Composición útil para la preparación de un hormigón sin adición de agua.

Composición en forma de sólido dividido que comprende:

- del 80% al 95% (p/p) de una mezcla de granulados naturales o artificiales de clase granular diferente,

cuyas proporciones relativas permiten la realización de hormigón o de mortero;

- del 0,005% al 1% (p/p) de un polímero superabsorbente; y

- del 1% al 20% (p/p) de agua.

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/FR2010/050312.

Solicitante: VICAT.

Nacionalidad solicitante: Francia.

Dirección: Tour Manhattan 6 place de l'Iris 92095 Paris La Défense FRANCIA.

Inventor/es: PASQUIER, MICHEL, ROGAT,DAMIEN.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • C04B14/06 QUIMICA; METALURGIA.C04 CEMENTOS; HORMIGON; PIEDRA ARTIFICIAL; CERAMICAS; REFRACTARIOS.C04B LIMA; MAGNESIA; ESCORIAS; CEMENTOS; SUS COMPOSICIONES, p. ej. MORTEROS, HORMIGON O MATERIALES DE CONSTRUCCION SIMILARES; PIEDRA ARTIFICIAL; CERAMICAS (vitrocerámicas desvitrificadas C03C 10/00 ); REFRACTARIOS (aleaciones basadas en metales refractarios C22C ); TRATAMIENTO DE LA PIEDRA NATURAL. › C04B 14/00 Empleo de materias inorgánicas como cargas, p. ej. pigmentos, para morteros, hormigón o piedra artificial; Tratamiento de materias inorgánicas especialmente previsto para reforzar sus propiedades de carga, en los morteros, hormigón o piedra artificial (elementos de armadura para la construcción E04C 5/00). › Cuarzo; Arena.
  • C04B18/02 C04B […] › C04B 18/00 Empleo de materias aglomeradas, de residuos o de desechos como cargas para morteros, hormigón o piedra artificial; Tratamiento de materias aglomeradas, de residuos o de desechos, especialmente previsto para reforzar sus propiedades de carga, en los morteros, hormigón o piedra artificial (elementos de armadura E04C 5/00). › Materias aglomeradas.
  • C04B24/26 C04B […] › C04B 24/00 Empleo de materias orgánicas como ingredientes activos para morteros, hormigón, piedra artificial, p. ej. empleo de plastificantes. › obtenidos por reacciones en las que intervienen solamente enlaces insaturados carbono-carbono.
  • C04B40/06 C04B […] › C04B 40/00 Procesos, en general, para influenciar o modificar las propiedades de las composiciones para morteros, hormigón o piedra artificial, p. ej. para influenciar o modificar su aptitud al fraguado o endurecimiento (seleccionando ingredientes activos C04B 22/00 - C04B 24/00; endurecimiento de una composición bien definida C04B 26/00 - C04B 28/00; preparación de materiales porosos, celulares o aligerados C04B 38/00). › Inhibición del fraguado, p. ej. para morteros del tipo de acción diferida que contienen agua en recipientes frágiles.

PDF original: ES-2433596_T3.pdf

 


Fragmento de la descripción:

Composición útil para la preparación de un hormigón sin adición de agua.

La presente invención tiene por objeto una composición que permite la preparación de un mortero o de un hormigón líquido sin adición de agua, un procedimiento para la preparación de dicha composición y un kit que comprende esta composición.

El hormigón es un material utilizado habitualmente para la realización de obras de arte y de diversas construcciones. En efecto, se trata de un producto que presenta dos estados sucesivos: una fase plástica o fluida que permite aplicarlo por moldeo, y después una fase de endurecimiento y de aumento de la resistencia que le permite alcanzar sus prestaciones mecánicas de uso.

El hormigón está constituido habitualmente por un ligante hidráulico, por granulados, por agua y por eventuales adyuvantes. El agua participa en las dos fases sucesivas de la vida del hormigón. Contribuye a la obtención de la fase plástica o fluida constituyendo una pasta con el ligante hidráulico y participa a continuación en los mecanismos de fraguado que conducen a las cualidades de uso del hormigón.

Los mecanismos de fraguado de un ligante hidráulico dependen de la naturaleza de éste. De manera general, el fraguado procede de una sucesión de reacciones de solubilización y de precipitaciones de nuevas especies químicas. Estas nuevas especies químicas, esencialmente unos cristales, crecen y coalescen de tal manera que aseguran con su enmarañamiento una continuidad de la materia que conduce a su rigidización. Este encadenamiento de reacciones se denomina comúnmente hidratación.

