Aditivos para aglutinante hidráulico a base de clínker de Belita-Calcio-Sulfoaluminoso-Ferrita.

Composición que comprende al menos, en % expresado en masa respecto a la masa total de la composición,

- de 0,01 a 3% de ácido policarboxílico o una de sus sales, comprendiendo dicho ácido policarboxílico de 2 a 4 grupos carboxilo por molécula; y

- de 97 a 99,99% de un clínker de Belita-Calcio-Sulfoaluminoso-F errita (clínker BCSAF) que comprende al menos en % expresado en masa respecto a la masa total de clínker BCSAF

• de 5 a 30%, de fase aluminoferrita cálcica de una composición correspondiente a la fórmula general C2AXF(1-X), con X comprendido entre 0,2 y 0,8;

• de 10 a 35%, de fase sulfoaluminato de calcio "yelimita" C4A3$,

• de 40 a 75% de belita (C2S),

• de 0,01 a 10% de una o varias fases minerales seleccionadas entre sulfatos de calcio, sulfatos alcalinos, perovskita, gehlenita, cal libre y periclasa, y/o una fase vítrea,

y en la que el total de los porcentajes de estas fases es superior o igual a 97%.

Aditivos para aglutinante hidráulico a base de clínker de Belita-Calcio-Sulfoaluminoso-Ferrita La presente invención se refiere a una composición que comprende un clínker de Belita-Calcio-Sulfoaluminoso-Ferrita (clínker BCSAF) con al menos un ácido policarboxílico o una de sus sales, a su utilización para la preparación de aglutinantes hidráulicos, a un cemento que comprende dicho clínker, así como a la utilización de ácido policarboxílico o una de sus sales para aumentar las resistencias mecánicas de los aglutinantes hidráulicos.

Los clínkeres BCSAF son clínkeres de bajo contenido de alita o carentes de alita, que es una de las fases mineralógicas de los clínkeres tradicionales del tipo Portland. La alita es una forma impura de trisilicato de calcio, Ca3SiO5, que se escribe de la forma convencional C3S.

Para el resto de la presentación de la invención, se utilizarán las siguientes notaciones abreviadas, a menos que se indique expresamente lo contrario, para designar los componentes mineralógicos del cemento:

-C representa CaO (cal) ,

-A representa AI2O3 (alúmina) ,

-F representa Fe2O3,

-S representa SiO2 (sílice) ,

-$ representa SO3,

-H representa H2O (agua) .

Estos clínkeres BCSAF presentan además como ventaja reducir significativamente las emisiones de CO2 de forma comparativa a la fabricación de los clínkeres del tipo Portland. Los cementos que han sido desarrollados por los industriales, a partir de los clínkeres BCSAF, son los cementos BCSAF.

Sin embargo, se ha hecho necesario producir los cementos BCSAF a base de clínkeres BCSAF cuyas resistencias mecánicas son mayores que las de una cantidad de clínker idéntica.

Además, es habitual durante el transcurso de la producción de cementos BCSAF añadir caliza al clínker BCSAF, comúnmente denominada carga de caliza (CaCO3) . Esta caliza permite reducir la cantidad de clínker en el cemento, y, por lo tanto, disminuir las emisiones de CO2.

O la caliza tiene como inconveniente presentar bajas propiedades hidráulicas y también retrasar la adquisición de resistencia mecánica del cemento BCSAF después de su fraguado.

Asimismo, el problema que se propone resolver la invención es encontrar un medio para mejorar la adquisición de las resistencias mecánicas después del fraguado de los cementos BCSAF que contienen o no la caliza.

De forma inesperada, los inventores han destacado que es posible mezclar al menos un ácido policarboxílico o una de sus sales con un clínker BCSAF, mientras se mantienen y/o se aumentan las resistencias mecánicas, especialmente a largo plazo (28 días) .

Para este fin, la presente invención propone una composición que comprende al menos, en % expresado en masa respecto a la masa total de la composición,

-de 0, 01 a 3% de ácido policarboxílico o una de sus sales, comprendiendo dicho ácido policarboxílico de 2 a 4 grupos carboxilo por molécula; y de 97 a 99, 99% de un clínker de Belita-Calcio-Sulfoaluminoso-Ferrita (clínker BCSAF) que comprende al menos en % expresado en masa respecto a la masa total de clínker BCSAF

• de 5 a 30%, de fase aluminoferrita cálcica de una composición correspondiente a la fórmula general C2AXF (1-X) , con X comprendido entre 0, 2 y 0, 8;

• de 10 a 35%, de fase sulfoaluminato de calcio "yelimita" C4A3$,

• de 40 a 75% de belita (C2S) ,

• de 0, 01 a 10% de una o varias fases minerales seleccionadas entre sulfatos de calcio, sulfatos alcalinos, perovskita, gehlenita, cal libre y periclasa, y/o una fase vítrea,

y en la que el total de los porcentajes de estas fases es superior o igual a 97%. La invención tiene igualmente como objeto un cemento que comprende al menos

-de 30 a 99, 9% de una composición tal como la descrita anteriormente; y

-de 0, 1 a 40% de sulfato de calcio, % en masa respecto a la masa total de cemento;

-de 0, 1 a 70% de adiciones minerales, % en masa respecto a la masa total de cemento.

