Procedimiento de realización de piezas y construcciones de hormigón.

Procedimiento de realización de piezas y construcciones de hormigón,

que comprende las etapas siguientes: (i) proporcionar una primera composición de hormigón a base de un ligante rápido que comprende:

- del 70 al 85% en peso de cemento Portland;

- del 10 al 25% en peso de un sistema acelerador a base de alúmina Al2O3, de cal CaO y de sulfato SO3 en forma de aluminato de calcio y de sulfato de calcio;

- un sistema retardador; y

- un superplastificante que comprende un polímero de tipo polifosfonato poliox, o una mezcla de polímeros de tipo polifosfonato poliox y de tipo policarboxilato poliox;

la relación de peso de agua eficaz sobre ligante seco está comprendida entre 0,35 y 0,50, después (ii) añadir un sistema activador para formar una segunda composición de hormigón seleccionado de entre el grupo que consiste en:

- una suspensión acuosa que comprende:

(i) al menos un aluminato de calcio,

(ii) del 0,5 al 4%, preferentemente del 0,6 al 2,3% en peso con respecto al peso total del o de los aluminatos de calcio de un inhibidor de fraguado de los cementos aluminosos, y

(iii) al menos un agente anti-sedimentación,

- una alúmina de transición;

- un gel de hidróxido de alúmina;

- una mezcla de estos; y

(iii) verter esta segunda composición de hormigón en un encofrado.

Procedimiento de realización de piezas y construcciones de hormigón.

Campo técnico

La invención tiene por objeto un procedimiento de realización de piezas y de construcciones de hormigón que utiliza unas composiciones de ligantes rápidos.

Por ligantes rápidos para mortero u hormigón, se entienden unos ligantes de fraguado y endurecimiento rápidos a base de cementos Portland, aluminatos de calcio y sulfatos de calcio. Los hormigones que utilizan tales ligantes en sus composiciones, una vez realizados, adquieren unas características mecánicas elevadas a corto plazo, después de la adición de un componente designado como activador; tienen preferentemente una resistencia a la compresión RC de al menos 1 MPa a las 2 horas después de la adición del activador a una primera composición. Cuando la adición del activador tiene lugar como muy tarde 2 horas después del final del amasado de la primera composición, la resistencia mecánica a la compresión Rc es de al menos 1 MPa en 4 horas, contadas a partir del final del amasado de la primera composición.

Estos hormigones son unos hormigones fluidos o autocompactantes, que tienen una duración de mantenimiento de trabajabilidad de al menos 1 hora antes de la adición del activador, y de al menos  después de la adición del activador.

La trabajabilidad de los hormigones fluidos se mide por la altura de la caída en el cono de Abrams -o valor de slump (según la normativa francesa NF P 18-451, de diciembre de 1981) y se estima que un hormigón es fluido cuando esta caída es de al menos 15 cm, preferentemente de al menos 18 cm.

La trabajabilidad de los hormigones autocompactantes (designados también como autocolocantes) se mide generalmente a partir del "slumpflow", según el modo de realización descrito en "Specification and Guidelines for Self Compacting Concrete, EFNARC, Febrero de 2002, p 19-23"; el valor del esparcimiento es, en general, como mínimo de 650 mm para los hormigones autocompactantes y como máximo de 800 mm.

En el caso de los morteros, la consistencia puede medirse a partir del "slumpflow" según el modo de realización descrito en "Specification and Guidelines for Self Compacting Concrete, EFNARC, febrero de 2002, p 19-23", con la ayuda de un cono a escala 1/2. Los morteros se consideran como equivalentes a unos hormigones fluidos cuando el valor de esparcimiento es superior a 200 mm, autocolocantes a más de 300 mm.

La invención se refiere a los hormigones, y más particularmente a los hormigones fluidos o autocompactantes, destinados a la realización de piezas y construcciones, ya se trate de piezas prefabricadas en fábricas, o realizaciones a pie de obras, como por ejemplo paredes de hormigón, losas, etc.

