MXPA05002629A - Composicion fluidificadora. - Google Patents

Abstract

Se expone una mezcla fluidificadora para utilizarse con composiciones cementosas rociables, la mezcla consiste de acido 2-fosfonobutano-l,2,4- tricarboxilico y al menos un polimero seleccionado derivado de acidos mono o dicarboxilicos etilenicamente insaturados. Puede estar presente opcionalmente acido citrico. La mezcla tiene buenas propiedades fluidificadoras y extraordinaria vida en anaquel.

Description

COMPOSICIÓN FLUIDIFICADORA CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se relaciona con el rocío de composiciones cementosas y con mezclas para utilizarse en este rocío. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El rocío de las composiciones cementosas tales como por ejemplo, concreto, regularmente se utiliza en diversas aplicaciones, de manea más notablemente en la construcción de túneles.- Es un requisito que esta composición sea capaz de transportarse fácilmente (usualmente mediante .bombeo) a una boquilla para rocío. Esto se puede alcanzar mediante la adición a la composición cementosa que será bombeada y rociada, en la etapa de mezcla, de una mezcla que confiere una fluidez mejorada a la mezcla. Existe una variedad considerable de estas mezclas conocidas a se utilizan en la técnica.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN Actualmente se ha encontrado que se puede preparar una mezcla especialmente eficaz al combinar componentes particulares seleccionados. Por lo tanto, la invención proporciona una mezcla fluidificadora para utilizarse con composiciones cementosas rociables, la mezcla que consiste de: (1) ácido 2-fosfonobutano-1, 2, 4-tricaboxí lico; (2) opcionalmente , ácido cítrico; y (3) al menos un polímero derivado de ácidos mono o dicarboxílieos etilénicamente insaturados, y se caracteriza porque el polímero consiste de: a) 51-95% en moles de las entidades fórmula la y/o Ib y/o le en donde : R1 = hidrógeno o un residuo de hidrocarburo ??_2? alifático; X = OaM, -O- (CmH2mO)n-R2, -NH- (CmH2mO)n-R2, M = hidrógeno, un catión metálico mono o divalente, un ión de amonio o un residuo de amina orgánica ; a = 0.5 ó 1 ; R2 = hidrógeno, hidrocarburo C _2o alifático, hidrocarburo C5-s cicloalifático o un residuo C6-: arilo sustituido opcionalmente; Y = O, NR2; m = 2-4; y n = 0-200 5 b) 1-48.9% en moles de las entidades de la fórmula general II: i o II en donde R3 = hidrógeno o un hidrocarburo C1-5 alifático; p = 0-3; y R2 tiene el significado proporcionado anteriormente ; c) 0.1-5% en moles de las entidades de las Fórmulas Illa o Illb: 20 I Illa Illb 25 en donde S = H,-COOaM,- COOR5 T = U1- (CH-CH2-0)X- (CH2-CH2O) yR€ W-R7 CO-[NH-(CH2)3]s-W-R7 -CO-O- (CH2) z- -R7 - (CH2) z-V- (CH2) Z-CH=CH-R2 -COOR5 en donde S es -COOR5 o COOa M U1 = -CO-NH-, -0-, -CH20- U2 = -NH-C0-, -0-, -OCH2- V = -0-CO-C6H4-CO-0- o -W- R = H, CH3 R5 = H, residuo de hidrocarburo C3 alifático, residuo de hidrocarburo C5-C8 cicloalifático residuo de C6-i¾ arilo; CH2-CH-U -C=CH I I R' = R% - [ (CH2) 3- H] S-CO-C=CH I I R\S - (CH2) Z-0-CO-C=CH I I R4S en donde r = 2-100 s = 1, 2 x = 1-150 y = 0-15 z = 0-4 d) 0-47.9% en moles de las entidades de la fórmula general IVa y/o IVb: IVa IVb en donde a, M, X e Y tienen los significados definidos anteriormente.

DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN En una modalidad preferida de la invención, el polímero se caracteriza como sigue: cualquier entidad o grupo presente en la descripción del polímero anterior y no mencionado específicamente en la siguiente modalidad está ausente de la modalidad, y cualquier valor numérico no mencionado específicamente permanece sin alterar a partir de la descripción del polímero anterior: a) la entidad está de acuerdo con la fórmula la; R1, R2 son independientemente H o CH3; X = 0a , -0- (CraH2mO)n-R2 M = H o un catión metálico mono o divalente; a = 1; Y = O, NR2; m = 2-3; y n = 20-150; b) R2, R3 son independientemente H o CH3; y p = 0-1; c) la entidad está de acuerdo con la fórmula Illa; S = H, - COOaM, -C00R5 T = U1-(CH-CH2-0)x-(CH2-CH20)yR6 CH3 -CO- [NH- (CH2) 3] s-W-R7 -CO-O- (CH2) Z-W-R7 R4 , R5 son independientemente H, CH3; -CH2-CH-U2-C=CH R4 R4S [ (CH2) 3-NH] s-CO-C=CH R4S (CH2) z-0-CO-C=CH I I R4S en donde U1 = -CO-NH-, -0-, -CH20- I I U2 = -NH-C0-, -0-, -0-, -0CH2- x = 20-50; y = 1-10; y z = 0.2. En una modalidad preferida adicional de la invención, el polímero se caracteriza como sigue: cualquier entidad o grupo presente en la descripción de la modalidad preferida anterior y no mencionado específicamente en la siguiente modalidad preferida adicionalmente y cualquier valor numérico no mencionado específicamente permanece sin alterar a partir de la descripción de la modalidad preferida anterior: a) la entidad está de acuerdo con la fórmula la; R1 = H; R2 = CH3; X = OaM; M = un catión metálico mono o dívalente; Y = O, NR2; m = 2 ; y n=25-50; b) R2, R3 = H; y P = 0; c) la entidad está de acuerdo con la fórmula Illa; S = H, -COOaM; T = U1 - (CH-CH2-0) x- (CH2-CH20) yR6 I CH3 -CO-O- (CH2) z-W-R7 R , R5 = H; R6 = R2, -CH2-CH-U2-C=CH I I I R4 R4S R7 = R2, - [ (CH2)3-NH]s-CO-C=CH I I R4S - (CH2) z-0-CO-C=CH I R4 S en donde U1 = -CO-NH-; U2 = -NH-CO-, -O-, -OCH2- x = 20-50; El polímero para utilizarse en esta invención de preferencia tiene un peso molecular promedio ponderado de 5000-50000, de preferencia de 10000-40000. Los ejemplos típicos de los polímeros preferidos se pueden preparar mediante la reacción de metoxipolietilenglicol-monovinilé er , anhídrido maleico, oxide de etileno terminado con amina-copolímero en bloque de óxido de propileno y ácido acrílico. Los ejemplos de estos materiales y su preparación se pueden encontrar en la solicitud internacional WO 00/77058 el contenido de la misma se incorpora en la presente como referencia. La invención también proporciona un método para impartir flujo a una composición cementosa, que comprende la adición a la misma de una mezcla según se describió anteriormente . La invención también proporciona un método para rociar una composición cementosa al preparar una mezcla cementosa y transportar la mezcla hacia una boquilla rodadora, ahí se agregará a la mezcla una preparación y una mezcla según se describió anteriormente. La proporción de sólidos de los tres componentes en la mezcla son como sigue: t , . ^ de mayor con la máxima Limites 1 preferencia preferencia Componente 1 1-40 2-20 4-12 Componente 2 0-40 2-20 4-12 Componente 3 5-60 10-40 20-30 La mezcla siempre contendrá una proporción de agua, y la mezcla nunca tendrá sólidos al 100%, como podrían sugerir que es posible las columnas "límites" y "de mayor preferencia". Sin embargo, el experto en la técnica será capaz de determinar las composiciones adecuadas en cada caso, mediante simple experimentación. La mezcla se agrega a una mezcla cementosa a una proporción de 0.2-2.0%, de preferencia de 0.5-0.8% en peso de sólidos sobre el cemento. La mezcla de acuerdo con esta invención se puede utilizar junto con todas las mezclas convencionales utilizadas en el rocío de composiciones cementosas, por ejemplo, los diversos aceleradores comúnmente agregados en la boquilla rociadora. La mezcla de acuerdo con la invención funciona bien tanto en los tipos alcalinos clásicos (tales como por ejemplo, aluminatos, álcalis cáusticos y "vidrio acuoso") , y los tipos con base en el compuesto generalmente de aluminio, libres de álcali más novedosos. La mezcla de acuerdo con la invención se desempeña al menos tan bien como las mezclas conocidas para mejorar la fluidez. Tiene la ventaja práctica principal adicional de tener una vida en anaquel bastante larga. Esto significa que se puede preparar bien por adelantado antes de utilizare y almacenarse durante varios meses sin ninguna segregación de ingredientes. Además, se mantiene esta estabilidad en condiciones adversas con secuencia encontradas en túneles, tales como por ejemplo, altas temperaturas, o exposición a muchas mezclas convencionales que ya no son estables. La invención se describe adicionalmente haciendo referencia a los siguientes ejemplos.

