BRPI0714400A2 - dispersço estÁvel de acelerador para concreto pulve-rizado tendo um alto teor de substÂncia ativa - Google Patents
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Abstract
DISPERSçO ESTÁVEL DE ACELERADOR PARA CONCRETO PULVERIZADO TENDO UM ALTO TEOR DE SUBSTÂNCIA ATIVA. A presente invenção refere-se a um acalerador para concreto pulverizado ou argamassa pulverizada, que está presente como uma dispersão aquosa que contém de 25 a 40% em peso de sulfato de alumínio e ao menos um composto de alumínio adicional, tal que a razão molar de alumínio para sulfato na dispersão é de 1,35 a 0,70, sendo que a dispersão aquoasa tem um estabilizante inorgânico que compreende um silicao de magnésio.
Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "DISPERSÃO ESTÁVEL DE ACELERADOR PARA CONCRETO PULVERIZADO TENDO UM ALTO TEOR DE SUBSTÂNCIA ATIVA".
A presente invenção refere-se a um acelerador para concreto pulverizado ou argamassa pulverizada, o uso desse acelerador em concreto pulverizado ou argamassa pulverizada no processo de aspersão a seco e a úmido e uma camada de concreto ou argamassa endurecida pelo acelera- dor.
O concreto pulverizado ou a argamassa pulverizada que é apli- cado aos substratos, tal como superfícies de rocha de túneis, precisa ser fixado e endurecido rapidamente tal que a aderência desse e, portanto, a segurança, sejam garantidas. Por essa razão, os aceleradores que garantem o endurecimento rápido são adicionados ao concreto pulverizado ou à arga- massa pulverizada.
No passado, os aceleradores fortemente alcalinos eram nor-
malmente usados, aceleradores isentos de álcali tendo se tornado estabele- cidos hoje em dia, em particular devido às propriedades de manipulação mais seguras e à melhor qualidade resultante do concreto ou da argamassa. Os aceleradores isentos de álcali podem estar presentes em ambas as for- mas de uma dispersão e de uma solução. O importante é que essas ditas dispersões ou soluções primeiramente têm um alto teor de substância ativa e em segundo lugar são suficientemente estáveis, isto é, a substância ativa dissolvida ou dispersa não decanta e os componentes do acelerador dissol- vido não precipitam, cristalizam ou gelificam. Em particular, a EP 1 114 004 B1 descreve as soluções de ace-
lerador que têm um alto teor de substância ativa, que emprega o sulfato de alumínio, hidróxido de alumínio e ácidos carboxílicos.
WO 2006/010407 descreve ambas as soluções de acelerador e as dispersões de acelerador que têm um alto teor de substância ativa, que emprega o sulfato de alumínio e os ácidos carboxílicos e opcionalmente adi- cionalmente os compostos de alumínio.
Os ácidos carboxílicos são usados de modo a assegurar a esta- bilidade dos aceleradores.
A EP 0 812 812 B1 descreve as dispersões de acelerador livre de álcali que têm um alto teor de substância ativa, que emprega o sulfato de alumínio e ao menos uma alcanolamina na ausência de hidróxido de alumí- nio. Essas dispersões podem conter um estabilizante inorgânico que com- preende um silicato de magnésio.
O hidróxido de alumínio é usado nos aceleradores convencio- nais em quantidades relativamente altas de mais de 10% em peso. Esse tem a desvantagem de altos custos para tais aceleradores visto que o hidróxido de alumínio é, como uma regra, o ingrediente mais dispendioso dentre os constituintes inorgânicos.
Grandes quantidades de ácidos e alcanolaminas têm a desvan- tagem de que, devido ao fato que eles podem ser lavados, o ambiente, em particular os corpos d'água, podem ser poluídos. Altos teores de ácidos car- boxílicos são também desvantajosos devido aos seus custos.
Ademais, concluiu-se na prática que, com o uso de uma disper- são de acelerador disponível comercialmente tendo um alto teor de substân- cia ativa, que emprega o sulfato de alumínio e a dietanolamina, no concreto pulverizado obtido, as resistências utilizáveis são alcançadas após poucas horas e especialmente após vários dias (resistência final), mas o comporta- mento de trabalhabilidade e a resistência precoce no período de até uma hora podem ser adicionalmente aperfeiçoados.
