BR112016026574B1 - Acelerador de solidificação e de endurecimento para ligantes hidráulicos, uso do mesmo, método para acelerar a solidificação e o endurecimento de ligantes hidráulicos, de concreto compreendendo ligantes hidráulicos, ou de argamassa compreendendo ligantes hidráulicos, mistura compreendendo ligante, e artigo conformado curado - Google Patents
Acelerador de solidificação e de endurecimento para ligantes hidráulicos, uso do mesmo, método para acelerar a solidificação e o endurecimento de ligantes hidráulicos, de concreto compreendendo ligantes hidráulicos, ou de argamassa compreendendo ligantes hidráulicos, mistura compreendendo ligante, e artigo conformado curado Download PDFInfo
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Abstract
acelerador de solidificação e de estabelecimento estabilizado para ligantes hidráulicos. o acelerador de solidificação e de estabelecimento para ligantes hidráulicos, em especial para concreto projetado ou argamassa pulverizada, compreende sulfato, alumínio e pelo menos dois ácidos orgânicos quimicamente distintos, cada um dos quais contém pelo menos um grupo hidróxi, além de pelo menos um grupo ácido, o teor máximo combinado dos pelo menos dois ácidos orgânicos sendo 1% em peso em relação ao peso total do acelerador.
Description
[0001] A invenção refere-se a um acelerador de solidificação e endurecimento para ligantes hidráulicos, em um método para acelerar a solidificação e o endurecimento de ligantes hidráulicos, assim como à utilização do acelerador de solidificação e endurecimento em ligantes hidráulicos, mais particularmente na argamassa pulverizada ou concreto pulverizado. O invento refere-se ainda a uma mistura compreendendo ligante que compreende o acelerador de solidificação e endurecimento e também a um artigo conformado curado produzido a partir da mesma.
[0002] Existem numerosas substâncias conhecidas que aceleram a solidificação e endurecimento do concreto. Comum, por exemplo, são substâncias que dão uma reação fortemente alcalina, tal como hidróxidos de metais alcalinos, carbonatos de metais alcalinos, silicatos de metais alcalinos, aluminatos de metais alcalinos e cloretos de metais terrosos alcalinos. No caso das substâncias que dão uma reação fortemente alcalina, no entanto, os danos indesejáveis ao utilizador, tais como queimaduras, podem ocorrer, e que reduzem a resistência e a adesão a longo prazo do concreto.
[0003] São conhecidos do documento de n° EP 0 076 927 B1 os aceleradores de solidificação de livre de metal alcalino por ligantes hidráulicos que se cita como evitando essas desvantagens. Para a aceleração da solidificação e endurecimento de um ligante hidráulico, tal como cimento, cal, cal hidráulico e gesso e também o concreto e a argamassa produzidos a partir deste, a mistura que compreende o ligante referido é misturada, de 0,5 a 10% em peso, com base no peso do ligante, com uma solidificação livre de metal alcalino e um acelerador de endurecimento, esse acelerador compreendendo hidróxido de alumínio. Como resultado da solidificação e do endurecimento acelerado, tais argamassas e concretos são especialmente apropriados como argamassa e concreto pulverizado.
[0004] São conhecidos a partir do documento de n° EP 0 946 451 B1 os aceleradores de solidificação e endurecimento na forma dissolvida para ligantes hidráulicos, que podem ser mais facilmente misturados com o concreto quando o concreto for pulverizado. Os constituintes de um acelerador de solidificação e endurecimento desse tipo incluem hidróxido de alumínio, sais de alumínio e ácidos carboxílicos orgânicos.
[0005] É conhecida a partir do documento de n° WO 01/42165 uma mistura para acelerar o concreto pulverizado, a mistura compreendendo o sulfato de alumínio, hidróxido de alumínio e, opcionalmente, um estabilizador selecionado dos ácidos hidroxicarboxílicos, ácidos fosfóricos e sais não alcalinos de ácido fosfórico.
[0006] Tais aceleradores conhecidos habitualmente compreendem uma quantidade relativamente elevada de ácidos carboxílicos orgânicos que, em particular, tornam a produção mais cara. Outras desvantagens de tais aceleradores de solidificação e de endurecimento, por outro lado, encontram- se em uma resistência inicial relativamente baixa nas primeiras horas e a estabilidade de armazenamento muitas vezes inadequada.
[0007] A invenção baseia-se no objetivo, para um acelerador de solidificação e endurecimento para ligantes hidráulicos do tipo especificado no início, para alcançar um acelerador extremamente favorável com a resistência máxima nos primeiros minutos e horas em conjunto com a duração máxima da estabilidade do acelerador.