Los hormigones se realizan habitualmente utilizando cementos como ligantes hidráulicos. La naturaleza de estos cementos no cuestiona los principios generales descritos anteriormente, pero condicionan las reglas de formulación y en particular la cantidad de agua.

La cantidad de agua que entra en la composición de un hormigón hidráulico desempeña un papel crucial en la calidad del hormigón finalmente preparado. En efecto, las resistencias mecánicas finales del hormigón están condicionadas por las cantidades relativas de ligante hidráulico y de agua. De manera general, cuanto más baja es la relación entre agua y ligante, más elevadas son las resistencias finales. Esta relación está indicada habitualmente como E/C (relación másica entre agua y cemento) . Para un cemento portland de tipo CEM I según la norma EN 1971, es habitual utilizarlo en composiciones de cemento cuya relación E/C está comprendida entre 0, 35 y 0, 65.

Las necesidades estequiométricas en agua relativas al fraguado son inferiores a las necesidades necesarias para la obtención de una consistencia propia para la utilización del material. Así, se constata usualmente que la hidratación total de un CEM I requiere una E/C superior o igual a 0, 2. El agua en exceso permite obtener unos morteros u hormigón suficientemente plásticos, incluso fluidos para ser utilizados.

En consecuencia, la cantidad de agua que participa en la formulación de una composición de cemento de tipo hormigón, mortero u otro desempeña un papel importante para la calidad final de éstos.

Si hay agua en exceso, las características mecánicas finales serán inferiores a lo que cabría esperar. En particular, la resistencia del producto finalmente preparado será más débil, su porosidad aumentará, lo cual lo hará más sensible a las agresiones químicas exteriores y, en estado fresco, se observarán unos fenómenos de segregación estática y dinámica.

Además, la calidad del agua utilizada puede también tener un impacto sobre las prestaciones del producto. Esto es particularmente importante en los lugares en los que los recursos en agua son limitados.

Por lo tanto, existe una necesidad de poner a disposición de los usuarios un mortero o un hormigón que pueda ser preparado fácilmente, sin riesgo de que un exceso de agua perjudique a la calidad final del hormigón o que se utilice un agua de mala calidad.

Los polímeros denominados "superabsorbentes" son conocidos por su capacidad para captar el agua y para retenerla. La solicitud de patente EP-A-0 338 739 describe la utilización de agua atrapada en un superabsorbente con vistas a ser añadida a una mezcla de granulado para preparar unos morteros o unos hormigones de baja proporción entre agua y cemento (E/C) . La adición de agua atrapada en un polímero superabsorbente se presenta como un remedio para la dificultad de mezcla de los morteros u hormigones así preparados, y permite un control de la temperatura o también un control de la pérdida de trabajabilidad de los morteros y hormigones durante la fase plástica. Este documento no menciona en ningún momento la problemática origen de la presente invención.

El documento Water-entrained cement-based materials, Cement and concrete 2001, vol. 31, n° 4, p. 647-654, JENSEN Ole Mejlhede et al. describe la utilización de polímeros superabsorbentes como un medio para conservar el agua en el interior de una composición de cemento, con el fin de limitar la desecación.

Por último, el documento Autogenous Shrinkage of Concrete with Super-Absorbent Polymer ACI materials journal, 2009, vol. 106, n° 2, p. 123-127, WANG Fazhou et al. se refiere a la utilización de un polímero superabsorbente para reducir la retracción de los cementos. Sin embargo, la degradación de las prestaciones mecánicas de los cementos así preparados está relatada asimismo por los autores.

Ahora bien, se ha descubierto ahora de manera muy sorprendente una composición que permite la preparación de hormigón o de mortero sin adición de agua, que aporta así una solución satisfactoria a los problemas técnicos mencionados anteriormente, sin degradar las prestaciones de los materiales finalmente obtenidos. En efecto, gracias a esta composición, el usuario final no tendrá que preocuparse de la calidad y/o de la cantidad de agua necesaria para la preparación del mortero o del hormigón.

Así, la presente invención tiene por objeto una composición en forma de sólido dividido que comprende:

- del 80% al 95% de una mezcla de granulados naturales o artificiales de clase granular diferente cuyas proporciones relativas permiten la realización de hormigón o de mortero;

- del 0, 005% al 1% de un polímero superabsorbente; y

- del 1% al 20% de agua.