Em contrapartida, o comportamento de trabalhabilidade rápida e a boa resistência precoce podem ser alcançados com uma solução de acele- rador comercialmente disponível tendo um alto teor de substância ativa, que emprega o sulfato de alumínio, o hidróxido de alumínio e um ácido carboxíli- co, quando usados no concreto pulverizado, mas a resistência após poucas horas e após dias pode ser adicionalmente aperfeiçoada.
É, portanto, um objetivo da presente invenção fornecer um ace- Ierador que elimine as desvantagens da técnica anterior e, em particular, comparado com os aceleradores conhecidos, exiba um comportamento de trabalhabilidade rápida e uma resistência precoce muito boa, preferencial- mente, uma resistência compressiva de concreto pulverizado maior que 0,3 MPa após 15 min e/ou maior que 0,60 MPa após 1 hora e resistência muito boa após poucas horas, preferencialmente uma resistência compressiva de concreto pulverizado e de argamassa pulverizada maior que 2 MPa após 6 horas e/ou maior que 15 MPa após 24 h e, especialmente após vários dias, preferencialmente uma resistência compressiva de concreto pulverizado e de argamassa pulverizada maior que 40 MPa após 7 dias e/ou maior que 50 MPa após 28 dias, e que adicionalmente tenha estabilidade suficiente prefe- rencialmente de mais de 3 meses. A trabalhabilidade rápida e uma resistência precoce muito boa
são de maior importância particularmente no caso de rocha solta e penetra- ção de água e o progresso rápido por toda a construção fornece vantagens logísticas e financeiras. Isso ocorre porque eles oferecem proteção suficiente em um estágio precoce, por exemplo, a partir do desmoronamento de ro- chas, e assim habilita que o próximo estágio de construção, por exemplo, perfurando os túneis ou uma subseqüente explosão, seja implementado mais rapidamente.
Esse objetivo é alcançado por um acelerador para concreto pul- verizado ou argamassa pulverizada de acordo com a reivindicação 1, que está presente como uma dispersão aquosa que contém de 25 a 40% em peso de sulfato de alumínio em ao menos um composto de alumínio adicio- nal, tal que a razão molar de alumínio para sulfato na dispersão é de 1,35 a 0,70, sendo que a dispersão aquosa tem um estabilizante aniônico que compreende um silicato de magnésio. As modalidades adicionalmente preferenciais da invenção são
definidas nas reivindicações adicionais.
A quantidade de 25 a 40% em peso de sulfato de alumínio pre- sente no acelerador está parcialmente presente na forma dispersa e parci- almente na forma dissolvida. Freqüentemente, ao menos uma parte do sulfa- to de alumínio reage com outros componentes da dispersão (por exemplo, com o hidróxido de alumínio) com formação de complexos de alumínio com- plicados. Assim, como uma regra, ao menos uma parte do sulfato de alumí- nio dissolvido está presente na forma dessas estruturas complexas. A base para o estado do teor de sulfato de alumínio (% em peso de sulfato de alu- mínio) é a proporção total de sulfato (se 3 mois de sulfato estão presentes, 1 mol de sulfato de alumínio está presente) na dispersão. O estado de 25 a 40% em peso de sulfato de alumínio é baseado em sulfato de alumínio ani- dro. Na prática, entretanto, o sulfato de alumínio contendo água, por exem- plo, tendo um teor de alumínio de acordo com "17% de AI2CV, é como uma regra, usado. A adição de ao menos um composto de alumínio adicional aumenta a proporção de alumínio na dispersão comparada com a proporção de sulfato, tal que o razão molar de alumínio para sulfato na dispersão é cor- respondentemente maior que no caso de sulfato de alumínio (2:3). Adicio- nalmente ao sulfato de alumínio, compostos adicionais contendo sulfato po- dem também estar presentes na dispersão, mas a razão molar total de alu- mínio para sulfato na dispersão está sempre entre 1,35 e 0,70. Os componentes que inibem ou previnem as partículas disper-
sas do acelerador, de acordo com a invenção, de pegar são adequados co- mo o estabilizante inorgânico que compreende um silicato de magnésio. Em uma modalidade particularmente preferencial da invenção, a dispersão a - quosa tem um estabilizante inorgânico que compreende ou é sepiolita. Parti- cularmente preferencialmente, a dispersão de acordo com a invenção con- tém o estabilizante inorgânico em uma proporção de 0,1 a 10% em peso. Os teores de estabilizante ainda mais preferenciais estão na faixa de 0,2 a 3% em peso e especialmente na faixa de 0,3 a 1,3% em peso.