La invención se refiere igualmente a un hormigón o un mortero que comprende al menos un cemento BCSAF y al menos un ácido policarboxílico o una de las sales, comprendiendo dicho ácido policarboxílico de 2 a 4 grupos carboxilo por molécula.

La invención se refiere también a la utilización de al menos un ácido policarboxílico o una de sus sales, comprendiendo dicho ácido policarboxílico de 2 a 4 grupos carboxilo por molécula para aumentar la resistencia mecánica de los cementos BCSAF después de su fraguado.

Finalmente, la invención tiene igualmente como objeto un proceso de preparación de un hormigón o de un mortero que comprende una etapa de mezcla de un cemento BCSAF con áridos, agua, al menos un ácido policarboxílico o una de sus sales, comprendiendo dicho ácido policarboxílico de 2 a 4 grupos carboxilo por molécula y, opcionalmente, aditivos.

La invención ofrece al menos una de las ventajas determinantes descritas a continuación.

Ventajosamente, los cementos de acuerdo con la invención presentan resistencias mecánicas elevadas a largo plazo, en particular después de 28 días.

La invención ofrece como ventaja que el clínker BCSAF puede mezclarse con la caliza para reducir la cantidad de clínker en el cemento, sin retrasar la adquisición de las resistencias mecánicas, o sin perder las resistencias mecánicas del cemento después de su fraguado.

La invención ofrece como otra ventaja que el ácido policarboxílico utilizado de acuerdo con la invención permite además fluidificar la pasta de cemento BCSAF.

La invención ofrece como otra ventaja que las composiciones de acuerdo con la invención satisfagan o superen las prestaciones requeridas en las aplicaciones de los hormigones modernos actuales.

Finalmente, la invención tiene como ventaja poder ponerla en marcha en todas las industrias, especialmente la industria de la construcción, la industria cementera, y en el conjunto de los mercados de la construcción (construcción, ingeniería civil o fábrica de prefabricación) .

Otras ventajas y características de la invención se deducen claramente de la lectura de la descripción y los ejemplos dados a título puramente ilustrativo y no limitativos de lo que sigue.

Por la expresión "aglutinante hidráulico", se entiende según la presente invención todo compuesto que tenga la propiedad de hidratarse en presencia de agua y cuya hidratación permite obtener un sólido que tiene características mecánicas. El aglutinante hidráulico de acuerdo con la invención puede ser, en particular, un cemento.

Por el término "hormigón", se entiende una mezcla de aglutinantes hidráulicos, áridos, agua, opcionalmente aditivos, y opcionalmente adiciones minerales como por ejemplo hormigón de altas prestaciones, hormigón de muy altas prestaciones, hormigón de auto-colocación, hormigón autonivelante, hormigón autocompactante, hormigón con fibra, hormigón listo para el uso u hormigón coloreado. Por el término "hormigón", se entienden igualmente hormigones que han sufrido una operación de terminación tal como el hormigón abujardado, el hormigón desactivado o lavado, o el hormigón pulido. Se entiende igualmente según esta definición el hormigón pretensado. El término "hormigón" comprende los morteros, en este caso preciso el hormigón comprende una mezcla de aglutinante hidráulico, arena, agua y opcionalmente aditivos y opcionalmente adiciones minerales. El término "hormigón" de acuerdo con la invención designa indistintamente el hormigón fresco o el hormigón endurecido.

Por el término "áridos", se entiende de acuerdo con la invención un material granular utilizado en la construcción que puede ser natural, artificial o reciclado, tal como se define en la norma francesa XP P18-545. A modo de ejemplo de áridos, se pueden citar gravas, gravillas, arena, áridos ligeros y/o áridos artificiales.

