en que la mezcla o el Nº de lote (plantas de fabricación y fecha de fabricación) de cemento cambia, la fluidez del hormigón obtenido cambia incluso si la relación de adición del dispersante a cemento es la misma; por lo tanto, había margen de innovación para obtener una capacidad de dispersión estable en términos de control de calidad. Además, con respecto a hormigón en masa tal como hormigón para diques, desde un punto de vista de la prevención del agrietamiento atribuido al calor de hidratación y presupuesto de la construcción, la cantidad de cemento unitaria debe suprimirse a 300 kg/m3 o menos en algunos casos. En dicho hormigón malo, incluso si se usa un dispersante de cemento de tipo ácido policarboxílico con excelente capacidad de dispersión, la exudación de agua y la separación de grava tienden a tener lugar fácilmente; por lo tanto, había margen de innovación para mejorar la docilidad de la composición de hormigón.

Además, la publicación de patente europea Nº 1179517 describe dispersantes de cemento que comprenden un copolímero, como componente esencial, incluyendo una unidad constitutiva derivada de monómero de éter de (poli) alquilenglicol insaturado y una unidad constitutiva derivada de (sal del) ácido (met) acrílico, y el documento WO 02/096823 describe aditivos para cemento que comprenden dos polímeros como constituyentes esenciales, concretamente un polímero (A1) que comprende una unidad constituyente derivada de un monómero de éter de (poli) alquilenglicol insaturado y una unidad constituyente derivada de un monómero de ácido monocarboxílico insaturado, y un polímero (B1) que contiene un grupo oxialquileno o grupo polioxialquileno y un grupo carboxilo. Estos dispersantes de cemento son capaces de mostrar alta capacidad de dispersión incluso en una pequeña cantidad de adición. Sin embargo, junto con la excelente capacidad de dispersión y capacidad de prevención de la pérdida de asentamiento incluso en un intervalo de alta relación de reducción de agua, había margen de innovación para mostrar una suficiente capacidad de disminución de la viscosidad, y de mejorar la docilidad en la ejecución de la composición de cemento.

El documento JP-2003-012358 describe un monómero de éter de polialquilenglicol, en particular un alcohol insaturado producido añadiendo óxido de etileno a 3-metil-3-buten-1-ol. El documento JP-2002-348160 describe una mezcla de un copolímero de un monómero de éter de (poli) alquilenglicol insaturado y un monómero de ácido carboxílico insaturado con un agente dispersante de ácido sulfónico, siendo el número de átomos de carbono en el grupo alquenilo contenido en el monómero de éter de (poli) alquilenglicol insaturado de 5 a 8. El documento JP-07215746 describe un aditivo de cemento que contiene un copolímero de un derivado de polioxialquileno y anhídrido maleico, y un derivado de polioxialquileno con un grupo terminal que tiene de 8 a 20 átomos de carbono.

BREVE RESUMEN DE LA INVENCIÓN

Es un objeto de la presente invención, que se ha realizado en vista del estado de la técnica mencionado anteriormente, proporcionar un aditivo para cemento que proporciona... [Seguir leyendo]

1. Un aditivo para cemento que comprende los siguientes tres componentes:

- un copolímero (A) ,

- un monómero de éter de (poli) alquilenglicol insaturado (a) , y

- un (poli) alquilenglicol no polimerizable (B) que no tiene ningún grupo alquenilo, a relaciones del monómero de éter de (poli) alquilenglicol insaturado (a) con respecto al copolímero (A) en un intervalo del 1 al 100% en masa y el (poli) alquilenglicol no polimerizable (B) que no tiene ningún grupo alquenilo con respecto al copolímero (A) en un intervalo del 1 al 50% en masa,

en el que el copolímero (A) contiene una unidad constituyente (I) derivada del monómero de éter de (poli) alquilenglicol insaturado (a) y una unidad constituyente (II) derivada de un monómero de ácido maleico (b) a relaciones de la unidad constituyente (I) y la unidad constituyente (II) en un intervalo del 1% en masa o más, respectivamente, en todas las unidades constituyentes del copolímero (A) ,

el monómero de éter de (poli) alquilenglicol insaturado (a) se representa mediante la fórmula general (1) :