A sepiolita é um sulfato de magnésio hidratado que é frequen- temente mostrado na literatura com a fórmula empírica Sii2Mg8O30(OH)4(OH2)8 . 8H20 ou Mg4Si6O15(OH)2. 6H20
e, como as outras argilas, faz parte do grupo que consiste em fi- losilicatos. A sepiolita é composta de 2 camadas de sílica tetraédrica que são ligadas via átomos de oxigênio a uma camada intermediária não coesa octaédrica compreendendo átomos de magnésio. Essa estrutura confere uma morfologia microfibrosa às partículas de sepiolita. Uma pluralidade de produtos de estabilizantes inorgânicos que são adequados para a presente invenção e compreende a sepiolita é comer- cialmente disponível, por exemplo, "Pangel" de Tolsa.
Pangel é um aditivo reológico que é obtido a partir da sepiolita desprendendo os feixes de fibras e desconectando as partículas sem destru- ir a forma alongada particular deste.
Por definição, os estabilizantes inorgânicos adequados para a invenção são entendidos como significando, em particular, produtos que são obtidos via métodos de modificação diretamente a partir da sepiolita particu- Iarmente preferencial, tal como, por exemplo, o dito "Pangel", as medidas de modificação ao menos preservando substancialmente a forma alongada das partículas de sepiolita. As medidas de modificação significam neste contexto preferencialmente referem-se ao desprendimento da sepiolita e medidas pa- ra desconectar as partículas de sepiolita. Um exemplo de tal medida de mo- dificação é a moagem a úmido de sepiolita como tal.
Em adição ao estabilizante inorgânico que compreende um sili- cato de magnésio, um estabilizante inorgânico adicional pode também estar presente no acelerador de acordo com a invenção. Certos minerais de argila, por exemplo, as bentonitas, certos caulins e muito geralmente substâncias tixotrópicas inertes, são adequados. Um exemplo deste é o Tixoton® de Süd- Chemie, que é baseado em bentonita. Esse estabilizante inorgânico adicio- nal pode estar presente no acelerador de acordo com a invenção em uma quantidade de 0,1 a 15% em peso, preferencialmente de 0,2 a 5% em peso, mais preferencialmente de 0,3 a 2,5% em peso. O acelerador de acordo com a invenção assegura o desenvol-
vimento de uma excelente resistência, em particular uma resistência precoce muito boa (resistência após 0 a 1 hora) e uma resistência precoce muito boa após poucas horas (resistência de 6 a 24 horas) e resistência final (resistên- cia de 7 dias adiante). O estabilizante inorgânico adicionado, em particular a sepiolita, é capaz de proteger a alta proporção do sulfato de alumínio disper- so a partir da sedimentação e compactação por muitos meses. A cristaliza- ção irreversível, como pode ocorrer no caso das soluções de acelerador, é rejeitada. O acelerador, de acordo com a invenção, é então não somente altamente eficaz, mas também particularmente estável durante o armaze- namento.
O acelerador de concreto pulverizado geralmente contém apro- ximadamente de 1 a 13% em peso, preferencialmente menos de 10% em peso, preferencialmente particularmente de 2 a 8% em peso, de ao menos um composto de alumínio adicional, mais preferencialmente menos de 7% em peso, mais preferencialmente de 2 a 6% em peso e de forma vantajosa menos de 5% em peso (certas variações são possíveis dependendo da qua- Iidade do composto de alumínio).
Em uma modalidade particularmente vantajosa da invenção, ao menos um composto de alumínio adicional é solúvel em água, ao menos em um pH de 1 a 5, preferencialmente de 2 a 3,5. Ele está preferencialmente presente como hidróxido de alumínio, particularmente preferencialmente como hidróxido de alumínio amorfo. Na prática, o hidróxido de alumínio in- dustrial, que, em adição a aproximadamente 80% em peso do hidróxido de alumínio amorfo puro, pode também conter, em particular, sulfatos, carbona- tos e especialmente água, é freqüentemente usado ao invés do hidróxido de alumínio amorfo puro (seco). Visto que o acelerador, de acordo com a invenção, não atinge
um pH externo de 1 a 5 ou durante a preparação ou durante o armazena- mento, qualquer alumínio presente no estabilizante permanece quimicamen- te ligado e não é levado em consideração nas quantidades fixadas de alumí- nio neste pedido de patente. Ele não tem influência, ou não influência subs- tancial, no efeito do acelerador mesmo futuramente no concreto ou na arga- massa. O alto pH tipicamente de 12 a 13 comum leva não mais, ou não substancial, liberação do alumínio do estabilizante, em particular, nas primei- ras horas ou dias decisivos.