Técnica anterior

El documento FR-A-2810314 describe un ligante rápido para hormigón autocompactante que comprende cemento Portland, aluminato de calcio, sulfato de calcio, un acelerador, un retardador y un agente superplastificante de tipo polifosfonato poliox. En este documento, se indica que este ligante permite obtener una duración de trabajabilidad superior a 1 hora, bombear el hormigón gracias a esta fórmula autocompactante, y que tiene al mismo tiempo unas resistencias mecánicas a la compresión elevadas a partir de 4 horas después del final del amasado, incluso a temperaturas comprendidas entre 5 y 35º C. Las aplicaciones descritas en este documento son la reparación urgente de construcciones, el sostenimiento provisional de túneles, galerías, u otras construcciones análogas.

Este documento FR-A-2810314 describe unas composiciones de ligante rápido para hormigones autocompactantes que son realizadas mediante mezcla en una sola etapa del conjunto de los componentes, llevando cada composición a un compromiso dado de duración de mantenimiento de trabajabilidad/adquisición rápida de la resistencia deseada. Cada modificación de este compromiso implica reformular una nueva composición.

El documento EP-A-0769482 describe unas composiciones de ligantes utilizadas para la aplicación de los hormigones proyectados; pero la adición a estas de un componente acelerador lleva a un endurecimiento ultrarrápido, sin periodo de mantenimiento de trabajabilidad después de la adición del acelerador. Esto hace imposible la utilización de tales composiciones en todas las aplicaciones en fábrica y en obras en las que el hormigón se coloca por vertido.

El documento US-4.455.171 describe un procedimiento para producir una composición de refuerzo a base de un cemento endurecido con alto contenido en alúmina. El procedimiento utiliza en particular un activador de fraguado, tal como el hidróxido de litio.

Existe sin embargo la necesidad de un procedimiento de realización de piezas y construcciones de hormigón que

utilizan unas composiciones de hormigones a base de ligantes rápidos, que permitirían disociar el periodo durante el cual es necesario mantener la trabajabilidad de la composición desde el final del amasado hasta el momento del vertido, por ejemplo cuando se trata de hormigón listo para usar, que necesita una cierta tiempo de transporte antes del vertido, del periodo en el que se desea iniciar un endurecimiento rápido a fin de obtener una resistencia mínima a corto plazo, suficiente, por ejemplo, para permitir el desencofrado.

Resumen de la invención

La invención proporciona por lo tanto un procedimiento de realización de piezas y construcciones de hormigón tal como se describe en el juego de reivindicaciones. En particular, el procedimiento comprende las etapas tales como se describen en la reivindicación 1.

Según un modo de realización, la etapa (i) es una etapa de amasado en la que se realiza la primera composición de hormigón y que comprende las etapas siguientes:

(a) realizar una composición de hormigón que comprende, en la base del ligante rápido:

- del 70 al 95% de cemento Portland;

- el sistema retardador; y -un superplastificante que comprende un polímero de tipo polifosfonato poliox, o una mezcla de polímeros de tipo polifosfonato poliox y del tipo policarboxilato poliox; después (b) añadir, en la base del ligante rápido:

- del 10 al 25% de un sistema acelerador a base de alúmina Al2O3, de cal CaO y de sulfato SO3; los sulfatos pueden ser, por ejemplo, unos sulfatos metálicos, alcalinos, alcalinotérreos, unos sulfatos orgánicos, o unas mezclas; preferentemente el sistema acelerador será a base de aluminato de calcio y de sulfato de calcio.

Según un modo de realización, el procedimiento comprende las etapas siguientes:

(i) realizar por amasado en una central de hormigón, una primera composición de hormigón que comprende un ligante rápido; después

(ii) añadir un sistema activador; y

(iii) verter inmediatamente el hormigón después de la etapa (ii) de adición del sistema activador.

