Morteros colables de fraguado rápido con elevada fluidez.

Una pre-mezcla seca que comprende un aglutinante hidráulico de fraguado rápido,

fluidificantes y/o superfluidificantes,reguladores de fraguado y áridos, en la que dichos áridos están formados por dos fracciones quetienen diferente tamaño de grano y la proporción entre los diámetros de grano característicos de las dos fraccionesde áridos está comprendida entre 2,2 y 3,2.

Morteros colables de fraguado rápido con elevada fluidez

Campo de la invención [0001] La presente invención se refiere al campo de las composiciones de cemento. En el presente documento se describen composiciones adecuadas para formar morteros de cemento que tienen un elevado grado de fluidez y un desarrollo rápido de resistencia.

Técnica anterior

Los morteros colables son composiciones líquidas caracterizadas por un elevado grado de fluidez. Se usan en el sector del cemento para aplicaciones específicas en las que se requiere una mezcla muy fluida, que sea capaz de alcanzar las grietas y espacios estrechos con el fin de rellenarlos de forma homogénea y solidificar en su interior. Son ejemplos de dichas aplicaciones la recuperación de obras de edificios deteriorados, la consolidación de formaciones de roca, el refuerzo estructural, la inyección en los conductos de tendones, la inmovilización de rechazos tóxicos-nocivos (por ejemplo, amianto) y la generación de productos de cemento para colar en moldes.

En general, los morteros colables consisten en aglutinantes hidráulicos, áridos que tienen un diámetro no mayor de 4 mm, agua y posiblemente sustancias añadidas y aditivos. Entre los aditivos, se pueden mencionar: fluidificantes, super-fluidificantes, correctores de fraguado, sustancias que facilitan la adhesión al substrato, agentes de atrapamiento de aire, agentes expansores, etc.

Son ejemplos de morteros colables conocidos en el estado de la técnica Mapegrout colabile (Mapegrout colable) (fabricado por Mapei S.p.A.) y Malta antiritiro reoplastica autolivellante (mortero anti-retráctil reoplástico de auto-nivelación) (fabricado por Siriobeton A.C.) ; Macflow Rheomac 200 (fabricado por MAC S.p.A.) es comercializado como aglutinante específico para la fabricación de morteros colables.

El rendimiento de los morteros en estado fresco se evalúa usando métodos de ensayo para medir la dispersión por medio de una mesa vibradora (UNI 7044-72) o para determinar la consistencia por medio de una ranura con forma de embudo (UNI 8997) . Ambos métodos proporcionan una indicación de la consistencia a través de la medición de una dimensión característica del área ocupada por un volumen pre-fraguado de mortero sobre un plano horizontal y en condiciones de ensayo definidas.

El elevado grado de fluidez de los morteros colables, aunque deseable para las aplicaciones referidas anteriormente, también puede presentar algunas desventajas; por ejemplo, en el caso de la consolidación de superficies verticales o inclinadas, el mortero, una vez que se ha aplicado, tiende a dispersarse desde el punto de aplicación antes del endurecimiento. En el caso del moldeo de productos, se requiere una gran cantidad de tiempo antes de que la masa fluida solidifique y desarrolle resistencia tal como para permitir la extracción del producto y desencofrado del molde. De este modo, resultaría útil acelerar el endurecimiento del mortero, por ejemplo por medio de la adición de aceleradores de fraguado; no obstante, dicha operación tiende a reducir la fluidez del mortero.

La solicitud de patente de Alemania DE 197 04 066 A1 describe una mezcla seca para producir un mortero compatible con materiales antiguos, preferentemente para la conservación de monumentos y la restauración de edificios históricos, que consiste en 1 parte en peso de aglutinante de anhidrita y, como árido, 0, 5-3 partes en peso de arena de anhidrita/yeso machacado o una mezcla de esta arena con hasta 60% de arena de cuarzo. Preferentemente, el aglutinante de anhidrita es un yeso de desulfuración de gas residual tratado térmicamente que contiene una sal de activador (por ejemplo K2SO4) o una base (por ejemplo Ca (OH) 2) y que tiene una composición química media de más de 92% de CaSO4, menos de 2% de SiO2, menos de 1% de CaO libre y menos de 0, 01% de Cl. Preferentemente, la mezcla contiene 0, 5-2% partes en peso de árido, cuando se usa para producir mortero para parcheado exterior destinado a aplicación por medio de pulverización en húmedo, o 1-3% partes en peso de áridos, cuando se usa para producir mortero para paredes.