E emplo 1 Preparación, y prueba de una mezcla de acuerdo con la invención Se prepara una mezcla al mezclar los siguientes componentes : Polímero (solución acuosa 44%) 1 50 partes en peso agua 36 partes ácido 2-fosfonobutano-l, 2, 4- 7.8 partes tricarboxílico (solución acuosa al 50%) ácido cítrico monohidratado 7.1 partes El material utilizado es "MVA 2453 L/44%" ex Degussa . Este se agrega a una mezcla de concreto de la siguiente composición a una proporción de 0.7% de sólidos sobre el cemento: cemento de Portland CEM 142.5 450 kg/m3 Agregado 0-4 mm 1165kg/m3 4-8 mm 500kg/m3 que tiene una proporción de agua/cemento de 0.435. Como una comparación, se agrega a las muestras de la misma mezcla de concreto la misma proporción de un alto desempeño, un agente fluidificador disponible comercialmente de GLENIUM® T 803 ex MBT (Sch eiz) AG. Estas mezclas se prueban por medio de (a) una tabla de flujo, y (b) roció. Las pruebas de la tabla de flujo son como sigue: Para la prueba de rocío, se agrega a la boquilla en ambos casos 7% en peso sobre el cemento de un acelerador shotcrete disponible comercialmente MEYCO® SA160 (ex MBT (Schweiz) AG. La resistencia a la compresión se mide en una variedad de formas y sobre diferentes tiempos y los resultados se muestran en la siguiente tabla: 2. Un método para probar la resistencia a la compresión, en la cual se fuerza una aguja metálica en el concreto y se mide la resistencia a su entrada. Adecuado para materiales relativamente suaves. 3. Un método para probar la resistencia a la compresión, en el cual se prende fuego a un calvo metálico en un concreto y se mide la penetración. Adecuado para concretos a una etapa posterior después del fraguado. 4. Un método para probar la resistencia a la compresión, en el cual se perfora un núcleo cilindrico a partir de un concreto endurecido y se prueba sobre un aparato de prueba. * Este resultado se debe obtener por medio de una pistola de clavos, debido ¦ a que el concreto ya está demasiado duro para utilizar el método de penetroaguj a . Por otro lado, el ejemplo comparativo es demasiado suave para permitir el uso de una pistola de clavos. Esto es una indicación del desarrollo de resistencia anterior superior de un concreto utilizando la mezcla de la presente invención. El desarrollo de resistencia anterior es muy importante en las aplicaciones de concreto para roció. La mezcla de acuerdo con la invención tiene características de desempeño en comparación con aquellas del material comercial de alto desempeño.

Ejemplo 2 Prueba de estabilidad de la mezcla del Ejemplo 1 Las muestras de la combinación se probaron en un mortero mediante la tabla de flujo y durante el tiempo de fraguado. El mortero es una mezcla de 1:3 de cemento Pórtland CEM 142.5 y arena estándar CEM (de acuerdo con DIN EN 196-1), y las muestras de la mezcla se agregan a una proporción de 1% de sólidos en peso sobre el cemento. Las muestras también se almacenan a 20°C, 30°C y 40°C durante seis meses. Al término de los seis meses, las mezclas permanecieron visualmente sin afectar. Los resultados de prueba reales se muestran en la siguiente tabla .

Se puede observar que las propiedades cambiaron sólo ligeramente

Claims (1)

