Inhibidor de la corrosión para hormigón armado.

Agente para la protección de hormigón armado frente a la corrosión de la armadura de acero,

caracterizado por que

el agente contiene, como componente A, al menos un organosilano u organosiloxano de la fórmula general (I) R-SiR1 x(O)yR2 z (I), en donde

R es un grupo alquilo con 3 a 20 átomos de C lineal o ramificado,

R1 es un grupo alquilo con 1 a 4 átomos de C lineal o ramificado,

R2 es un grupo alcoxi con 1 a 4 átomos de C lineal o ramificado o un grupo hidroxi, en donde los grupos R2 pueden ser iguales o diferentes,

x es igual a 0, 1 ó 2,

y es igual a 0,0 a 1,5,

z es igual a 0, 1, 2 ó 3 y

(x+2y+z) ≥ 3,

o una mezcla de los mismos, y

como componente D contiene al menos un aminoalcohol de la fórmula general (III)

HO-CH2-CH2-NR9 2 (III),

en donde

los grupos R9 son iguales o diferentes y

R9 representa un hidrógeno o un grupo alquilo con 1 a 20 átomos de C lineal o ramificado.

Inhibidor de la corrosión para hormigón armado La presente invención se refiere a un agente con efecto inhibidor de la corrosión, a su uso y a un procedimiento para reducir la corrosión activa de la armadura de acero en hormigón. Además, la invención se refiere a un hormigón que puede obtenerse mediante el empleo de un agente de este tipo.

A pesar de que el hormigón armado es considerado generalmente como muy resistente, aparecen daños visibles en obras de hormigón que han de atribuirse a la corrosión de la armadura de acero, en ocasiones ya pocos años después de haber terminado la obra, a pesar de que habitualmente se planifica una vida de 100 años de un edificio de hormigón armado. A menudo se manifiestan deterioros visibles en la armadura de acero ya después de un tiempo menor que 20 años. La consecuencia de ello son costosos trabajos de saneamiento. Por lo tanto, existe una demanda realmente alta de inhibidores de la corrosión activos para hormigón armado.

En el pasado se acometieron para ello diferentes estrategias:

Hoy en día encuentran aplicación principalmente aditivos para hormigón inhibidores de la corrosión tales como nitritos de metales alcalinos o alcalinotérreos (documentos US 3 210 207, US 3 801 338, US 3 976 494, US 4 092 109 y US 4 365 999) . Junto a su cuestionabilidad ecológica, al igual que también toxicológica, estos aditivos muestran el inconveniente de que son solubles en agua y pueden ser fácilmente arrastrados por lavado de materiales de construcción con aglutinante mineral sobre la base de cemento.

Además (documento US 4 726 914) se describen alcanolaminas en mezcla con alcoholes trivalentes o tetravalentes para la protección de superficies de acero. No obstante, no se describe el uso de sustancias de este tipo en materiales de construcción minerales con un aglutinante basado en cemento.

En el documento EP 0 209 978 A2 se describen inhibidores de la corrosión miscibles con agua a base de hidroxilaminas para la protección de la armadura de acero en el hormigón.

El documento CH 686 368 se refiere asimismo a inhibidores de la corrosión solubles en agua a base de hidroxilaminas, pero éstos, en limitación al documento EP 0 209 978 A2, se hacen reaccionar, sin embargo, antes de su empleo como inhibidor de la corrosión para hormigón armado, con ácidos carboxílicos con el fin de reducir la volatilidad de estas sustancias. Sin embargo, si se tiene en cuenta el elevado valor del pH de materiales de construcción ligados a cemento tales como hormigón, esta medida es, no obstante, más bien dudosa, dado que según el conocimiento químico general, en el caso de un pH elevado se vuelve a formar la amina libre.

Es indudable que las hidroxilaminas pueden reducir la corrosión en superficies de acero. Esto lo confirman, por ejemplo, las mediciones de la corriente de corrosión expuestas en los documentos mencionados.

Generalmente, una reducción de la corrosión es sólo imaginable cuando el inhibidor de la corrosión es añadido al aglutinante. Por lo tanto, debe ser empleado ya durante la producción del material de construcción. A este respecto, es desventajoso el que la aportación por mezcladura del inhibidor de la corrosión modifica las propiedades reológicas del material de construcción ligado a cemento, p. ej. hormigón, lo cual aumenta la complejidad de las mezclas de hoy en día y, por lo tanto, no se desea por norma general. Además, la solubilidad en agua así como la presión de vapor de las sustancias utilizadas como inhibidores de la corrosión conducen a una movilidad indeseada en la matriz de cemento.