[0008] De acordo com a invenção isso é conseguido através das características da primeira reivindicação.
[0009] Entre as vantagens que se considerou serem possuída pela invenção são aquelas onde os aceleradores da invenção produzem uma elevada estabilidade, isto é, estabilidade de armazenamento, da solução de acelerador, e que resistências elevadas são conseguidas nos primeiros minutos e horas. Além disso, o acelerador da invenção é mais favorável do que os aceleradores convencionais, uma vez que é somente necessário uma pequena fração dos ácidos.
[0010] Outras modalidades vantajosas da invenção são evidentes a partir da descrição e reivindicações dependentes.
[0011] Os aceleradores de solidificação e cura da invenção para ligantes hidráulicos, mais particularmente para concreto pulverizado ou argamassa pulverizado, que compreende sulfato, alumínio e pelo menos dois ácidos orgânicos quimicamente diferentes, tendo cada um pelo menos um grupo hidroxil, assim como, pelo menos, um grupo ácido, a fração máxima combinada de pelo menos dois ácidos orgânicos sendo 1% em peso, com base no peso total do acelerador.
[0012] O acelerador é mais particularmente um acelerador à base de água. O acelerador está preferencialmente presente sob a forma de uma suspensão aquosa ou uma solução aquosa.
[0013] O acelerador da invenção é de preferência alcalino livre de metal e/ou livre de cloreto. Um acelerador livre de metal alcalino e/ou livre de cloreto é entendido em química de construção como se referindo habitualmente a um acelerador que tem menos do que 1% em peso de íons de metais alcalinos ou de cloreto, com base no peso total do acelerador.
[0014] Em princípio, em adição a pelo menos dois ácidos orgânicos quimicamente diferentes, cada um tendo pelo menos um grupo hidroxil, assim como, pelo menos, um grupo ácido, também pode ser um ou mais de outros ácidos. Não há, em princípio, nenhum limite na fração de peso desses outros ácidos.
[0015] Uma fração de outros ácidos, no entanto, é vantajosamente inferior a 10% em peso, mais particularmente inferior a 6% em peso, mais particularmente inferior a 4% em peso. Com mais preferência, a fração de outros ácidos é, de preferência, menor do que 0,2% em peso, muito preferivelmente menor que 0,1% em peso ou 0,01% em peso, com base no peso total do acelerador.
[0016] Um acelerador particularmente preferido da invenção está livre de outros ácidos que não têm pelo menos um grupo hidroxil, assim como, pelo menos, um grupo ácido.
[0017] Uma fração de ácidos alcanóicos, mais particularmente, o ácido fórmico, é vantajosamente menor que 6% em peso, mais particularmente menos que 4% em peso.
[0018] Com mais preferência uma fração de ácidos alcanóicos, mais particularmente, o ácido fórmico, é menor que 0,4% em peso, de preferência, menor do que 0,2% em peso, muito preferencialmente, inferior a 0,1% em peso ou 0,01% em peso, com base no peso total do acelerador.
[0019] Se presente, uma fração de ácidos alcanóicos, mais particularmente o ácido fórmico é, mais particularmente, 0,01-4% em peso, preferivelmente 0,05-2% em peso, em particular, 0,1-1% em peso ou 0,10,5% em peso, com base no peso total do acelerador.
[0020] Um acelerador particularmente preferido da invenção está livre de ácidos alcanóicos, mais particularmente, ácido fórmico.
[0021] Em particular, o acelerador é livre do ácido fosfórico, ácido clorídrico, ácido nítrico e/ou sais dos ácidos indicados. Isso significa, em particular, que uma fração desses ácidos e/ou sais é inferior a 0,1% em peso, mais particularmente menos que 0,01% em peso, com base no peso total do acelerador.
[0022] O termo "ácido orgânico" no contexto do presente pedido de patente deve ser interpretado em sentido amplo e compreende essencialmente todos os compostos orgânicos que possuam, pelo menos, um grupo funcional acídico ou um grupo ácido e que quando adicionado a água pura sejam capazes de reduzir seu pH.
[0023] Os grupos ácidos presentemente também compreender, em particular, os grupos hidroxil e ácidos enóis, assim como os grupos carboxil.
[0024] Presentemente, em particular, os ácidos orgânicos ou os grupos ácidos têm, cada um, pKa < 6, de preferência, no intervalo de 2-5, especialmente de preferência, 3,0-4,5. Se um ácido orgânico tiver uma pluralidade de grupos ácido, o grupo ácido com pKa menor é decisivo. O pKa é aqui o logaritmo negativo de base dez da constante de ácido Ka, e é determinado a uma temperatura de 25 °C sob condições padrão em água.