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiendo descrito el presente invento, se considera como una novedad y, por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes REIVINDICACIONES : 1. Una mezcla fluidificadora para utilizarse con composiciones cementosas rociables, la mezcla consiste de : (1) ácido 2-fosfonobutano-1 , 2, 4-tricaboxí lico; (2) opcionalmente , ácido cítrico; y (3) al menos un polímero derivado de ácidos mono o dicarboxílicos etilénicamente insaturados, y caracterizado porque el polímero consiste de: a) 51-95% en moles de las entidades de la fórmula la y/o Ib y/o 1c la en donde R1 = hidrógeno o un residuo de hidrocarburo Ci-2o alifático; X = 0aM, -0- (CmH2mO)n-R2, -NH- (CmH2lr.O) n-R2, M = hidrógeno, un catión metálico mono o divalente, un ión de amonio o un residuo de amina orgánica; a = 0.5 ó 1 ; R2 = hidrógeno, hidrocarburo C1-20 alifático, hidrocarburo C5-e cicloalifático o un residuo de Cg-1 arilo sustituido opcionalmente; Y = O, NR2; m = 2-4; y n = 0-200 b) 1-48.9% en moles de las entidades de la fórmula general II 11 en donde R3 = hidrógeno o un hidrocarburo C1-5 alifático; p = 0-3; y R2 tiene el significado proporcionado anteriormente ; c) 0.1-5% en moles de las entidades de las Fórmulas Illa o Illb I -CH- ¦CH- "CH — I I (C¾)¿ V (C¾)2 Illa Illb en donde S = H, -COOaM,- COOR - T = ü CH-CHz-O J x-tCHz-CHzOlyR6 I CH3 W-R7 CO-[NH-(CH2)3]s-W-R7 -CO-O- (CH2) Z-W-R7 - (CH2) z-V- (CH2) Z-CH=CH-R2 -COOR5 en donde S es -COOR5 o COOa M U1 = -CO-NH-, -O-, -CH20- U2 = -NH-CO-, -O-, -OCH2- V = -0-CO-C6H4-CO-0- o -W- CH3 residuo de hidrocarburo C3-2o alifático, residuo de hidrocarburo C5-C8 cicloalifático o residuo de C6-i4 arilo; R6 = R2, CH2-CH-U2-C=CH R4 R4 S R7 = R2, - [ (CH2) 3- H] s-CO-C=CH R4S - (CH2) z-0-CO-C=CH I R S en donde r = 2-100 s = 1, 2 z = 0-4 x = 1-150 y = 0-15 d) 0-47.9% en moles de las entidades de la fórmula general IVa y/o IVb: CH CH— ~ CH CH— I I I I COOAM COX /C\ <y Y IVa IVb en donde a, M, X e Y tienen el significado def anteriormente . 2. Una mezcla fluidificadora según reivindicación 1, caracterizada porque: a) la entidad está de acuerdo con la fórmula la; R1, R2 son independientemente H o CH3; X = OaM, -0-(CmH2mO)n-R2 M = H o un catión metálico mono o divalente; a = 1; Y = O, NR2; m = 2-3 ; y n = 20-150; b) R2, RJ son independientemente H o CH3; y p = 0-1; c) la entidad está de acuerdo con la fórmula Illa; S = H, - COOa , -COOR5 T = U1- (CH-CH2-O) x- (CH2-CH2O) yR6 I CH3 -CO- [NH- (CH2) 3 ] s-W-R7 -CO-O- (CH2) z- -R7 R4, R5 son independientemente H, R6 = R2, -CH2-CH-U2-C=CH R4 R4S R7 = R2, - [ (CH2) 3-NH] s-CO-C=CH I R4S (CH2) Z-0-CO-C=CH I R4 S en donde U1 = -CO-NH-, -0-, -CH20- U2 = -NH-C0-, -0-, -0-, -0CH2- x = 20-50; y = 1-10; y z = 0-2. 3. Una mezcla fluidificadora según la reivindicación 2, caracterizada porque: a) la entidad está de acuerdo con la fórmula la; R1 = H; R2 = CH3; X = 0aM; M = un catión metálico mono o divalente; Y = O, NR2; m = 2 ; y n = 25-50; b) R2, R3 = H; y p = 0; c) la entidad está de acuerdo con la fórmula Illa; S = H, -COOaM; T = U1 - (CH-CH2-0) ?- (CH2-CH20) yR5 CH3 -CO-0- (CH2) z-W-R R4, R5 = H ; -CH2-CH-U2-C=CH I I I R4 R4S R2, - [ (CH2) 3-NH] s-CO-C=CH I I R4 S - (CH2) z-0-CO-C=CH R4S en donde U1 = -CO-NH- U2 = -NH-CO-, -0-, -OCH2- x = 20-50; y = 5-10; y z = 1-2. 4. Un método de impartir flujo a una composición cementosa, caracterizado porque comprende la adición al mismo de una mezcla de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-3. 5. Un método para rociar una composición cementosa, al preparar una mezcla cementosa y transportar la mezcla a una boquilla rociadora, ahi se agregará a la mezcla en preparación y la mezcla de acuerdo con la reivindicación

1.