El principio activo puede perderse también por el arrastre por lavado. En la publicación con el título “Migrating Corrosion Inhibitor Blend for Reinforced Concrete Parte 2 – Inhibitor as Repair Strategy” (Corrosion-Vol. 56, Nº 7, págs. 727 y siguientes) se comprobó que la acción de inhibidores de la corrosión solubles en agua según el documento CH 686 368 sobre la superficie de acero, el cual se encuentra en una matriz de cemento, no acarrea inequívocamente un efecto positivo sobre las corrientes de corrosión medibles. Como causa de ello es responsable, con elevada probabilidad, el hecho de que el inhibidor de la corrosión no puede difundirse en cantidad suficiente a través de la matriz de cemento, de modo que una concentración de inhibidor, suficiente para un efecto reductor de la corrosión, no puede acceder a la superficie de acero, a pesar de que el inhibidor podría actuar con una concentración elevada (10%) a lo largo de varias semanas. Tiempos de acción prolongados de este tipo no se pueden poner, además, en práctica. En el caso del tratamiento de la superficie de hormigón, por ejemplo con medidas de hidrofobización en el marco de la protección de edificios, los tiempos de contacto ascienden a sólo unos pocos minutos (agentes de impregnación líquidos) hasta algunas horas (agentes de impregnación pastosos) . 2 10

Se puede comprobar que actualmente no existe inhibidor de la corrosión alguno para armaduras de acero en materiales de construcción minerales ligados a cemento (hormigón) que, en el caso de las estructuras existentes, pueda ser aplicado sobre la superficie del material de construcción e impida la corrosión de la armadura de acero en el caso de una corrosión activa existente.

Por lo tanto, existía la misión de habilitar un inhibidor de la corrosión para hormigón armado que pueda ser eventualmente aplicado sobre estructuras de hormigón existentes o pueda ser también añadido a la mezcla de hormigón y que amortigüe de manera eficaz las corrientes de corrosión en la armadura de acero, en particular también cuando los cloruros presentes y otras sustancias nocivas hayan podido ya desencadenar una corrosión.

El problema se resolvió de acuerdo con la invención de manera correspondiente a las características de las reivindicaciones.

Sorprendentemente, se encontró que un preparado, es decir, un agente a base alquilalcoxisilanos o bien alquilalcoxisiloxanos determina, en el caso de la aplicación, una clara reducción de las corrientes de corrosión medidas en la armadura de acero en el hormigón, incluso cuando el hormigón esté ya previamente dañado por los cloruros invasivos.

Así, se encontró también que determinados silanos y/o siloxanos organo-funcionales, los así denominados alquilalcoxisilanos o bien alquilalcoxisiloxanos, eventualmente en combinación con compuestos portadores de grupos amino que pueden ser solubles en alquilalcoxisilanos o bien alquilalcoxisiloxanos tales como, por ejemplo, de determinados aminosilanos o determinados aminoalcoholes y, eventualmente en combinación con ácidos carboxílicos o sales de ácidos carboxílicos solubles en alquilalcoxisilanos o bien alquilalcoxisiloxanos, preferiblemente ácido dinonilnaftalensulfónico, o de las sales de metales alcalinotérreos, en particular dinonilnaftalensulfonato de calcio o dinonilnaftalensulfonato de magnesio, o ácidos minerales solubles de manera correspondiente, mediante la acción sobre la superficie de materiales de construcción ligados a cemento armados con acero o mediante la incorporación directa de un agente de acuerdo con la invención, es decir, del presente agente en la mezcla de hormigón en la preparación del hormigón pueden reducir de manera persistente corrientes de corrosión en la armadura de acero e incluso pueden reducir drásticamente la corrosión existente, desencadenada, por ejemplo, por cloruros.

En este caso, se han de preferir alquilalcoxisilanos o bien alquilalcoxisiloxanos con un contenido en cloruro particularmente bajo. Preferiblemente, dichos silanos o bien siloxanos se emplean con un contenido en cloruro de menos de 100 ppm en peso, de manera particularmente preferida, aquellos con menos de 50 ppm en peso de cloruro, de manera muy particularmente preferida con menos de 10 ppm en peso de cloruro. Particularmente, al utilizar alquilalcoxisilanos o bien alquilalcoxisiloxanos que están esencialmente exentos de cloruro, es decir, productos de silano con menos de 3 ppm en peso de cloruro, se pueden conseguir extraordinarios resultados en el sentido de la presente invención.

Así, de manera ventajosa, se puede encontrar una reducción de las corrientes de corrosión observadas en la armadura de acero con respecto al hormigón no protegido correspondiente de más de 50%, preferiblemente de más de 80%, de manera particularmente preferida de más de 90%.