YO (R1O) nR2 (1)

en la que Y representa un grupo alquenilo que contiene de 2 a 4 átomos de carbono, R2 representa un átomo de hidrógeno o un grupo hidrocarburo que contiene de 1 a 30 átomos de carbono, R1O representa una o más especies de grupos oxialquileno que contienen de 2 a 18 átomos de carbono, y n representa el número de adición molar promedio de los grupos oxialquileno y es un número de 1 a 500,

el grupo oxialquileno que compone el (poli) alquilenglicol no polimerizable (B) que no tiene ningún grupo alquenilo es una o más especies de grupos oxialquileno que contienen de 2 a 18 átomos de carbono, el grupo oxietileno que supone al menos el 50 por ciento en moles del grupo oxialquileno, y el grupo terminal del (poli) alquilenglicol no polimerizable (B) que no tiene ningún grupo alquenilo es un átomo de hidrógeno o un grupo hidrocarburo que contiene de 1 a 4 átomos de carbono, y el aditivo para cemento comprende, además, al menos un aditivo seleccionado entre el grupo constituido por (C1) un acelerante del fraguado, (C2) al menos un compuesto seleccionado entre ácido oxicarboxílico, su sal, un sacárido y un alcohol de azúcar, y (C3) un dispersante de tipo ácido sulfónico que contiene un grupo ácido sulfónico en la molécula.

2. El aditivo para cemento de acuerdo con la reivindicación 1,

en el que el monómero de ácido maleico (b) se representa mediante la fórmula general (2) :

en la que X representa -OM2 o -Z- (R3O) qR4, M1 y M2 pueden ser iguales o diferentes y cada uno representa un átomo de hidrógeno, un metal monovalente, un metal divalente, un grupo amonio o un grupo amonio orgánico, -Z- representa -O- o -NH-, R3O representa una o más especies de grupos oxialquileno que contienen de 2 a 18 átomos de carbono, R4 representa un átomo de hidrógeno, un grupo alquilo que contiene de 1 a 30 átomos de carbono, un grupo fenilo, un grupo aminoalquilo, un grupo alquilfenilo o un grupo hidroxialquilo (el número de átomos de carbono de los grupos alquilo en el grupo aminoalquilo, el grupo alquilfenilo y el grupo hidroxialquilo es de 1 a 30) , q representa el número de adición molar promedio de los grupos oxialquileno y es un número de 0 a 500, o anhídrido maleico.

3. El aditivo para cemento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2,

en el que el grupo terminal del (poli) alquilenglicol no polimerizable (B) que no tiene ningún grupo alquenilo es un átomo de hidrógeno.

4. El aditivo para cemento de acuerdo con la reivindicación 1 ó 2,

en el que el (poli) alquilenglicol no polimerizable (B) que no tiene ningún grupo alquenilo es una o más especies de grupos oxialquileno que contienen de 2 a 18 átomos de carbono, y el grupo oxietileno que supone al menos el 90 por ciento en moles del grupo oxialquileno,

la relación en masa (% en masa) del acelerante del fraguado (C1) con respecto al copolímero (A) en base a la materia sólida (componentes no volátiles) está en un intervalo del 1 al 10000% en masa,

la relación en masa (% en masa) del compuesto (C2) con respecto al copolímero (A) en base a la materia sólida (componentes no volátiles) está apropiadamente en un intervalo del 0, 1 al 1000% en masa, y

la proporción en masa (% en masa) del dispersante de tipo ácido sulfónico (C3) que contiene un grupo ácido sulfónico en la molécula con respecto al copolímero (A) calculada en base al contenido sólido (componente no volátil) , es adecuadamente del 1 al 10000% en masa.

5. El aditivo para cemento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4,

en el que el dispersante de tipo ácido sulfónico (C3) que contiene un grupo ácido sulfónico en la molécula es un 10 compuesto que tiene un grupo aromático.

6. Una composición de cemento que comprende el aditivo para cemento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, cemento y agua.

7. Un método para producir un producto endurecido de cemento, que comprende: aplicar una composición de cemento que comprende el aditivo para cemento de acuerdo con cualquiera de las

reivindicaciones 1 a 4 que contiene el acelerante del fraguado (C1) , cemento y agua; y endurecer la composición de cemento en unas condiciones de temperatura de 30ºC o menos.

8. Un método para aplicar una composición de cemento que comprende:

aplicar la composición de cemento que comprende el aditivo para cemento de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4 que contiene al menos un compuesto (C2) seleccionado entre ácido oxicarboxílico, su sal, 20 un sacárido y un alcohol de azúcar; cemento; y agua en unas condiciones de temperatura de 20ºC o más.