[0025] A expressão "quimicamente diferençável" no presente contexto, quer se referir, em particular, aos compostos que têm diferentes fórmulas empíricas. Os grupos de ácido, neste contexto, são sempre considerados no estado neutro (grupo protonado).
[0026] Uma fração dos pelo menos dois ácidos orgânicos juntos é mais particularmente 0,001-1% em peso, preferencialmente 0,1-0,9% em peso ou 0,4-0,8% em peso, com base no peso total do acelerador.
[0027] Em particular, pelo menos, um dentre os dois ácidos orgânicos é um ácido orgânico que como grupo ácido tem pelo menos um, mais particularmente, dois, de preferência, três gruposs carboxil.
[0028] Muito preferivelmente, pelo menos, um de dois ácidos orgânicos é um ácido hidroxicarboxílico, mais particularmente, um ácido α- hidroxicarboxílico, de preferência, ácido cítrico.
[0029] Um ácido orgânico tendo pelo menos um grupo carboxil como um grupo ácido ou um ácido hidroxicarboxílico, mais particularmente, um ácido α-hidroxicarboxilico, de preferência, ácido cítrico, possui vantajosamente uma fração de peso de 0,05-0,8% em peso, mais particularmente, 0,3-0,7% em peso, baseado no peso total do acelerador.
[0030] De acordo com uma outra modalidade vantajosa, pelo menos um de dois ácidos orgânicos tem como grupo ácido um grupo enol, mais particularmente, um grupo enediol (compostos que comportam um grupo hidroxil em cada um de dois átomos de carbono de uma ligação dupla C=C). Mais preferivelmente, pelo menos, um de dois ácidos orgânicos contém um grupo redutona (compostos que têm adicionalmente um grupo carbonil diretamente adjacente ao átomo de carbono de um grupo enediol).
[0031] Mais preferivelmente, pelo menos, um de dois ácidos orgânicos é o ácido ascórbico.
[0032] O ácido orgânico tendo um grupo enol, um grupo enediol ou um grupo redutona, mais particularmente, ácido ascórbico, preferencialmente, tem uma fração em peso de 0,05-0,8% em peso, mais particularmente, 0,10,3% em peso, com base no peso total do acelerador.
[0033] É particularmente vantajoso se um primeiro de dois ácidos orgânicos for um ácido hidroxicarboxílico e um segundo dos dois ácidos orgânicos possuir como grupo ácido um grupo enol, um grupo enediol ou um grupo redutona.
[0034] Uma proporção em peso de pelo menos dois ácidos orgânicos está preferencialmente no intervalo de 5:1-1:5, mais especialmente 3:1-1:1.
[0035] Em particular, um primeiro de dois ácidos orgânicos é o ácido cítrico e um segundo dos dois ácidos orgânicos é o ácido ascórbico. Esses dois ácidos orgânicos são utilizados, de preferência, com as frações de peso indicadas acima.
[0036] De acordo com uma outra modalidade vantajosa, uma razão molar de alumínio para sulfato no acelerador é de 0,7-1,5, mais particularmente 0,8-1,0.
[0037] Em particular, o acelerador, com base em cada caso em relação ao peso total do acelerador, contém 10 a 35% em peso, mais particularmente, 15-29% em peso, preferencialmente, 15-27% em peso, mais preferencialmente, 24,5-27% em peso de sulfato.
[0038] Uma fração de alumínio, com base em cada caso em relação ao peso total do acelerador é, em particular, 3,2-9,5% em peso, vantajosamente, 3,2-9,0% em peso, de preferência, 4 a 6,5% em peso.
[0039] O acelerador, com base em cada caso em relação ao peso total do acelerador, contém, de preferência, entre 0,001 e 1% em peso, mais particularmente, 0,01 a 1% em peso, especialmente, 0,1-0,95% em peso, em particular, 0,6-0,95 ou 0,6-0,9% em peso, dos pelo menos dois ácidos orgânicos.
[0040] Um acelerador particularmente vantajoso compreende 10 a 35% em peso de sulfato, 3,2-9,5% em peso de alumínio e 0,001-1% em peso de pelo menos dois ácidos orgânicos, com base, em cada caso, no peso total do acelerador.
[0041] Um outro acelerador particularmente vantajoso compreende 10 a 27% em peso de sulfato, 3,2-9,0% em peso de alumínio e 0,001-1% em peso de pelo menos dois ácidos orgânicos, com base, em cada caso, no peso total do acelerador.