La etapa (ii) puede realizarse en un camión hormigonera.

La etapa (iii) de vertido de la segunda composición de hormigón en el encofrado puede llevarse a cabo con una segunda composición de hormigón que presenta (a) un valor de caída en el ensayo "slump" de 15 a 24 cm, preferentemente de 18 a 22 cm, o (b) un valor de esparcimiento en "slumpflow" de 580 a 780 mm, preferentemente de 650 a 750 mm.

Según un modo de realización, la segunda composición de hormigón presenta una resistencia mecánica a la compresión Rc de al menos 1 MPa a las 2 horas después de la etapa (ii) ; cuando la adición del activador tiene lugar como muy tarde 2 horas después de la etapa (i) , la resistencia mecánica a la compresión Rc es de al menos 1 MPa a las 4 horas después de la etapa (i) .

Según un modo de realización, la primera composición de hormigón tiene una duración de mantenimiento de la trabajabilidad de como mínimo 1 hora después de la etapa (i) de amasado.

Según un modo de realización, la segunda composición de hormigón tiene una duración de mantenimiento de trabajabilidad de como mínimo 30 minutos después de la etapa (ii) de amasado.

La invención tiene también por objeto la utilización de un sistema activador por adición a una primera composición de hormigón rápido para un procedimiento de realización de objetos de hormigón, tal como se define en la presente invención.

La invención tiene también por objeto la preparación de una primera composición de hormigón rápido destinada a ser adicionada de un sistema activador por adición a esta primera composición para un procedimiento de realización de piezas y construcciones de hormigón, tal como se define en la presente invención.

La invención permite así realizar un hormigón de base que tiene un largo tiempo de mantenimiento... [Seguir leyendo]

1. Procedimiento de realización de piezas y construcciones de hormigón, que comprende las etapas siguientes:

(i) proporcionar una primera composición de hormigón a base de un ligante rápido que comprende: -del 70 al 85% en peso de cemento Portland; -del 10 al 25% en peso de un sistema acelerador a base de alúmina Al2O3, de cal CaO y de sulfato SO3 en forma de aluminato de calcio y de sulfato de calcio; -un sistema retardador; y -un superplastificante que comprende un polímero de tipo polifosfonato poliox, o una mezcla de polímeros de tipo polifosfonato poliox y de tipo policarboxilato poliox; la relación de peso de agua eficaz sobre ligante seco está comprendida entre 0, 35 y 0, 50, después (ii) añadir un sistema activador para formar una segunda composición de hormigón seleccionado de entre el grupo que consiste en:

- una suspensión acuosa que comprende:

(i) al menos un aluminato de calcio, 25

(ii) del 0, 5 al 4%, preferentemente del 0, 6 al 2, 3% en peso con respecto al peso total del o de los aluminatos de calcio de un inhibidor de fraguado de los cementos aluminosos, y (iii) al menos un agente anti-sedimentación, -una alúmina de transición; -un gel de hidróxido de alúmina;

-una mezcla de estos; y (iii) verter esta segunda composición de hormigón en un encofrado.

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que el sistema acelerador comprende, en peso:

Alúmina Al2O3: del 35 al 50% Cal CaO: del 10 al 50% Sulfato (expresado en SO3) : del 5 al 30%.

3. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 2, en el que el sulfato se selecciona de entre los sulfatos metálicos, alcalinos, alcalinotérreos, los sulfatos orgánicos, o sus mezclas.

4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la etapa (i) es una etapa de amasado, en la que se realiza la primera composición de hormigón y que comprende las etapas siguientes:

(a) realizar una composición de hormigón que comprende, -cemento Portland; -el sistema retardador; y -el superplastificante; después 55

(b) añadir el sistema acelerador.

5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 4, en el que la etapa (ii) se realiza a partir de 10 minutos, preferentemente a partir de 60 minutos y como muy tarde 8 horas después del amasado de la etapa (i) .