La composición según la invención permite en efecto, mediante la adición de una mezcla en forma de polvo de cemento y de adyuvantes, y sin adición de agua, preparar un mortero o un hormigón líquido. En efecto, se ha observado de manera muy sorprendente que el agua comprendida en la composición según la invención entraba en las esferas de polímero superabsorbente y se quedaba de manera estable hasta que se libere en contacto con la mezcla de cemento y de adyuvantes, dando así su plasticidad al hormigón.

En el marco de la presente invención, se entiende por "mezcla de granulados" una mezcla de granulados naturales o artificiales de clase granular diferente, cuyas proporciones relativas permiten la realización de hormigón o de mortero de acuerdo con las reglas de formulación conocidas por el experto en la materia. Los granulados y los términos utilizados están descritos por la norma NF EN 12620+A1:2008-06. Preferentemente, la mezcla de granulados comprende arena, gravilla y grava, y puede contener eventualmente polvo fino. Las diferentes clases granulares pueden ser de tipo rodado, semi-triturado o triturado de cualquier naturaleza petrográfica. Preferentemente, los granulados de tipo silico-calcáreo permiten una realización ventajosa de la invención.

Además, en el marco de la presente invención, se entiende por "polímero superabsorbente" cualquier polímero reticulado capaz de absorber hasta 1000 veces su masa de agua. Los polímeros de tipo superabsorbente se utilizan habitualmente en el campo de la higiene corporal. Están constituidos esencialmente por largas cadenas hidrófilas reticuladas que les confieren una fuerte afinidad al agua siendo al mismo tiempo insolubles debido a su estructura tridimensional. Esta particularidad les permite hincharse de agua sin que se dispersen al mismo tiempo en el interior. A título de ejemplo de dichos polímeros, se pueden citar los copolímeros de ácido acrílico y de acrilato de sodio reticulados, los alcoholes polivinílicos, los productos injertados a base de polisacáridos naturales, naturales modificados o sintéticos. Preferentemente, se pueden citar los copolímeros de ácido acrílico y de acrilato de sodio reticulados que permiten alcanzar unas tasas de absorción de agua muy elevadas.

Por último, en el marco de la presente invención, las proporciones expresadas en % corresponden... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Composición en forma de sólido dividido que comprende:

- del 80% al 95% (p/p) de una mezcla de granulados naturales o artificiales de clase granular diferente, cuyas proporciones relativas permiten la realización de hormigón o de mortero;

- del 0, 005% al 1% (p/p) de un polímero superabsorbente; y

- del 1% al 20% (p/p) de agua.

2. Composición según la reivindicación 1, caracterizada porque la mezcla de granulados comprende arena, gravilla y grava.

3. Composición según la reivindicación 1 o 2, caracterizada porque el superabsorbente se selecciona de entre los copolímeros de ácido acrílico y de acrilato de sodio reticulados, los alcoholes polivinílicos, los productos injertados a base de polisacáridos naturales, naturales modificados o sintéticos.

4. Composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada porque está exenta de cualquier sustancia química o mezcla de sustancias químicas apropiada (s) para modificar las prestaciones del mortero o del hormigón en el estado fresco o en el estado endurecido.

5. Procedimiento de preparación de una composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que comprende las etapas siguientes:

- amasado en seco de los granulados y de las bolas de polímero superabsorbente;

- introducción del agua de la mezcla; y

- amasado hasta la obtención de una mezcla homogénea en forma de sólido dividido.

6. Kit útil para la preparación de un hormigón o de un mortero sin adición de agua, comprendiendo dicho kit:

- una composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, y

- una mezcla en forma de polvo de cemento y de uno o varios adyuvantes.

7. Kit según la reivindicación 6, caracterizado porque se presenta en forma de un saco con dos compartimientos:

- conteniendo el primer compartimiento sellado herméticamente una composición según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4; y

- conteniendo el segundo compartimiento una mezcla en forma de polvo de cemento y de uno o varios adyuvantes.

8. Kit según la reivindicación 6 o 7, caracterizado porque los adyuvantes utilizados se seleccionan de entre los superplastificantes o altos reductores de agua de tipo policarboxilatos, polimelaminas sulfonadas, los lignosulfonatos y los polinaftalensulfonatos.

9. Utilización del kit según una de las reivindicaciones 6 a 8, para preparar un hormigón o un mortero.


 

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