Em uma modalidade preferencial, o acelerador contém de 28 a 39% em peso, preferencialmente particularmente mais que 32% em peso e até 37% em peso de sulfato de alumínio. Um razão molar preferencial de alumínio para sulfato resulta de 1,05 a 0,70, particularmente preferencial- mente de 0,94 a 0,74.
Essas razões são particularmente preferenciais visto que o ace- lerador, de acordo com a invenção, leva a tempos de trabalhabilidade e re- sistência muito bons e é substancialmente mais econômico que os acelera- dores convencionais que empregam o hidróxido de alumínio caro em gran- des proporções de mais de 10% em peso.
O acelerador pode particularmente de forma vantajosa ter um teor de 0,2 a 3% em peso do estabilizante inorgânico que compreende um silicato de magnésio, preferencialmente sepiolita, uma proporção de 0,3 a 1,3% em peso tendo particularmente se provado útil, visto que não somente a estabilização eficaz da dispersão, mas também resulta em uma viscosida- de vantajosa do acelerador de concreto pulverizado quando esta faixa é mantida. Em uma ampla faixa de quantidades de alumínio e de sulfato de- terminadas aqui, a viscosidade está abaixo de 2000 mPa.s a 20°C, frequen- temente na faixa particularmente vantajosa abaixo de 1000 mPa.s a 20°C.
Particularmente preferencialmente, a dispersão aquosa está presente como uma suspensão aquosa.
O acelerador de concreto pulverizado de acordo com a invenção pode também conter aditivos adicionais, tal como uma ou mais alcanolami- nas(s), por exemplo, a trietanolamina e/ou dietanolamina, e um ou mais áci- dos carboxílicos tais como o(s) ácido(s) dicarboxílico(s), (por exemplo, ácido oxálico) e/ou ácidos monocarboxílicos (por exemplo, ácido fórmico). Como um resultado, a estabilidade durante o armazenamento, a viscosidade e o efeito acelerador podem ser aperfeiçoados. Usando a alcanolamina, preferencialmente a dietanolamina, adi-
cionalmente ao sulfato de alumínio e hidróxido de alumínio e opcionalmente a um estabilizante inorgânico adicional, particularmente uma boa aceleração pode ser alcançada, ela própria se manifestando em rápida trabalhabilidade e boa resistência.
Em uma modalidade vantajosa adicional da invenção, o acele-
rador contém somente uma pequena proporção de ácido carboxílico, prefe- rencialmente abaixo de 1% em peso de ácido carboxílico, ou preferencial- mente nenhum ácido carboxílico. Isto tem uma vantagem de que um produto particularmente econômico pode ser fornecido visto que o ácido carboxílico aumenta os custos de material bruto, mas não é exigido para a estabilidade e aceleração suficientes em um acelerador de acordo com a invenção. Ade- mais, como um resultado da menor proporção de ácido carboxílico ou atra- vés da liberação com o dito ácido carboxílico, a poluição ambiental devido ao ácido lavado é reduzida.
As modalidades vantajosas do acelerador da invenção contêm de 2 a 6% em peso de alcanolamina, preferencialmente a dietanolamina. Particularmente preferencialmente, tais aceleradores contêm de 2 a 6% em peso de hidróxido de alumínio, sendo mais preferencial se a proporção total de alcanolamina e hidróxido de alumínio é menor que 10% em peso. Assim é possível fornecer um acelerador melhor e econômico que contém o ingre- diente inorgânico caro, o hidróxido de alumínio, em somente uma pequena proporção e assim cortando os custos, enquanto as excelentes resistências em conjunto com a trabalhabilidade aperfeiçoada são alcançadas no concre- to ou na argamassa.
Em uma modalidade vantajosa adicional da invenção, o acele- rador contém somente uma pequena proporção de alcanolamina, por exem- pio, abaixo de 4% em peso, preferencialmente abaixo de 2% em peso, de alcanolamina, mais preferencialmente sem alcanolamina. Essa modalidade tem a vantagem de que um produto particularmente ambientalmente benéfi- co pode ser fornecido visto que as alcanolaminas, especialmente a dietano- lamina, podem danificar os organismos na água, porém não são exigidos para a estabilidade e aceleração suficientes em um acelerador de acordo com a invenção.