[0042] Ainda mais preferido é um acelerador que compreende 15-29% em peso, preferencialmente 15-27% em peso, mais preferencialmente 24,527% em peso de sulfato, 4-6,5% em peso de alumínio e 0,01 a 1% em peso de, pelo menos, duas orgânica ácidos, baseado em cada caso no peso total do acelerador.
[0043] Um acelerador da invenção compreende, vantajosamente, sulfato de alumínio, hidroxissulfato de alumínio, ácido sulfúrico, hidróxido de alumínio e/ou carbonato de hidróxido de alumínio.
[0044] O sulfato do acelerador se origina, em particular, do sulfato de alumínio, hidroxissulfato de alumínio e/ou ácido sulfúrico. Em outras palavras, o acelerador contém em particular pelo menos uma das substâncias indicadas como fonte de sulfato.
[0045] O alumínio do acelerador origina, de forma vantajosa, a partir do sulfato de alumínio, hidroxissulfato de alumínio, hidróxido de alumínio e/ou carbonato de hidróxido de alumínio. Alternativamente expresso, o acelerador contém em particular pelo menos uma das substâncias indicadas como fonte de alumínio.
[0046] Um acelerador da invenção contém, em particular, sulfato de alumínio e/ou ácido sulfúrico e também o hidróxido de alumínio e pelo menos dois ácidos orgânicos. Como o hidróxido de alumínio, hidróxido de alumínio amorfo, em particular, é utilizado.
[0047] O sulfato de alumínio que pode ser usado para a produção pode compreender uma quantidade variável de água de cristalização. O sulfato de alumínio tipicamente usado é sulfato de alumínio tetradecaidrato (Ah(SO4)3 • 14 H2O). Também é habitualmente referido como sulfato de alumínio 17%, uma vez que contém 17% de Al2O3. As quantidades com relação ao sulfato de alumínio que são referidas nesta presente especificação são baseadas em Al2(SO4)3 • 14 H2O. Se o sulfato de alumínio possuir diferentes quantidades de água de cristalização, as quantidades de sulfato de alumínio necessárias para a presente invenção serão fáceis de calcular. Por exemplo, 40 a 60% em peso deAh(SO4)3 • 14 H2O corresponderia a uma quantidade de 23 a 35% em peso de Al2(SO4)3 livre de água de cristalização.
[0048] O sulfato de alumínio também pode ser gerado pela reação de hidróxido de alumínio com ácido sulfúrico durante a produção do acelerador, em que no caso os íons de sulfato são formados de acordo com a solução aquosa. De um modo geral, o sulfato de alumínio pode ser gerado por meio de reação de um composto básico de alumínio com ácido sulfúrico.
[0049] O hidróxido de alumínio pode ser utilizado sob a forma amorfa ou cristalina. O hidróxido de alumínio amorfo é usado vantajosamente. O hidróxido de alumínio também pode ser utilizado sob a forma de carbonato de hidróxido de alumínio, hidroxissulfato de alumínio ou similares.
[0050] O acelerador contém, de preferência, 30 a 70% em peso de sulfato de alumínio (Ah(SO4)3 • 14 H2O), 0,1 a 20% em peso de hidróxido de alumínio e/ou de 0,001-1% em peso de pelo menos dois ácidos orgânicos com base no peso total do acelerador.
[0051] Com mais preferência o acelerador contém 35 a 65% em peso, mais particularmente, 35 a 45% em peso, especialmente, 35-40% em peso, de sulfato de alumínio (Al2(SO4)3*14H2O), 9 a 18% em peso, especialmente, 13-18% em peso, de hidróxido de alumínio e/ou 0,01 a 1% em peso de pelo menos dois ácidos orgânicos, com base em cada caso em relação ao peso total do acelerador.
[0052] A fim de obter aceleradores com ainda melhor estabilidade de armazenamento, o acelerador pode adicionalmente compreender hidróxido de magnésio (Mg(OH)2), óxido de magnésio (MgO), oxi-hidróxido de magnésio, carbonato de magnésio e/ou a quantidade correspondente de um outro composto de magnésio, de preferência, em uma quantidade de 0,1 a 10% em peso, mais particularmente 0,2 a 5% em peso ou 0,5 a 4% em peso, baseado no peso total do acelerador.
[0053] Pode ainda ser vantajoso para o acelerador, adicionalmente, conter 0,1-10% em peso de alcanolamina, com base no peso total do acelerador. Alcanolamina utilizada é vantajosamente monoetanolamina, dietanolamina, trietanolamina e/ou metildiisopropanolamina.