Por tanto, resulta necesario aumentar la velocidad de consolidación de los morteros colables, sin que esto suponga repercusión alguna sobre una reducción no deseada de la fluidez del producto, y al mismo tiempo se salvaguarden las propiedades mecánicas del producto endurecido.

Otra necesidad consiste en obtener morteros extremadamente fluidos, sin recurrir a cantidades grandes de fluidificantes/super-fluidificantes. El uso de dichos aditivos en grandes cantidades aumenta considerablemente el coste de la mezcla de cemento y puede conducir a modificaciones en el rendimiento del producto consolidado.

Sumario [0010] De manera sorprendente, el presente solicitante ha descubierto que mezclando agua con un cemento de fraguado rápido, fluidificantes y/o super-fluidificantes, reguladores de fraguado, y áridos que tienen una distribución específica de granulometría, se obtienen morteros caracterizados por un elevado grado de fluidez y tiempos de consolidación reducidos.

Los áridos usados están formados por dos fracciones con diferente tamaño de grano: específicamente, la proporción entre los diámetros de grano característicos de las dos fracciones está comprendida entre 2, 2 y 3, 2 (dicha proporción se calcula colocando en el numerador la fracción granulométrica con el diámetro más grande) .

Preferentemente, cada una de las dos fracciones es sustancialmente mono-granular, es decir, las partículas que la componen presentan una variación despreciable de diámetro con respecto al valor característico de la fracción. Los morteros obtenidos de este modo presentan valores de fluidez 2-3-veces mayores que los morteros producidos con la distribución granulométrica de los áridos tradicionales. Dichos aumentos de fluidez se obtienen sin modificar la proporción de agua/cemento o la cantidad usada de fluidificantes.

Los morteros producidos de acuerdo con la invención se pueden usar ventajosamente en todas las aplicaciones en las que se requiera asociar un elevado grado de fluidez a una consolidación rápida. Un ejemplo preferido de dichas aplicaciones es la generación de productos de cemento por medio de colada en moldes. El elevado grado de fluidez permite un llenado homogéneo de los moldes, incluso sin necesidad de vibración para compactar la masa. El elevado grado de fluidez no interfiere con el tiempo de fraguado del cemento: por consiguiente, tras el colado, la composición se endurece y desarrolla la resistencia necesaria durante un tiempo reducido, permitiendo de este modo el desencofrado rápido de los moldes y un ciclo de producción más rápido.

Descripción de los dibujos

Figura 1: distribución granulométrica de los áridos tradicionales usados como comparación en el Ejemplo 1

Figura 2: fracciones de áridos de acuerdo con la invención, usadas en el Ejemplo 2

Descripción detallada de la invención [0015] Un primer objetivo de la presente invención es una pre-mezcla seca, útil para formar morteros colables, que comprende un aglutinante hidráulico de fraguado rápido, fluidificantes y/o super-fluidificantes, reguladores de fraguado y áridos.

Desde el punto de vista mineralógico, los áridos son los que se usan comúnmente en la preparación de hormigones (por ejemplo, arena) y se clasifican en la norma UNI 8520.

Dichos áridos no se usan como tales en forma basta, sino que se dividen previamente en base al tamaño de grano. Para la formación de las composiciones en cuestión se usan dos fracciones de áridos que tienen tamaños de grano específicos. El hecho de que la proporción entre los diámetros de grano característicos de las dos fracciones de áridos debería estar comprendida entre 2, 2 y 3, 2, preferentemente entre 2, 5 y 3, 0 es de importancia determinante.

Para los fines de la presente invención, por la expresión "diámetro de grano característico" para una fracción dada de áridos (también definida en el presente documento como Xo) se entiende la luz de malla [expresada en mm] del tamiz a la cual los finos acumulados (Pc) para una fracción dada son igual a 63, 2%.