Ademais, a invenção refere-se ao uso do acelerador descrito a- cima no revestimento de substratos, em particular nas superfícies de túnel, superfícies de mina, construção de valas, poços, etc., com concreto ou ar- gamassa.
Tipicamente, de 5 a 10 kg do acelerador de acordo com a in- venção são usados na prática por 100 kg de argamassa. Ademais, a invenção refere-se a uma camada endurecida de concreto ou argamassa que foi produzida aplicando-se o concreto pulveriza- do ou a argamassa pulverizada, o endurecimento dos quais foi forçado com um acelerador descrito acima.
Abaixo, a presente invenção é explicada em mais detalhes com
relação aos exemplos de trabalho:
a preparação dos aceleradores A e B de acordo com a inven- ção:
a água é inicialmente introduzida e então o Pangel S9, o sulfato de alumínio, a dietanolamina e o hidróxido de alumínio são adicionados em sucessão por agitação de acordo com a tabela abaixo. Então, a agitação é efetuada por oito horas e a mistura é deixada em repouso de um dia para o outro. Na manhã seguinte e na noite seguinte, a mistura é agitada constan- temente. Ela é novamente deixada em repouso de um dia para o outro e é agitada novamente na manhã seguinte, resultando em uma dispersão ho- mogênea que é estável por ao menos três meses. O processo acima é exe- cutado em temperatura ambiente.
Componentes de partida (dados em kg) Acelerador A Acelerador B Agua 58,5 58,9 Pangel S9 0,7 0,7 Sulfato de alumínio 34,8 36,4 Dietanolamina 2 2 Hidróxido de alumínio 4 2
As quantidades determinadas acima se referem às proporções dos componentes por massa, sendo assumido que os componentes estão presentes na forma pura. Na realidade, entretanto, ao invés de componentes puros, os componentes industriais que ainda contêm em particular água são usados. Isso significa que correspondentemente mais dos componentes in- dustriais (do que determinado na tabela acima) são usados. Com relação aos componentes industriais usados: - Água
- Pangel S9
- Sulfato de alumínio: contendo água/17% de AI2O3; granulado e
moído - Dietanolamina: 90%
- Hidróxido de alumínio: teor de 76,8% em peso de hidróxido de alumínio puro, até aproximadamente 4% de carbonates, o restante substan- cialmente água.
Por comparação, os dois aceleradores comercialmente disponí-
veis CeD são testados.
O acelerador C é uma dispersão de acelerador que tem um alto teor de substância ativa, que emprega o sulfato de alumínio e a dietanolami- na.
O acelerador D é uma solução de acelerador que tem um alto
teor de substância ativa, que emprega o sulfato de alumínio e uma quantida- de maior que 10% em peso de hidróxido de alumínio e um ácido carboxílico. Teste de resistência:
Razão acelerador/cimento: 7% (7 kg por 100 kg de argamassa) Cimento usado: Lafarge Alpena US tipo I (USA)
Concreto
Cimento Lafarge Alpana US tipo I
Razão Água/cimento Areia tipo A 0-4 mm
Areia tipo B 4-8 mm
Plasticizador Glenium® 3030NS (USA)
Retardador Estabilizante Delvo®Crete (USA)
As porcentagens determinadas no caso do plasticizador e do re- tardador são baseadas no peso de cimento.
Método de mensuração de resistência: Diretriz Européia EF- NARC para concreto pulverizado, 1999 Valores de resistência:
Dosagem
Acelerador A 7%
Acelerador B 7%
Acelerador C 7%
Acelerador D 7%
0,44 70% [%: 30% [%: 0,85 [%: 0,95 [%: Resistência Compressiva
6 min Agulha Meyco® [N/mm2] 0,23 0,20 0,15 0,44 min Agulha Meyco® [N/mm2] 0,34 0,39 0,23 0,57 min Agulha Meyco® [N/mm2] 0,45 0,48 0,32 0,66 1 h Agulha Meyco® [N/mm2] 0,65 0,64 0,60 0,86 6 h Pistola de Pregos Hilti® [N/mm2] 4,83 2,82 3,59 1,51 24 h Pistola de Pregos Hilti® [N/mm2] 8,63 7,06 20,93 6,46 7 dias Centro de perfuração [N/mm2] 4,5 0,6 48,8 26,8 28 dias Centro de perfuração [N/mm2] 7,4 4,0 54,1 8,2
Avaliação dos valores de resistência
Os aceleradores A e B de acordo com a invenção trabalham substancialmente mais rápido que o acelerador C, como mostrado pelas re- sistências precoces mais elevadas. No entanto, eles mostram subseqüente- mente nenhuma perda de resistência, como é de outro modo usual. Ambos após poucos dias e após 28 dias, alcançam os mesmos bons valores do acelerador C. A trabalhabilidade ainda melhor e um desenvolvimento ainda melhor de resistência precoce são possíveis, como mostrado pelo acelera- dor D, mas tais uma boa resistência e, em particular, uma alta resistência final não são alcançadas após poucas horas.