La inhibición de la corrosión sorprendentemente elevada, encontrada a través de la medición de la corriente de corrosión, se alcanza, de acuerdo con la invención, mediante alquilalcoxisilanos y/o -siloxanos, preferiblemente isobutiltrietoxisilano, octiltrietoxisilano... [Seguir leyendo]

1. Agente para la protección de hormigón armado frente a la corrosión de la armadura de acero, caracterizado por

que 5 el agente contiene, como componente A, al menos un organosilano u organosiloxano de la fórmula general (I)

R-SiR1x (O) yR2z (I) ,

en donde R es un grupo alquilo con 3 a 20 átomos de C lineal o ramificado, R1 es un grupo alquilo con 1 a 4 átomos de C lineal o ramificado, R2 es un grupo alcoxi con 1 a 4 átomos de C lineal o ramificado o un grupo hidroxi, en donde los grupos R2 pueden ser iguales o diferentes, x es igual a 0, 1 ó 2,

y es igual a 0, 0 a 1, 5, z es igual a 0, 1, 2 ó 3 y (x+2y+z) = 3,

o una mezcla de los mismos,

y 20 como componente D contiene al menos un aminoalcohol de la fórmula general (III)

HO-CH2-CH2-NR92 (III) , en donde los grupos R9 son iguales o diferentes y

R9 representa un hidrógeno o un grupo alquilo con 1 a 20 átomos de C lineal o ramificado.

2. Agente según la reivindicación 1, caracterizado por que el agente contiene, como componente A, n-C3H7Si (OCH3) 3, n-C3H7Si (OC2H5) 3, i-C3H7Si (OCH3) 3, i-C3H7Si (OC2H5) 3, n-C4H9Si (OCH3) 3, n-C4H9Si (OC2H5) 3, i-C4H9Si (OCH3) 3, i-C4H9Si (OC2H5) 3, n-C5H11Si (OCH3) 3, n-C5H11Si (OC2H5) 3, i-C5H11Si (OCH3) 3, i-C5H11Si (OC2H5) 3, n

C6H13Si (OCH3) 3, n-C6H13Si (OC2H5) 3, i-C6H13Si (OCH3) 3, i-C6H13Si (OC2H5) 3, n-C8H17Si (OCH3) 3, n-C8H17Si (OC2H5) 3, i-C8H17Si (OCH3) 3, i-C8H17Si (OC2H5) 3, n-C10H21Si (OCH3) 3, n-C10H21Si (OC2H5) 3, i-C10H21Si (OCH3) 3, iC10H21Si (OC2H5) 3, n-C16H33Si (OCH3) 3, n-C16H33Si (OC2H5) 3, i-C16H33Si (OCH3) 3, i-C16H33Si (OC2H5) 3 o una mezcla a base de los alquilalcoxisilanos mencionados.

3. Agente según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado por que el agente contiene, como componente C, ácido dinonilnaftalensulfónico o sus sales de metales alcalinotérreos o una mezcla de los mismos.

4. Agente según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado por que el agente contiene el componente C en una cantidad de 0 a 50% en peso referida al componente A. 40

5. Agente según la reivindicación 4, caracterizado por que el agente contiene el componente C en una cantidad de 0, 01 a 10% en peso referida al componente A.

6. Agente según la reivindicación 5, caracterizado por que el agente contiene el componente C en una cantidad de 45 0, 5 a 5% en peso referida al componente A.

7. Agente según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que el agente contiene como componente D HO-CH2-CH2-N (CH3) 2 o HO-CH2-CH2-N (C2H5) 2 o una mezcla de los mismos.

8. Agente según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por que el agente contiene como componentes adicionales, adipato de diisotridecilo, aceite mineral, hidrocarburos de bencina, alcoholes, agua, emulsionantes, coadyuvantes de la reología, coadyuvantes de espesamiento o una mezcla de los mismos.

9. Procedimiento para reducir la corrosión en armaduras de acero en hormigón armado, caracterizado por que 55 sobre una superficie de hormigón armado se aplica un agente según una de las reivindicaciones 1 a 8.

10. Procedimiento según la reivindicación 9, caracterizado por que la aplicación del agente tiene lugar mediante pulverización, aplicación con brocha, rodillo o rasqueta.

11. Procedimiento según la reivindicación 9 ó 10, caracterizado por que el agente se aplica sobre la superficie de hormigón en una cantidad de más de 50 g/m2.

12. Procedimiento según la reivindicación 11, caracterizado por que el agente se aplica sobre la superficie de 5 hormigón en una cantidad de más de 100 g/m2.

13. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado por que el agente se aplica sobre la superficie de hormigón en una cantidad de más de 200 g/m2.

14. Uso de un agente según las reivindicaciones 1 a 8 para inhibir la corrosión en armaduras de acero en hormigón armado, añadiendo el agente por mezcladura al hormigón durante el proceso de preparación.

15. Uso de un agente según las reivindicaciones 1 a 8, en donde el agente contiene los componentes A y D o los componentes A, D y C como principios activos o combinaciones de principios activos, para inhibir la corrosión en 15 armaduras de acero en hormigón armado.

16. Hormigón, que se puede obtener aplicando un agente según una de las reivindicaciones 1 - 8 sobre una superficie de hormigón armado o añadiéndole por mezcladura al hormigón durante el proceso de preparación.