6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 5, en el que la etapa (ii) se realiza inmediatamente antes de la etapa (iii) de vertido del hormigón.

7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, que comprende las etapas siguientes:

(i) realizar por amasado en una central de hormigón la primera composición de hormigón que comprende un ligante rápido; después

(ii) añadir el sistema activador; y

(iii) verter inmediatamente el hormigón después de la etapa (ii) de adición del sistema activador.

8. Procedimiento según la reivindicación 6 ó 7, en el que la etapa (ii) se realiza en un camión hormigonera.

9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, en el que la etapa (iii) de vertido de la segunda composición de hormigón en el encofrado se realiza con una segunda composición de hormigón que presenta un valor de caída en el ensayo "slump" de 15 a 24 cm, preferentemente de 18 a 22 cm.

10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, en el que la etapa (iii) de vertido de la segunda composición de hormigón en el encofrado se realiza con una segunda composición de hormigón que presenta un valor de esparcimiento en "slumpflow" de 580 a 750 mm, preferentemente de 650 a 750 mm.

11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, para la realización de paredes de hormigón o de losa de hormigón.

12. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 11, en el que el cemento Portland es un cemento conforme a la norma E.

19. 1, ventajosamente un cemento rápido (denominado de tipo R) , preferentemente triturado con una finura de al menos 4000 cm2/g, de tipo HRI (de Alta Resistencia Inicial) por ejemplo, un cemento CEM1 52.5 N o R, CEM2 de tipo 32.5, 32.5 R, 42.5 o 42.5 R, con la relación de alcalinos solubles preferentemente inferior al 1% en peso expresado en equivalente Na2O.

13. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 12, en el que el sistema acelerador comprende un cemento a base de aluminato de calcio y sulfato de calcio en forma semi-hidrato, dihidrato o anhidrita.

14. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 13, en el que el aluminato de calcio utilizado comprende las fases CA y/o C3A y/o C12A7.

15. Procedimiento según una de las reivindicaciones 3 a 12, en el que la relación másica entre el aluminato de calcio y el sulfato de calcio está comprendida entre 1:4 y 4:1, preferentemente entre 2:1 y 1:2.

16. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 15, en el que el sistema retardador es un ácido carboxílico

o bórico, en particular el ácido cítrico o tártrico o gluónico, estando eventualmente el ácido en forma de una sal, en combinación con eventualmente otro aditivo mineral que aporta o que consume calcio, por ejemplo carbonatos o fluoruros de sodio, potasio, litio, estroncio o bario, o también los complejantes del calcio como EDTA.

17. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 16, en el que la cantidad del sistema retardador, en peso con respecto al peso acumulado del cemento Portland y del sistema acelerador, es del 0, 05 al 5% y preferentemente del 0, 1 al 1%.

18. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 17, en el que la cantidad del superplastificante, en peso con respecto al peso acumulado de cemento Portland y del sistema acelerador, es del 0, 5 al 5%, preferentemente del 1 al 3%.

19. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 18, en el que la cantidad del activador, en peso con respecto al peso acumulado de cemento Portland y del sistema acelerador, es del 1 al 10%, preferentemente del 2 al 5%.

20. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 19, en el que la segunda composición de hormigón presenta una resistencia mecánica a la compresión RC de al menos 1MPa, 2h después de la etapa (ii) .

21. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 20, en el que la segunda composición de hormigón presenta una resistencia mecánica a la compresión RC de al menos 1 MPa, 4h después de la etapa (i) .

22. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 21, en el que la primera composición de hormigón tiene una duración de mantenimiento de trabajabilidad de como mínimo 1 hora después de la etapa (i) .

23. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 22, en el que la segunda composición de hormigón tiene una duración de mantenimiento de trabajabilidad de como mínimo 30 minutos después de la etapa (ii) .