Utilización de dispersantes para mejorar el mantenimiento de fluidez de hormigón.

Utilización de policarboxilatos de polioxialquileno que comprende por lo menos el 75% en número de una cadenalineal aleatoria de unidades estructurales (1) y (2) representadas por las fórmulas siguientes:

en las que X representa un átomo de hidrógeno, un metal alcalino, un metal alcalinotérreo o un amonio, pudiendodichas unidades estructurales (1) ser idénticas o diferentes; n es un número entero que varía de 0 a 24, m es unnúmero entero que varía de 0 a 24 siendo m

Utilización de dispersantes para mejorar el mantenimiento de fluidez de hormigón.

La presente invención se refiere a los dispersantes para hormigones, y más particularmente a la utilización de un dispersante de tipo policarboxílico para prolongar el mantenimiento de fluidez de composiciones de hormigón. Se refiere asimismo a dichas composiciones de hormigón.

Los dispersantes se utilizan en la preparación de materiales de fraguado hidráulico con el fin de reducir el contenido en agua, conservando al mismo tiempo un mantenimiento de fluidez y/o una débil pérdida por asentamiento durante el periodo necesario para su conformado.

Estos dispersantes se mencionan a veces como reductores de agua, fluidificantes, plastificantes o también, cuando se aplican a una dosis más alta, superplastificantes.

Estos aditivos permiten obtener unas composiciones de hormigón con la consistencia deseada con unos contenidos reducidos en agua y, por consiguiente, una mejora de la resistencia mecánica de las composiciones de hormigón endurecido.

Así, se conoce la utilización, a título de dispersantes, de unos compuestos gluconatos o lignosulfonatos. Sin embargo, estos dispersantes permiten obtener unas composiciones de hormigón que conservan su fluidez durante un periodo limitado. Ahora bien, cuando el hormigón se prepara en una central antes de ser enviado a la obra en forma lista para su empleo, es deseable poder conservar el mantenimiento de la fluidez durante un periodo de hasta 60 minutos, mejor 90 minutos, incluso más.

Una dosificación mayor en dispersante tiene el riesgo, sin embargo, de provocar unos retrasos de fraguado del hormigón incontrolados.

Por otra parte, estos dispersantes adolecen del inconveniente ser eficaces sólo a temperaturas muy limitadas. Así, se constata que conducen a unos resultados insatisfactorios a temperaturas elevadas, por ejemplo de 30ºC.

Por último, resulta difícil obtener una manejabilidad satisfactoria durante la utilización de estos dispersantes en unas composiciones de hormigón que comprenden unos cementos denominados “con adiciones”. Estos cementos se utilizan en particular para los hormigones de clase B25 a B40.

Estos últimos años, se han desarrollado unos dispersantes a base de policarboxilatos.

Así, la solicitud FR 2 776 285 describe unos dispersantes obtenidos por esterificación parcial de un ácido policarboxílico con un poliéter para unas composiciones de cemento.

La solicitud de patente EP 1 260 535 describe unos dispersantes policarboxílicos que contienen unas unidades derivadas de ácido acrílico y de metiléter de polietilenglicol. El documento sugiere que estos dispersantes pueden ser interesantes para el mantenimiento de la fluidez de las composiciones de hormigón transportadas.

El objetivo de la presente invención es por lo tanto proponer un dispersante que permita prolongar el mantenimiento de la fluidez de las composiciones de hormigón que tienen un valor de slump comprendido entre 12 y 20 cm.

Otro objetivo es proponer un dispersante de este tipo que sea polivalente, y en particular compatible con unas composiciones de hormigón que comprenden diferentes tipos de cemento.

Otro objetivo es proponer un dispersante de este tipo que sea eficaz a una temperatura comprendida entre 2 y 30ºC.