[0054] Além disso, é possível produzir o acelerador da invenção utilizando pelo menos mais um sulfato de metal com uma valência de dois ou mais, preferencialmente em uma quantidade de 0,1-5% em peso, com base no peso total do acelerador. Particularmente preferidos como sulfato de metal adicional é o sulfato de manganês (II). Do mesmo modo o sulfato de ferro é adequado.
[0055] Bons resultados e aceleradores estáveis são similarmente obtidos com um acelerador da invenção, que compreende ainda sílica.
[0056] O termo "sílica" ao longo do presente relatório descritivo refere- se a uma sílica que, além da ortossilica, inclui todas as formas de dióxido de silício, isto é, o anidrido de ácido ortossilícico, dióxido de silício adequado, e sílica coloidal, precipitada ou sílica pirogênica ou sílica ativa. A sílica usada no acelerador da invenção, de preferência, por conseguinte, é ou compreende sílica coloidal, precipitada, pirogênica ou microssílica (fumo de sílica) ou uma mistura destes.
[0057] A quantidade de dióxido de silício ou o teor de sólidos da sílica, com base no peso total do acelerador, é de preferência 0,1 a 40% em peso, mais preferivelmente, 1 a 30% em peso, ainda mais preferencialmente, 3 a 20% em peso, mais particularmente 6 a 15% em peso.
[0058] O acelerador da invenção pode compreender ainda plastificantes, mais particularmente, policarboxilatos ou estabilizadores, por exemplo, bentonitas, Actigel 208, caulino ou silicatos de magnésio, por exemplo, sepiolita.
[0059] O acelerador da invenção pode, evidentemente, compreender ainda aditivos adequados conhecidos aos versados na técnica. De preferência, no entanto, não contém mais espessantes ou agentes tixotrópicos.
[0060] Uma fração de água no acelerador é, em particular, 20-60% em peso, mais particularmente, 35-55% em peso, preferencialmente, 40-50% em peso, com base no peso total do acelerador. Essa figura inclui qualquer água de cristalização dos componentes do acelerador, tal como água de cristalização a partir de sulfato de alumínio, por exemplo.
[0061] Além disso, o acelerador da invenção pode ainda compreender glicerol, de preferência, numa quantidade de 0,1 a 8% em peso, mais particularmente, 2 a 4% em peso, com base no peso total do acelerador.
[0062] As substâncias acima referidas são encontradas aqui em particular, pelo menos, em parte como os íons em solução. Alternativamente, por exemplo, podem ocorrer na forma complexada ou na forma não- dissolvida no acelerador. Esse é o caso, em particular, quando o acelerador estiver presente como uma solução em alguns casos com partículas finamente dispersas ou como uma suspensão.
[0063] O acelerador de solidificação e endurecimento particularmente vantajoso da invenção compreende, por exemplo, os seguintes componentes, ou consiste em: (a) 15 a 35% em peso de sulfato; (b) 3,2-9,5% em peso de alumínio (ou 6-18% de Al2O3); (c) 0,001-1% em peso dos dois ácidos orgânicos quimicamente diferentes, especialmente ácido ascórbico e ácido cítrico; (d) 0 a 10% em peso de hidróxido de magnésio; (e) 0 a 10% em peso de alcanolamina; (f) 0 a 5% em peso de um sulfato metálico adicional com uma valência de dois ou mais elevada; (g) 0 a 5% em peso de plastificante, mais particularmente um éter de policarboxilato; (h) 0 a 35% em peso de dióxido de silício; (i) 0 a 8% em peso de glicerol; (j) água como quantidade restante.
[0064] Um acelerador de solidificação e endurecimento preferido da invenção contém, por exemplo (% em peso, baseado em cada caso no peso total do acelerador): (k) 35-60% em peso de sulfato de alumínio (Al2(SO4)3*14H2O); (l) 0,1 a 20% em peso de hidróxido de alumínio (Al(OH)3); (m) 0,001-1% em peso de pelo menos dois ácidos orgânicos, especialmente o ácido ascórbico e ácido cítrico; (n) 0-10% em peso, mais particularmente 0,5-5% em peso, de hidróxido de magnésio; (o) 0-10% em peso de alcanolamina; (p) 0-5% em peso de um sulfato metálico adicional com uma valência de dois ou mais elevada; (q) 0-35% em peso de dióxido de silício; (r) 0-8% em peso de glicerol; (s) 0-5% em peso de plastificante; (t) água como quantidade restante.