Con respecto al valor absoluto en milímetros del diámetro de grano característico, los intervalos de referencia útiles y no limitantes son: entre 0, 2 mm y 0, 4 mm para una fracción, y entre 0, 6 mm y 0, 8 mm para la otra fracción; no obstante, se puede usar cualquier fracción que presente un diámetro de grano característico de hasta aproximadamente 4 mm en la invención, con la condición de que la proporción dimensional entre los diámetros de grano característicos de las dos fracciones esté comprendida... [Seguir leyendo]

1. Una pre-mezcla seca que comprende un aglutinante hidráulico de fraguado rápido, fluidificantes y/o superfluidificantes, reguladores de fraguado y áridos, en la que dichos áridos están formados por dos fracciones que tienen diferente tamaño de grano y la proporción entre los diámetros de grano característicos de las dos fracciones de áridos está comprendida entre 2, 2 y 3, 2.

2. La pre-mezcla seca de acuerdo con la reivindicación 1, en la que la proporción entre los diámetros de grano característicos de las dos fracciones está comprendida entre 2, 5 y 3, 0.

3. La pre-mezcla de acuerdo con las reivindicaciones 1-2, en la que el diámetro de grano característico de una fracción está comprendido entre 0, 2 mm y 0, 4 mm, y el diámetro de grano característico de la otra fracción está comprendido entre 0, 6 mm y 0, 8 mm.

4. La pre-mezcla de acuerdo con las reivindicaciones 1-3, en la que las dos fracciones son sustancialmente monogranulares.

5. La pre-mezcla de acuerdo con las reivindicaciones 1-4, en la que cada una de las dos fracciones representa aproximadamente 50% en peso con respecto al total de áridos presentes.

6. La pre-mezcla de acuerdo con las reivindicaciones 1-5, que comprende aditivos para mezclas de cemento.

7. La pre-mezcla de acuerdo con las reivindicaciones 1-6, en la que dichos aditivos incluyen agentes impermeabilizantes, resinas orgánicas, agentes de atrapamiento de aire y agentes expansores.

8. Un mortero de cemento colable que comprende un aglutinante hidráulico de fraguado rápido, fluidificantes y/o super-fludificantes, reguladores de fraguado, áridos y agua, en el que dichos áridos están formados por dos fracciones con diferente tamaño de grano y la proporción entre los diámetros de grano característicos de las dos fracciones de áridos está comprendida entre 2, 2 y 3, 2.

9. El mortero de acuerdo con la reivindicación 8, en el que la proporción entre los diámetros de grano característicos de las dos fracciones está comprendida entre 2, 5 y 3, 0.

10. El mortero de acuerdo con las reivindicaciones 8-9, en el que el diámetro de grano característico de una fracción está comprendido entre 0, 2 mm y 0, 4 mm, y el diámetro de grano característico de la otra fracción está comprendido entre 0, 6 mm y 0, 8 mm.

11. El mortero de acuerdo con las reivindicaciones 8-10, en el que ambas fracciones de áridos son sustancialmente mono-granulares.

12. El mortero de acuerdo con las reivindicaciones 8-11, en el que cada una de las dos fracciones representa aproximadamente 50% en peso con respecto a los áridos totales presentes.

13. El mortero de acuerdo con las reivindicaciones 8-12, que contiene aditivos para las mezclas de cemento.

14. El mortero de acuerdo con las reivindicaciones 8-13, en el que dichos aditivos incluyen agentes impermeabilizantes, resinas orgánicas, agentes de atrapamiento de aire y agentes expansores.

15. Uso de la pre-mezcla de acuerdo con las reivindicaciones 1-7, para la preparación de morteros colables con un elevado grado de fluidez.

16. Uso de un mortero colable de acuerdo con las reivindicaciones 8-14, para aplicaciones en el sector del cemento.

17. El uso de acuerdo con la reivindicación 16, para la recuperación de obras de edificios deteriorados, consolidación de formaciones de roca, refuerzo estructural, inyección en los conductos de tendones, inmovilización de rechazos tóxicos-nocivos y generación de productos de cemento por medio de colada en moldes.

18. Un proceso para preparar un mortero colable con elevado grado de fluidez, caracterizado por mezclar agua, un aglutinante hidráulico de fraguado rápido, fluidificantes y/o super-fluidificantes, reguladores de fraguado, áridos y posibles aditivos de cemento, en el que dichos áridos están formados por dos fracciones con diferente tamaño de grano y la proporción entre los diámetros de grano característicos de las dos fracciones está comprendido entre 2, 2 y 3, 2.

19. Un proceso para preparar productos de cemento, caracterizado por colar un mortero de acuerdo con las reivindicaciones 8-14 en moldes apropiados y solidificarlo en su interior.