Mezcla de modificación de la reología.

Mezcla de modificación de la reología que comprende a) de 89 a 98 % en peso de hidroxialquil guar y b) de 2 a 11 % en peso de goma de diutano.

Mezcla de modificación de la reología

Campo técnico

La presente invención se refiere a modificadores de la reología útiles en la preparación de composiciones hidráulicas fluidas.

Específicamente, los modificadores de la invención contienen esencialmente un hidroxialquil guar y una pequeña cantidad de goma de diutano.

En el presente texto la expresión "composición hidráulica fluida" se usa para indicar una composición basada en cemento que puede colarse sin compactación ni vibración.

Los ejemplos típicos de composiciones hidráulicas fluidas son suelos de autonivelación que pueden verterse sobre terrenos no uniformes para proporcionar por sí mismos una superficie uniforme, donde, por ejemplo, pueden extenderse baldosas o parquet.

Técnica anterior

Los suelos de autonivelación contienen dispersantes o superplastificantes especiales que son esenciales para conferir una fluidez perfecta y propiedades de autocurado sin un aumento excesivo en la necesidad de agua.

Los dispersantes tradicionales, como caseína y succinoglucano, proporcionan características de autonivelado y también evitan el hundido de los áridos finos.

Debido a sus inconvenientes (olor desagradable, volatilidad en los precios para la caseína y alto coste del succinoglucano) se han reemplazado ahora en gran medida por dispersantes poliméricos sintéticos que proporcionan una excelente fluidez (superplastificantes) .

Otro ejemplo típico de composiciones hidráulicas fluidas es el hormigón fluido u hormigón de autocompactación o autoconsolidación (SCC) .

El hormigón fluido es un hormigón de no segregación que puede dispersarse en el sitio, llenar un encofrado y encapsular refuerzos sin ninguna vibración mecánica.

El desarrollo de hormigón fluido ha seguido de cerca el advenimiento y mejora de la tecnología de los superplastificantes, aunque el término SCC no se acuñó hasta finales de los años 90 como se analiza en "Self-Compacting Concrete: what is new?", de M. Collepardi (en Proc. 7th CANMET/ACI Int. Conf. on Superplasticizers and Other Chemical Admixtures in Concrete, Berlín, Alemania, 20-24 Oct., p 1-16, 2003) .

Los superplastificantes proporcionan fluidez pero no confieren resistencia a la segregación y las fugas.

Por tanto, se han desarrollado mezclas de modificación de la reología (RMA) para potenciar la cohesión y estabilidad de los sistemas basados en cemento.

Las RMA normalmente son polímeros naturales o derivados de los mismos que potencian la capacidad de retención de agua, el valor de deformación y viscosidad plástica de las composiciones hidráulicas y controlan las fugas y segregación, sin afectar negativamente a las propiedades de nivelado.

La goma de welano, goma de diutano y derivados de éter de celulosa, tales como metilcelulosa e hidroxipropilmetilcelulosa son de lejos las RMA más usadas para composiciones hidráulicas fluidas.

La goma de welano (Nº CAS 96949-22-3) es un polisacárido aniónico con excelente estabilidad térmica y retención de viscosidad a temperaturas elevadas.

La molécula de welano consiste en unidades de repetición de tetrasacárido, cada una de las cuales lleva una única ramificación de azúcar de L-manosa o L-ramnosa.

La goma de diutano (Nº CAS 125005-87-0) es una goma natural de peso molecular alto producida por 65 fermentación aerobia controlada cuidadosamente. La unidad de repetición está comprendida por una unidad de seis azúcares. La estructura básica está constituida por D-glucosa, ácido D-glucurónico, D-glucosa y L

ramnosa y la cadena secundaria de dos L-ramnosa.

La goma de diutano posee la mayor eficacia de dosis entre las RMA conocidas. La goma de welano y la goma de diutano son más pseudoplásticas que los éteres de celulosa y evitan eficazmente el hundido y filtración de 5 las partículas a menores concentraciones.

Para SCC, se informa que una dosificación del 0, 04 % en masa de agua de diutano es una dosificación muy baja en "Performance of Self-Consolidating Concrete made with Diutan Gum", de Khayat, K.H. et al., en American Concrete Institute SP-239, Proc. 8th CANMET/ACI Int. Conf. on Superplasticizers and Other Chemical Admixtures in Concrete, 2006, p. 545-566.

Sonebi, M. (2006) con el título "Rheological properties of grouts with viscosity modifying agents as diutan gum and welan gum incoporating fly" en Cement & Concrete Research, 36; desvela la influencia de la dosificación de los agentes modificadores viscosificantes en la forma de la goma de diutano y goma de welano como aditivos poderosos para su uso en composiciones cementosas para controlar las fugas y evitar la segregación. Se preparan composiciones de cemento que comprenden 0, 02, 0, 04, 0, 06 y 0, 08 % en peso de goma de diutano por masa de aglutinante.

En un suelo de autonivelación, donde los áridos gruesos están ausentes, en la práctica común se recomienda una menor dosificación mínima de goma de diutano. Independientemente de sus bajas dosificaciones mínimas, el mayor inconveniente de las gomas de welano y diutano es su alto coste; se producen en procesos de fermentación que producen un caldo de baja concentración de biopolímero y están entre las mezclas actualmente más caras que se usan (puede encontrarse una indicación de precios relativa para diversos aditivos de origen natural para material de construcción en "Application of biopolymers and others biotechnology products in building materials", de Plank J., en Appl. Microbiol. Biotechnol. (2004) , 66, 1-9) .