[0065] Um outro aspecto da presente invenção refere-se a um método para a produção de um acelerador de estabelecimento e endurecimento da invenção. Nesse método, os componentes ou substâncias mencionadas acima são misturadas, em particular, para formar uma solução ou suspensão aquosa. As substâncias individuais podem ser adicionadas, em princípio, em qualquer ordem. Os aceleradores da invenção são obteníveis de acordo através de tais métodos.
[0066] Os aceleradores da invenção podem ser preparados ou estar presentes, por exemplo, como uma solução, dispersão ou em pó; no caso de um acelerador presente como um pó, que é de preferência dissolvido ou disperso em água antes do uso.
[0067] Se um óxido de hidróxido de magnésio e/ou magnésio for usado na produção do acelerador, a forte reação do hidróxido de magnésio e/ou óxido com o ácido orgânico provocará um aumento acentuado na temperatura de uma solução ou dispersão aquosa e assim a mistura completa é alcançada. Isso simplifica a operação de produção e é necessário menos energia.
[0068] Uma vantagem adicional do uso de magnésio é a melhoria adicional na estabilidade do armazenamento dos aceleradores que é provocada pelos íons de magnésio. Em um nível de apenas 0,5% em peso, especialmente 1% em peso, de hidróxido de magnésio na fase de produção, estabilidade ainda melhor do armazenamento é conseguida. O desenvolvimento da resistência à compressão do concreto pulverizado nas primeiras horas e dias também é influenciado positivamente e é melhor do que os aceleradores utilizados convencionalmente.
[0069] A presente invenção refere-se ainda a um método para acelerar a solidificação e endurecimento de ligantes hidráulicos, assim como do concreto ou argamassa produzidos a partir destes, em que a mistura que compreende os ligantes hidráulicos é misturada com um acelerador de solidificação e de endurecimento da invenção numa quantidade de 0,1 a 15% em peso, mais particularmente, de 1 a 10% em peso, muito preferivelmente, 4-8% em peso, com base no peso do ligante hidráulico.
[0070] O acelerador da invenção pode ser usado para acelerar o estabelecimento e o endurecimento de ligantes hidráulicos, ligantes hidráulicos em misturas com ligantes hidráulicos latentes ou enchimentos inertes, argamassa ou concreto. Uma utilização preferida é argamassa pulverizada ou concreto pulverizado pelo método de pulverização seca ou úmida, com o acelerador sendo adicionado ou doseado no ligante temperado a seco ou úmido, argamassa ou concreto na linha de transporte, o bocal de pré-umedecimento ou bocal de pulverização, diretamente na mistura ou na água de têmpera. De preferência, um acelerador na forma de uma solução ou dispersão é medido usando um aparelho de medição de líquido e um acelerador na forma de pó utilizando um aparelho de medição de pó.
[0071] Exemplos de ligantes cujo endurecimento e estabelecimento podem ser acelerados pelo acelerador da invenção ou através do método são cimento, tais como cimentos compostos, cal, cal hidráulico e gesso, cada um isoladamente ou em misturas com ligantes hidráulicos latentes ou enchimentos inertes e exemplos das misturas que compreendem esses ligantes são argamassa e concreto, mais particularmente, argamassa pulverizada e concreto pulverizado.
[0072] Um outro objetivo da presente invenção, por outro lado, é uma mistura compreendendo ligante curável ou curada que compreende o acelerador da invenção, mais particularmente, argamassa pulverizada e concreto pulverizado compreendendo o acelerador da invenção.
[0073] O efeito da utilização dos aceleradores de solidificação e endurecimento da invenção é um ambiente extremamente rápido dos ligantes correspondentes ou das misturas que compreendem tais agentes ligantes e altas resistências iniciais e finais forças são atingidas.
[0074] Os exemplos de trabalho a seguir mostram o versado na técnica outras modificações e vantagens adicionais da invenção.