Os aceleradores A e B, de acordo com a invenção, portanto, mostram surpreendentemente que ambos trabalham rápida e a resistência muito boa são possíveis pela faixa inteira de tempo. Além disso, os acelera- dores AeB têm excelente estabilidade de mais de 3 meses sem o uso de um ácido carboxílico.
Os aceleradores seguintes EaH são preparados como segue: Os ingredientes mencionados na tabela abaixo são adicionados a um outro em sucessão e agitados vigorosamente a 65°C por 1 hora. En- tão, a mistura é resfriada a temperatura ambiente e é novamente agitada vigorosamente após 1 semana. Quantidade Preparada:
Composição:
Acelerador
Ingrediente
Água
Pangel S9
Dietanolamina
Hidrato de alumínio do sulfato 16
Hidróxido de alumínio
Água
Pangel S9
Dietanolamina
Sulfato de alumínio
Hidróxido de alumínio
Al/sulfato
de trabalhabilidade e à resistência compressiva com argamassa de acordo com a DIN EM 196-1 e-3:
1 kg 1 kg 1 kg 1kg % % % % E F G H Teor 28,3 28,3 21,3 24,3 0,7 0,7 0,7 0,7 90% 2 4 8 96,4% 65 65 70 69 76,8% 4 2 6 100% 60,4 60,2 55,5 58,6 100% 0,7 0,7 0,7 0,7 100% 1,8 3,6 7,2 100% 34,0 34,0 36,6 36,1 100% 3,1 1,5 4,6 mol/mol 0,80 0,73 0,67 0,85 foram testados com relação ao tempo
Argamassa Cimento:
Plasticizador:
Retardador:
450 g de CEM I 42.5 normal 4 Untervaz 0,15% (baseado no peso de cimento) de Gle- nium® 51
0,2% (baseado no peso de cimento) de Delvo® Crete Estabilizante 10 Razão Água/cimento (W/C): 0,45 Areia: 1350 g de areia padrão CEN
A adição do acelerador foi efetuada em uma proporção de 9 por cento em peso, baseado no peso de cimento.
Os resultados dos testes foram os seguintes: Acelerador E F G H Início da trabalhabilidade (minutos) 2,5 3,5 5,0 4,0 Fim da trabalhabilidade (minutos) 12 12 20 14 Resistência Compressiva após 6 horas (MPa) 2,3 2,4 3,6 3,1 Resistência Compressiva após 1 dia (MPa) 24,3 25,6 29,0 27,5 Resistência Compressiva após 7 dias (MPa) 40,7 41,7 48,0 47,2
Como está evidente a partir dos resultados acima, os valores de
resistência muito bons, que são virtualmente tão bons quanto no acelerador G de referência, que não emprega composto de alumínio adicional separado do sulfato de alumínio, podem ser alcançados com os aceleradores E, F e H, de acordo com invenção, em particular H1 mas as propriedades de trabalha- bilidade são substancialmente aperfeiçoadas em comparação ao acelerador de referência G, especialmente no caso dos aceleradores EeF. Esse aper- feiçoamento pode ser alcançado com somente pequenas quantidades de hidróxido de alumínio adicional. Esse é surpreendente comparado aos acele- radores convencionais que empregam uma quantidade muito grande de hi- dróxido de alumínio em uma quantidade de mais de 10% em peso e tem a vantagem de que é possível fornecer um acelerador muito econômico que não exige ácidos carboxílicos dispendiosos e exige o hidróxido de alumínio, que é dispendioso dentre os ingredientes inorgânicos, somente em quanti- dades substancialmente pequenas. As resistências mais baixas que são al- cançadas com os aceleradores EeF são devido aos teores de água mais elevados.