La presente invención se basa en la constatación de que la utilización de policarboxilatos específicos en las composiciones de hormigón que tienen un valor de slump comprendido entre 12 y 20 cm permite prolongar significativamente su mantenimiento de la fluidez sin adolecer por ello de los inconvenientes de los dispersantes de la técnica anterior.

El valor de slump permite evaluar la plasticidad y por lo tanto la manejabilidad de una composición de hormigón. Se determina midiendo el asentamiento de una muestra de hormigón húmedo vertido en un recipiente cónico específico (cono de Abrhams) , y después desmoldeado. El valor del slump disminuye entonces con la hidratación del hormigón, y con el tiempo. Así, se distinguen unos valores de slump en el estado fresco (T0) de aquellos a 30, 60 o 90 minutos.

Así, se entiende en el marco de la presente memoria mediante el término "mantenimiento de la fluidez" el hecho de que una composición de hormigón presente un valor de slump, después de 90 minutos (T90) , de por lo menos el 60%, preferentemente el 70% y aún mejor del 80% del valor de slump en el estado fresco (T0) .

Más precisamente, la invención tiene por objeto la utilización de policarboxilatos de polioxialquileno que comprenden por lo menos el 75% en número de una cadena lineal aleatoria de unidades estructurales (1) y (2) representadas por las fórmulas siguientes:

en las que X representa un átomo de hidrógeno, un metal alcalino, un metal alcalinotérreo o un amonio, pudiendo dichas unidades estructurales (1) ser idénticas o diferentes; n es un número entero que varía de 0 a 24, m es un número entero que varía de 0 a 24 siendo m<n, pudiendo los grupos de óxido de propileno estar distribuidos o no de 10 manera aleatoria entre los grupos de óxido de etileno; R representa un grupo alquilo o alquenilo de 1 a 24, preferentemente de 1 a 18 átomos de carbono, siendo las unidades estructurales (2) obtenidas por reacción con un metoxi polietilenglicol de masa molecular de 350 g/mol, estando la relación entre el número de unidades estructurales (2) , y el número total de las unidades estructurales (1) y (2) , comprendida entre el 40 y el 60%, solas o en mezcla, para mejorar el mantenimiento de la fluidez de composiciones de hormigón que tienen un valor de slump

comprendido entre 12 y 20 cm.

El policarboxilato de polioxialquileno puede contener además, como máximo, el 25% en número de unidades estructurales diferentes que las unidades estructurales (1) y (2) . Preferentemente, se trata de unidades estructurales derivadas del ácido metacrílico (1) ' y (2) '

en las que n, m, X y R tienen el significado dado anteriormente.

Ventajosamente, el policarboxilato de polialquileno comprende del 5 al 45%, preferentemente del 5 al 20% en número de unidades estructurales (1) ' y (2) '.

A título de ejemplo de otras unidades estructurales que pueden estar presentes, se pueden citar unas unidades formadas a partir de monómeros insaturados que comprenden unos grupos sulfonados o unos grupos de ésteres de alquilo. A título de dichas unidades, se evitará sin embargo una presencia excesiva de monómeros conocidos en la técnica para generar un retraso suficientemente marcado de los tiempos de fraguado como, por ejemplo, unos monómeros fosfonados o fosfatados.

De acuerdo con una variante preferida de la invención, el dispersante de tipo policarboxílico comprende por lo menos el 80%, preferentemente por lo menos el 90% en número de unidades estructurales (1) y (2) , más preferentemente el 95%, y muy particularmente el 100% en número de unidades estructurales (1) y (2) , sin tener en cuenta las unidades que sirven de terminaciones de cadena relacionadas con los métodos de inicio de polimerización y de control de longitud de cadena.

El dispersante presenta una relación entre el número de unidades estructurales (2) , que corresponden a unos ésteres de las unidades estructurales (1) , y el número total de las unidades estructurales (1) y (2) , que está comprendida entre el 40 y el 60%. Las mismas preferencias se aplican a las unidades estructurales (1) ' y (2) ',

eventualmente presentes en el límite del 25% en número.