[0075] Vários aceleradores A1 - A2 (Inventivo) e B1 - B11 (testes comparativos) foram produzidos, com as composições descritas na tabela 1. Em cada caso, a água foi introduzida à temperatura ambiente (cerca de 20 °C), o hidróxido de magnésio foi transformado em pasta nessa água e o ácido ou ácidos identificados na Tabela 1 (quantidade com base em cada caso em ácido(s) puro(s) ou substância ativa) foram adicionados, produzindo um aumento na temperatura da solução. Em seguida, o sulfato de alumínio (Al2O3 17%) e o hidróxido de alumínio (amorfo) foram adicionados e dissolvidos a uma temperatura elevada. A solução foi em seguida agitada até que, após cerca de uma hora, a temperatura caiu para cerca de 40 °C. Os aceleradores são, portanto, presentes sob a forma de soluções transparentes, em alguns casos com partículas finamente dispersas. Tabela 1: Composições de acelerador (todos os valores em % em peso)
[0076] Os aceleradores foram avaliados por olho para a sua estabilidade. Essa "estabilização" representa o tempo (medido em dias) durante o qual uma solução de acelerador permanece substancialmente inalterada em termos de estrutura e da viscosidade da fase quando visto à temperatura ambiente (cerca de 20 °C) em um recipiente hermeticamente fechado. Isso significa que, dentro desse período não há sedimentação significativa, e o comportamento de escoamento como a água presente no início é retida. A Tabela 2 lista as estabilidades assim determinadas dos aceleradores da tabela 1. Os valores de mais de 145 dias são considerados muito bons. Valores abaixo de 145 dias ou menos de 5 meses já podem implicar restrições maciças; da produção até a entrega aos centros de distribuição, entrega aos clientes, assim como o tratamento de um acelerador, o tempo pode ser escasso.
[0077] A atividade das composições do acelerador (A1 - A2 e B1 - B11) foi determinada usando uma pasta de cimento equivalente de concreto pulverizado. A pasta de cimento constituída por 8000 g de cimento Portland (ligante hidráulico), 1,600 g de calcário finamente triturado, 0,7% em peso de Sika® ViscoCrete® SC-500 (superplastificante; disponível a partir de Sika Deutschland GmbH; percentagem com base na quantidade do ligante hidráulico) e água (w/c = 0,42).
[0078] As pastas de cimento foram subsequentemente aplicadas a uma célula de medição de ultrassons, utilizando um aparelho de cimento projetado miniaturizado, com a mistura de 6% em peso (com base na quantidade de ligante hidráulico) em cada caso de acelerador na região do bocal. O desenvolvimento do processo de solidificação e endurecimento da pasta de cimento aplicada foi, então, medida pelo método de medição de ultrassom, conforme descrito no capítulo 3 da publicação por L. Oblak et al. (L. Oblak, B. Lindlar e D. Lootens "Kontinuierliche Messung der Festigkeitsentwicklung von Spritzbeton" [Medição Contínua do desenvolvimento da força em concreto pulverizado], Sprayed concrete conference 2012, Alpbach). O parâmetro determinado em cada caso foi o desenvolvimento do módulo de cisalhamento G ao longo do tempo. Durante as medições de ultrassom, a temperatura foi medida em cada caso diretamente na pasta de cimento e aplicada sobre a seção de ecografia propagação e a dependência da temperatura dos resultados de medição de ultrassons foi incluída nas considerações. Conforme estabelecido na publicação acima referida, o método de medição de ultrassom se correlaciona muito bem com os métodos de medição comuns, como, por exemplo, medidor de Proctor, teste de Hilti e resistência à compressão. Os resultados das medições de ultrassom são diretamente comparáveis, em conformidade, com resultados determinados por esses métodos.
[0079] A Tabela 2 mostra os resultados dos testes de pulverização. Indicado em cada caso são os módulos G cisalhamento, por vezes, 2 minutos, 6 minutos e 200 minutos após a aplicação. Esses são particularmente momentos relevantes para aplicações de concreto pulverizado em particular. Tabela 2: A estabilidade dos aceleradores e os resultados dos testes de pulverização
[0080] A partir da tabela 2 é evidente que os aceleradores da invenção A1 e A2 exibem estabilidades muito boas de 155 e 159 dias, respectivamente. Da mesma forma, em todos os tempos investigados, após 2 minutos, 6 minutos, e 200 minutos, valores elevados são alcançados para o módulo de cisalhamento G e, respectivamente, para as forças que se correlacionam com o mesmo. Isso é assim em particular para acelerador A1, que em comparação ao acelerador A2 não contém ácido fórmico.
[0081] Embora seja possível obter valores ainda mais elevados com os módulos de cisalhamento G usando aceleradores sem ácido (B10) ou aceleradores (contendo ácido fosfóricoB11), esses aceleradores, no entanto, apresentam pouca estabilidade.
[0082] Com os aceleradores B3 e B4, que possuem uma fração não inventiva de ácido ascórbico (B3; 1,15% em peso) e ácido cítrico (B4; 1,02% em peso), respectivamente, valores muito elevados de estabilidade são alcançados. Na comparação com o acelerador A1, no entanto, por exemplo, esses aceleradores são claramente inferiores em termos de módulo de cisalhamento G e/ou o desenvolvimento de resistência.