Os seguintes aceleradores I e O são preparados de forma aná- loga aos exemplos EaH:
Quantidade Preparada: 1 kg 1 kg 1 kg 1kg 1kg 1kg Composição: % % % % % % Acelerador I K L M N O Ingrediente Teor Água 29,3 28,3 27,3 25,3 23,3 23,3 Pangel S9 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 Hidrato de alumínio do 96,4% 70 70 70 70 70 68 Quantidade Preparada: 1 kg 1 kg 1 kg 1kg 1kg 1kg Composição: % % % % % % Acelerador I K L M N O sulfato 16 Hidróxido de alumínio 76,8% 1 2 4 6 8 Água 100% 62,7 61,9 61,2 59,6 58,1 57,6 Pangel S9 100% 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 0,7 Sulfato de alumínio 100% 36,6 36,6 36,6 36,6 36,6 36,6 Hidróxido de alumínio 100% 0,8 1,5 3,1 4,6 6,1 Al/sulfato mol/mol 0,67 0,70 0,73 0,79 0,85 0,92
As viscosidades foram medidas usando um viscômetro Brookfi-
eld DV - Il + com eixo de 4 e 100 revoluções por minuto a 20°C; Viscosidades
Média [mPa-s] 1028 1329 1031 964 1036 840 Faixa inferior [mPa-s] 796 1047 848 828 812 660 Faixa superior [mPa-s] 1260 1610 1214 1100 1260 1020
Os valores de viscosidade mostram de forma muito inesperada que, em um alto teor de sulfato de alumínio, a viscosidade permanece a mesma se uma parte da água é substituída por hidróxido de alumínio na fai- xa de 2 a 6% em peso. Na faixa de viscosidade que é necessária para as aplicações práticas, ou seja, menos que 2000 mPa.s, preferencialmente me- nos que 1000 mPa.s, isso leva às acelerações adicionais aperfeiçoadas na argamassa, que se manifestam em trabalhabilidade mais rápida e resistên- cia compressiva mais elevada.
Os aceleradores I, L e M foram testados com relação ao tempo de trabalhabilidade e à resistência compressiva com a argamassa de acordo com a DIN EN 196-1 e -3: Argamassa
Cimento: 450 g de CEM I 42,5 Normo 4 Untervaz
0,15% de Glenium® 51 (baseado no peso de ci- Plasticizador: mento)
Retardador: 0,2% de Delvo®Crete (baseado no peso de ci-
mento)
Estabilizante 10 Razão água/cimento (W/C): 0,45 Areia: 1350 g de areia padrão CEN
O acelerador foi adicionado em uma proporção de 9% em peso, baseado no peso de cimento. Os resultados dos testes são os seguintes:
Acelerador I L M Início da trabalhabilidade (minutos) 6,0 5,5 4,5 Fim da trabalhabilidade (minutos) 25 18 12 Resistência Compressiva após 6 horas (MPa) 2,6 2,8 3,2 Resistência Compressiva após 1 dia (MPa) 28,6 26,4 26,0 Resistência Compressiva após 7 dias (MPa) 51,1 48,7 50,1
Como está evidente a partir dos resultados acima, os valores de
resistência muito bons que, após 1 a 7 dias, são aproximadamente tão bons quanto os valores do acelerador de referência I, que não emprega composto de alumínio adicional separado do sulfato de alumínio, podem ser alcança- dos com os aceleradores L e M de acordo com a invenção, mas as proprie- dades de trabalhabilidade são substancialmente aperfeiçoadas em compa- ração com esse acelerador de referência I e os valores de resistência após 6 horas são provavelmente melhores. Este aperfeiçoamento pode ser alcan- çado com somente pequenas quantidades de hidróxido de alumínio adicio- nal. Esse é surpreendente comparado como os aceleradores convencionais que empregam uma quantidade muito grande de hidróxido de alumínio em uma quantidade de mais de 10% em peso e tem a vantagem de que é pos- sível fornecer um acelerador muito econômico que exige o hidróxido de alu- mínio, que é dispendioso dentre os ingredientes inorgânicos, somente em quantidades substancialmente menores. Os aceleradores de acordo com a invenção adicionalmente têm a vantagem adicional de que nenhum compos- to orgânico está presente que, porque eles podem ser lavados, poluem o ambiente, em particular organismos na água.
Os seguintes aceleradores PaT são preparados de forma aná- loga aos exemplos EaH.