Descripción de la invención

Sorprendentemente, se ha descubierto ahora que la dosificación mínima de goma de diutano puede reducirse aproximadamente diez veces si se añade hidroxialquil guar simultáneamente a la composición hidráulica fluida como el componente principal de la RMA.

La dosificación mínima se entiende como la cantidad mínima de RMA que permite una buena fluidez y un 35 estado anti-fugas eficaz.

Por lo tanto, un objeto fundamental de la presente invención es una mezcla de modificación de la reología que comprende a) de 89 a 98 p/p de hidroxialquil guar, b) de 2 a 11 p/p de goma de diutano.

Otro objeto de la invención es una composición hidráulica seca que comprende i) de 40 a 80 % en peso de arena, ii) de 0 a 60 % de grava, iii) de 10 a 40 % de cemento, iv) de 0, 1 a 10 % en peso de un superplastificante, caracterizado por el hecho de que contiene de 0, 02 a 0, 1 % en peso de la mezcla de modificación de la reología descrita anteriormente.

Otro objeto más de la invención es una composición fluida hidráulica preparada mezclando dichas composiciones hidráulicas secas anteriores y de 10 a 40 partes en peso en agua por 100 partes en peso de composición seca.

La mezcla de modificación de la reología de la invención comprende a) de 89 a 98 % en peso de hidroxialquil guar; b) de 2 a 11 % en peso de un biopolímero seleccionado de goma de diutano. El biopolímero usado es goma de diutano.

Los hidroxialquil guar útiles son hidroxipropil guar, hidroxietil guar, hidroxietilhidroxipropil guar y mezclas de los mismos, siendo el hidroxipropil guar el preferido para la realización de la invención.

El guar, o goma de guar, es un polisacárido que pertenece a la familia de los galactomananos y se extrae de una leguminosa, "Cyamopsis Tetragonolobus", que crece en la región semiseca de los países tropicales, particularmente en India y Pakistán.

Sus derivados hidroxipropilo e hidroxietilo (respectivamente HPG y HEG) se emplean comúnmente en la industria textil como espesantes para pasta de impresión, en pinturas y revestimientos y en la industria de la construcción como modificadores de la reología, en la industria de la perforación, en la producción de papel y explosivos y en otros sectores industriales (Industrial Gums 3ª Ed., 1993, Academic Press Inc., pág. 199-205) . Se preparan a partir de goma guar por reacción con óxido de etileno y/u óxido de propileno en condiciones 65 básicas, de acuerdo con los procedimientos bien conocidos por el experto en la materia.

Como alternativa, pueden encontrarse en el mercado con el nombre comercial Esacol, de Lamberti SpA.

El hidroxialquil guar adecuado son productos tanto purificados como no purificados en bruto. Cuando se usa hidroxipropil guar no purificado, éste puede comprender hasta un 20 % de productos secundarios de 5 hidroxialquilación, que consisten principalmente en sales inorgánicas y glicoles y poliglicoles inferiores, y hasta un 10 % de agua.

Para la realización de la presente invención se prefiere particularmente el hidroxipropil guar que tiene una sustitución molar... [Seguir leyendo]

1. Mezcla de modificación de la reología que comprende a) de 89 a 98 % en peso de hidroxialquil guar y b) de 5 2 a 11 % en peso de goma de diutano.

2. Mezcla de modificación de la reología de acuerdo con la reivindicación 1 en la que el hidroxialquil guar se selecciona del grupo que consiste en hidroxipropil guar, hidroxietil guar, hidroxietilhidroxipropil guar y una mezcla de los mismos.

3. Mezcla de modificación de la reología de acuerdo con la reivindicación 2 en la que el hidroxialquil guar es hidroxipropil guar.

4. Mezcla de modificación de la reología de acuerdo con la reivindicación 3 en la que el hidroxipropil guar tiene

sustitución molar entre 0, 3 y 3 y una viscosidad Brookfield de 300 a 15.000 mPa.s en solución acuosa al 2 % en peso.

5. Mezcla de modificación de la reología de acuerdo con la reivindicación 4 en la que el hidroxipropil guar tiene una sustitución molar entre 0, 7 y 2. 20

6. Composición hidráulica seca que comprende i) de 40 a 80 % en peso de arena, ii) opcionalmente grava, iii) de 10 a 40 % de cemento, iv) de 0, 1 a 10 % en peso de un superplastificante y caracterizada por el hecho de que contiene de 0, 02 a 0, 1 % en peso de una mezcla de modificación de la reología de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5.

7. Composición hidráulica seca de acuerdo con la reivindicación 6 que comprende i) de 60 a 80 % en peso de arena, ii) 0 % de grava, iii) de 20 a 40 % de cemento, iv) de 0, 1 a 5 % en peso de un superplastificante y de 0, 02 a 0, 05 % en peso de la mezcla de modificación de la reología.

8. Composición hidráulica seca de acuerdo con la reivindicación 6 que comprende i) de 40 a 60 % en peso de arena, ii.

20. 60 % de grava, iii) de 10 a 40 % de cemento.

9. Composición fluida hidráulica preparada mezclando 100 partes en peso de las composiciones hidráulicas secas de cualquiera de las reivindicaciones 6 a 8 con de 10 a 40 partes en peso de agua. 35