[0083] O ácido ascórbico sozinho (B7) ou ácido cítrico sozinho (B2; 0,5% em peso e B2, 1,3% em peso) na sua própria produzem valores de estabilidade claramente mais inferiores a muito inferiores. O acelerador com 0,5% em peso de ácido cítrico sozinho (B1), além disso, as pontuações muito mais fracamente, em termos de desenvolvimento do módulo de cisalhamento em todas as vezes, do que o acelerador comparável com ácido cítrico e ácido ascórbico (A1). Quando se utiliza 1,3% em peso de ácido cítrico sozinho (B2), um maior módulo de cisalhamento G é conseguido do que com o acelerador A1 em momentos posteriores (200 min), mas em momentos anteriores particularmente relevantes para aplicações de concreto pulverizado (2 min e 6 min) os valores correspondentes são muito mais baixos.
[0084] No entanto, as modalidades descritas acima devem ser tomadas meramente como exemplos ilustrativos, que podem ser modificados à vontade no escopo da invenção.
Claims (15)
1. Acelerador de solidificação e de endurecimento para ligantes hidráulicos, mais particularmente para concreto pulverizado ou argamassa pulverizada, compreendendo sulfato, alumínio, e pelo menos dois ácidos orgânicos quimicamente diferentes, tendo cada um pelo menos um grupo hidroxil, assim como, pelo menos, um grupo ácido, caracterizado pelo fato de que a fração máxima combinada dos pelo menos dois ácidos orgânicos sendo 1% em peso, com base no peso total do acelerador.
2. Acelerador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dos dois ácidos orgânicos é um ácido hidroxicarboxílico.
3. Acelerador, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que o ácido hidroxicarboxílico tem uma fração em peso de 0,05-0,8% em peso, mais particularmente 0,3-0,7% em peso, com base no peso total do acelerador.
4. Acelerador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que pelo menos um dos dois ácidos orgânicos contém como grupo ácido um grupo enol, mais particularmente um grupo enediol, mais preferencialmente um grupo redutona.
5. Acelerador, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o ácido orgânico tendo um grupo enol, um grupo enediol ou um grupo redutona tem uma fração em peso de 0,05-0,8% em peso, mais particularmente 0,1-0,3% em peso, com base no peso total do acelerador.
6. Acelerador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que um primeiro dos dois ácidos orgânicos é um ácido hidroxicarboxílico e em que um segundo dos dois ácidos orgânicos contém como grupo ácido um grupo enol, um grupo enediol ou um grupo redutona.
7. Acelerador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que um primeiro dos dois ácidos orgânicos é o ácido cítrico e um segundo dos dois ácidos orgânicos é o ácido ascórbico.
8. Acelerador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que uma proporção em peso de pelo menos dois ácidos orgânicos diferentes está no intervalo de 5:1-1:5, mais particularmente 3:1-1:1.
9. Acelerador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que compreende 17 a 35% em peso de sulfato, 3,2 a 9,5% em peso de alumínio, e 0,001 a 1% em peso de pelo menos dois ácidos orgânicos, com base no peso total do acelerador.
10. Acelerador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que 0,1 a 10% em peso, mais particularmente 0,5 a 5% em peso, de hidróxido de magnésio, óxido de magnésio, oxi-hidróxido de magnésio, carbonato de magnésio e/ou quantidade correspondente de um outro composto de magnésio, com base no peso total do acelerador, estão presentes.
11. Acelerador, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que uma fração de outros ácidos, é inferior a 0,1% em peso, mais particularmente inferior a 0,01% em peso, com base no peso total do acelerador.
12. Método para acelerar a solidificação e o endurecimento de ligantes hidráulicos, de concreto compreendendo ligantes hidráulicos, ou de argamassa compreendendo ligantes hidráulicos, caracterizado pelo fato de que uma mistura que compreende ligantes hidráulicos é misturada com um acelerador de solidificação e de endurecimento, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11, em uma quantidade de 0,1 a 15% em peso, com base no peso do ligante hidráulico.
13. Uso de um acelerador de solidificação e de endurecimento, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de ser como acelerador em um ligante hidráulico, mais particularmente em concreto pulverizado ou argamassa pulverizada.
14. Mistura compreendendo ligante, caracterizada pelo fato de que compreende um ligante hidráulico e o acelerador, conforme definido na reivindicação 1.
15. Artigo conformado curado obtido através da cura de uma mistura compreendendo ligante, conforme definida na reivindicação 14, caracterizado pelo fato de ser temperado com água.
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