Quantidade Preparada: 1 kg 1 kg 1 kg 1 kg Composição: % % % % Substância Teor P Q S T Água 100% 60,8 60,3 60,8 60,3 Pangel S9 100% 0,5 1,0 Tixoton® 100% 0,5 1 Hidróxido de alumínio 100% 3,1 3,1 3,1 3,1 Sulfato de alumínio mol/mol 35,6 35,6 35,6 35,6
Os seguintes materiais de partida foram adicionalmente usados: Água
Pangel S9
Tixoton®
Hidróxido de alumínio 76,8% Hidrato de alumínio do sulfato 16 96,4% As estabilidades e os valores de viscosidade foram os seguin-
tes:
Acelerador PQST
Solução de sobrenadante clara antes da agitação
y V 2 O 6 4
(após 6 dias) [%]
Viscosidade após vigorosa agitação (após 1 se-
522 580 682 1004
mana) [mPa S]
Viscosidade 1 dia depois (após 8 dias) [mPa S] 742 978 852 1292 Solução de sobrenadante clara após 1 mês (após
2 O 14 8
6 semanas) [%] Acelerador PQST
Viscosidade após agitação manual (após 6 sema-
710 908 966 1302
nas) [mPa S]
As viscosidades foram medidas usando um viscômetro Brookfi- eld DV - Il + com eixo de 4 e 100 revoluções por minuto a 20°C.
O Tixoton® é um estabilizante baseado em bentonita. Como está evidente a partir dos resultados em relação à estabilidade e às viscosidades, os aceleradores P e Q de acordo com a invenção, com um estabilizante i- norgânico que compreende um silicato de magnésio, têm melhores estabili- dades e têm as viscosidades mais adequadas na prática em comparação aos aceleradores comparativos SeT com um estabilizante à base de bento- nita.
Claims (13)
1. Acelerador para concreto pulverizado ou argamassa pulveri- zada, que está presente como uma dispersão aquosa que contém o seguin- te: (a) 25 a 40% em peso de sulfato de alumínio, (b) ao menos um composto de alumínio adicional, tal que a ra- zão molar de alumínio para sulfato na dispersão é de 1,35 a 0,70, e (c) um estabilizante inorgânico que compreende um silicato de magnésio.
2. Acelerador, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a dispersão aquosa contém o estabilizante inorgânico em um teor de 0,1 a 10% em peso, preferencialmente de 0,2 a 3, particularmen- te preferencialmente de 0,3 a 1,3% em peso.
3. Acelerador, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, o estabili- zante inorgânico compreende a sepiolita.
4. Acelerador, de acordo com quaisquer das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que no mínimo um composto de alumínio adi- cional está presente em uma quantidade menor que 10% em peso, prefe- rencialmente em uma quantidade de 2 a 6% em peso.
5. Acelerador, de acordo com quaisquer das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que ao menos um composto de alumínio adi- cional é solúvel em água em ao menos em um pH de 1 a 5, preferencialmen- te de 2 a 3,5.
6. Acelerador, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que ao menos um composto de alumínio adicional está presente como hidróxido de alumínio amorfo.
7. Acelerador, de acordo com quaisquer das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que a dispersão aquosa contém de 28 a 39% em peso, preferencialmente mais que 32% em peso e até 37% em peso de sulfato de alumínio.
8. Acelerador, de acordo com quaisquer das reivindicações 1 a 7, caracterizado pelo fato de que a razão molar de alumínio para sulfato na dispersão é de 1,05 a 0,7, preferencialmente de 0,94 a 0,74.
9. Acelerador, de acordo com quaisquer reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a dispersão está presente na forma de uma suspensão.
10. Acelerador, de acordo com quaisquer das reivindicações 1 a 9, caracterizado pelo fato de que a dispersão aquosa contém uma alcanola- mina, em particular, a dietanolamina e/ou trietanolamina, preferencialmente em uma quantidade de 2 a 6% em peso.
11. Acelerador, de acordo com quaisquer das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que a dispersão aquosa contém um ácido car- boxílico, em particular, ácido fórmico.
12. Uso de um acelerador, de acordo com quaisquer das reivin- dicações 1 a 11, no revestimento dos substratos, preferencialmente as su- perfícies de túnel, superfícies de mina, construção de valas ou poços, com concreto pulverizado ou argamassa pulverizada.
13. Camada endurecida que foi produzida aplicando concreto pulverizado ou argamassa pulverizada, o endurecimento dos quais foi força- do com um acelerador de acordo com quaisquer reivindicações 1 a 11.
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