La masa molar media en peso MW del dispersante utilizado según la invención, medida mediante cromatografía de exclusión estérica con un calibrado de polietilenglicol que varía generalmente entre aproximadamente 7000 y 50000 g/mol.

El dispersante se utiliza habitualmente en forma líquida.

Así, según otro aspecto de la invención, el dispersante utilizado se presenta en forma de disolución acuosa del 20 al 40% de extracto seco.

Ventajosamente, la cantidad de dispersante, añadido a la composición de hormigón, está comprendida entre el 0, 2 y el 0, 8% en líquido, en particular entre el 0, 25 y 0, 75% en líquido, con respecto a la cantidad de cemento.

La indicación "en líquido" se refiere a la cantidad en peso de dispersante formulado. Así, para una formulación al 30% de extracto seco, el dispersante se añade generalmente a razón del 0, 05 al 0, 3, preferentemente del 0, 06 al

0, 24, y en particular del 0, 075 al 0, 225% en peso con respecto a la cantidad de cemento.

Otros aditivos diversos conocidos por el experto en la materia para las composiciones de hormigón pueden ser añadidos además a... [Seguir leyendo]

1. Utilización de policarboxilatos de polioxialquileno que comprende por lo menos el 75% en número de una cadena lineal aleatoria de unidades estructurales (1) y (2) representadas por las fórmulas siguientes:

en las que X representa un átomo de hidrógeno, un metal alcalino, un metal alcalinotérreo o un amonio, pudiendo dichas unidades estructurales (1) ser idénticas o diferentes; n es un número entero que varía de 0 a 24, m es un 10 número entero que varía de 0 a 24 siendo m<n, pudiendo los grupos de óxido de propileno estar distribuidos o no de manera aleatoria entre los grupos de óxido de etileno; R representa un grupo alquilo o alquenilo de 1 a 24, siendo las unidades estructurales (2) obtenidas por reacción con un metoxi polietilenglicol de masa molar de 350 g/mol, estando la relación entre el número de unidades estructurales (2) , y el número total de las unidades estructurales (1) y (2) comprendida entre el 40 y el 60%, solas o en mezcla, para mejorar el mantenimiento de fluidez de composiciones de hormigón que tienen un valor de slump comprendido entre 12 y 20 cm.

2. Utilización según la reivindicación 1, en la que los policarboxilatos de polioxialquileno comprenden por lo menos el 80% en número de una cadena lineal aleatoria de unidades estructurales (1) y (2) .

3. Utilización según una de las reivindicaciones 1 a 2, en la que el policarboxilato de polioxialquileno presenta además como máximo el 25% en número de unidades estructurales (1) y (2) , representadas por las fórmulas siguientes:

en las que n, m, X y R tienen el significado dado anteriormente en la reivindicación 1 y estando la relación entre el número de unidades estructurales (2) ' y el número total de las unidades estructurales (1) ' y (2) ' comprendida entre el 40 y el 60%.

4. Utilización según la reivindicación 3, en la que el policarboxilato de polioxialquileno presenta del 5 al 20% en número de unidades estructurales (1) ' y (2) '.

5. Utilización según una de las reivindicaciones 1 a 4, en la que el policarboxilato de polioxialquileno presenta una 35 masa molecular comprendida entre 7000 y 50000 g/mol.

6. Utilización según una de las reivindicaciones 1 a 5, en la que el policarboxilato de polioxialquileno se presenta en forma de disolución acuosa al 20 o al 40% de extracto seco.

7. Utilización según una de las reivindicaciones 1 a 6, en la que el policarboxilato de polioxialquileno se añade a la composición de hormigón a razón del 0, 2 al 0, 8% en líquido con respecto al cemento.

8. Composición de hormigón fresco que tiene un valor de slump T0 de 12 a 20 y que comprende el dispersante especificado en las reivindicaciones 1 a 7.