Por la expresión "adiciones minerales" se entiende, de acuerdo con la invención, las escorias (tal como las definidas en la norma "Cemento" NF EN 197-1 párrafo 5.2.2) , las escorias de acero, los materiales puzolánicos (tal como los definidos en la norma "Cemento" NF EN 197-1 párrafo 5.2.3) , las cenizas volantes (tales como las definidas en la norma "Cemento" NF EN 197-1 párrafo 5.2.4) , los esquistos calcinados (tal como los definidos en la norma "Cemento" NF EN 197-1 párrafo 5.2.5) , las calizas (tal como las definidas en la norma "Cemento" NF EN 197-1 párrafo 5.2.6) o aún las sílices pirógenas (tales como las definidas en la norma "Cemento" NF EN 197-1 párrafo 5.2.7) o sus mezclas.

Por el término "clínker", se entiende de acuerdo con la invención... [Seguir leyendo]

1. Composición que comprende al menos, en % expresado en masa respecto a la masa total de la composición,

- de 0, 01 a 3% de ácido policarboxílico o una de sus sales, comprendiendo dicho ácido policarboxílico de 2 a 4 grupos carboxilo por molécula; y

- de 97 a 99, 99% de un clínker de Belita-Calcio-Sulfoaluminoso-Ferrita (clínker BCSAF) que comprende al menos en % expresado en masa respecto a la masa total de clínker BCSAF

• de 5 a 30%, de fase aluminoferrita cálcica de una composición correspondiente a la fórmula general C2AXF (1-X) , con X comprendido entre 0, 2 y 0, 8;

• de 10 a 35%, de fase sulfoaluminato de calcio "yelimita" C4A3$,

• de 40 a 75% de belita (C2S) ,

• de 0, 01 a 10% de una o varias fases minerales seleccionadas entre sulfatos de calcio, sulfatos alcalinos, perovskita, gehlenita, cal libre y periclasa, y/o una fase vítrea,

y en la que el total de los porcentajes de estas fases es superior o igual a 97%.

2. Composición según la reivindicación 1, caracterizada por que comprende de 0, 03 a 1%, más preferiblemente de 0, 1 a 0, 5%, % en masa respecto a la masa total de la composición.

3. Composición según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada por que comprende al menos un ácido policarboxílico, o una de sus sales, seleccionado entre ácido cítrico, ácido malónico, ácido málico, ácido glutárico, ácido adípico, ácido oxálico, ácido maleico, ácido tártrico, ácido succínico, ácido ascórbico, ácido glutámico o sus mezclas.

4. Composición según la reivindicación 3, caracterizada por que comprende al menos ácido cítrico o una de sus sales.

5. Composición según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que comprende además una alcanolamina.

6. Composición según una de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por que el clínker de Belita-CalcioSulfoaluminoso-Ferrita (clínker BCSAF) no comprende la fase mineralógica C3S.

7. Cemento que comprende al menos

-de 30 a 99, 9% de una composición según una de las reivindicaciones 1 a 6; y

-de 0, 1 a 40% de sulfato de calcio, % en masa respecto a la masa total de cemento;

-de 0, 1 a 70% de adiciones minerales, % en masa respecto a la masa total de cemento.

8. Cemento según la reivindicación 7 caracterizado por que las adiciones minerales se seleccionan entre las escorias (tal como las definidas en la norma "Cemento" NF E.

19. 1 párrafo 5.2.2) , las escorias de acero, los materiales puzolánicos (tal como los definidos en la norma "Cemento" NF E.

19. 1 párrafo 5.2.3) , las cenizas volantes (tales como las definidas en la norma "Cemento" NF E.

19. 1 párrafo 5.2.4) o las calizas (tal como las definidas en la norma "Cemento" NF E.

19. 1 párrafo 5.2.6) , o sus mezclas.

9. Hormigón o mortero que comprende al menos un cemento BCSAF y al menos un ácido policarboxílico o una de sus sales, comprendiendo dicho ácido policarboxílico de 2 a 4 grupos carboxilo por molécula.

10. Utilización de al menos un ácido policarboxílico o una de sus sales, comprendiendo dicho ácido policarboxílico de 2 a 4 grupos carboxilo por molécula, para aumentar la resistencia mecánica de los cementos BCSAF después de su fraguado.

11. Utilización según la reivindicación 10, caracterizada por que dicho ácido está presente en el agua de mezcla del cemento BCSAF.

12. Proceso de preparación de un hormigón o de un mortero según la reivindicación 9, que comprende una etapa de mezcla de un cemento BCASF con áridos, agua, al menos un ácido policarboxílico o una de sus sales, comprendiendo dicho ácido policarboxílico de 2 a 4 grupos carboxilo por molécula y, opcionalmente, aditivos.

13. Elementos para el sector de la construcción fabricados utilizando el hormigón o el mortero según la reivindicación 9 o el cemento según una de las reivindicaciones 7 u 8.