ES2304867A1 - Emulsion acuosa para la hidrofugacion de material de construccion y procedimiento para su obtencion. - Google Patents
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Abstract
Emulsión acuosa para la hidrofugación de material de construcción y procedimiento para su obtención. La emulsión comprende 10-40% de ácidos grasos libres C8 y C22, saturados o insaturados, de origen natural o sintético; 0,4-10% de emulgentes seleccionados entre alcoholes, ácidos grasos, ésteres C11-C18 y entre 2-20 moles de óxido de etileno; 0,1-3% de antiespumantes seleccionados entre polímeros de siliconas, siloxanos y derivados de fosfatos de amina; 0-5% de aminas seleccionadas entre aminas grasas, aminas oxietilenadas y alcanolaminas; 0-2% de bactericidas; siendo el resto agua; donde dicha emulsión está exenta de calcio y presenta una distribución de tamaño de partícula homogéneo <= 1 micra tras su paso por un homogeneizador industrial. La presencia de materia grasa en forma de ácido graso libre confiere al material de construcción mayor resistencia con menor contenido de emulsión hidrofugante y, por lo tanto, a un coste sustancialmente inferior.
Description
Emulsión acuosa para la hidrofugación de
material de construcción y procedimiento para su obtención.
La presente invención se refiere a una emulsión
acuosa en masa para la hidrofugación de material de construcción, a
su procedimiento de obtención y a su utilización en materiales de
construcción.
La utilización de la emulsión acuosa según la
presente invención proporciona un material de construcción, en
particular hormigón, de elevada resistencia a la compresión y
elevadas propiedades hidrofugantes.
Son conocidos en el estado de la técnica
distintos tipos de aditivos hidrofugantes en masa destinados a
proporcionar a los materiales de construcción una propiedad
hidrorepelente. Esta característica repelente del agua confiere al
producto acabado destinado a la construcción una elevada durabilidad
además de un buen acabado superficial.
Estos aditivos hidrofugantes se añaden durante
el amasado del hormigón proporcionando propiedades hidrofugantes al
producto acabado imprescindibles para lograr la calidad exigida.
Hasta la fecha, los productos utilizados como
aditivos hidrofugantes para hormigón son suspensiones de sales de
ácidos grasos en agua. La composición habitual de estos aditivos
hidrofugantes para hormigón comprende 30-44% de
ácidos grasos de cadena larga; 4-8% de
Ca(OH)_{2}; 3-6% de emulgentes; 0,1%
de bactericidas; 0,1-1% de dispersantes; siendo el
resto agua.
Los ácidos grasos son mayoritariamente saturados
y de cadena larga y forman con el ión de Ca un jabón sólido. Los
emulgentes pueden ser de varios tipos dentro de la gran oferta
comercial existente en el mercado y el dispersante, en general, es
un polímero que facilita la homogeneidad y suspensión de las
partículas sólidas en el agua.
La emulsión hidrofugante obtenida no es siempre
estable y, generalmente, presenta una viscosidad superior a 30'' en
Copa Ford 4 en la que el estearato cálcico en forma sólida está
suspendido en el agua. El hecho que sea un producto bastante
viscoso dificulta, la perfecta homogeneización en la masa del
hormigón, lo que implica que el rendimiento real de hidrofugación
no sea el deseado.
Además, la adición de un jabón de ácido graso y
calcio al hormigón conlleva la inclusión de aire en forma de espuma
en el hormigón que sin duda modifica sus propiedades de resistencia
a la compresión. Esta propiedad es muy importante en la fabricación
de todas las piezas de hormigón.
Por lo tanto, existen todavía en el estado de la
técnica una serie de inconvenientes en los aditivos hidrofugantes
destinados a hidrofugar material de construcción para obtener un
hormigón con buenas propiedades a bajo coste.
Un primer aspecto de la invención es
proporcionar una emulsión acuosa para la hidrofugación de material
de construcción que permita reducir la inclusión de aire en el
hormigón durante su amasado y, por lo tanto, mejore la resistencia
a la compresión del hormigón acabado.
Un segundo aspecto de la invención es
proporcionar una emulsión acuosa que sea fácil de homogeneizar en la
masa de hormigón y cuya composición sea estable a la temperatura de
trabajo.
Un tercer aspecto de la invención es
proporcionar un procedimiento para la obtención de una emulsión
acuosa para la hidrofugación de material de construcción que
contemple los aspectos primero y segundo de la invención.
Un cuarto aspecto de la invención es la
utilización de la emulsión según el primer y el segundo aspecto de
la invención para la fabricación de materiales de construcción, en
particular para la fabricación de hormigón.
De acuerdo con el primer aspecto de la invención
se proporciona una emulsión acuosa para la hidrofugación de
materiales de construcción que comprende:
10-40% de ácidos grasos libres
de cadena comprendida entre C8 y C22, saturados o insaturados, de
origen natural o sintético;
0,4-10% de emulgentes
seleccionados entre alcoholes, ácidos grasos, ésteres de cadena
C11-C18 y con entre 2-20 moles de
óxido de etileno;
0,1-3% de antiespumantes
seleccionados entre polímeros de siliconas, siloxanos y derivados de
fosfatos de amina o mezclas de los mismos;
0-5% de aminas seleccionadas
entre aminas grasas, aminas oxietilenadas y alcanolaminas;
0-2% de bactericidas solubles en
agua;
siendo el resto agua, donde los porcentajes
están expresados en peso respecto al peso total de la emulsión; y
donde dicha emulsión está exenta de calcio o de sus derivados y
presenta una distribución de tamaño de partícula homogéneo \leq 1
micra tras su paso por un homogeneizador industrial.
Una composición preferida de la invención
comprende 18-30% de ácidos grasos libres de cadena
comprendida entre C8 y C22, saturados o insaturados, de origen
natural o sintético; 1-3% de emulgentes no iónicos
seleccionados entre alcoholes lineales y/o ramificados de cadena
entre C3-C20, ácidos grasos saturados y/o
insaturados de cadena entre C11-C20, ésteres de
cadena C11-C18 y con entre 2-15
moles de óxido de etileno; 0,5-1% de antiespumantes;
0,5-1% de aminas; 0,1-1% de
bactericidas solubles en agua, siendo el resto agua.
La presencia de la materia grasa en forma de
ácido graso libre confiere al material de construcción obtenido
propiedades hidrofugantes superiores a las del estado de la
técnica.
Ventajosamente, con la emulsión acuosa según la
presente invención puede reducirse entre un 30 y un 50% la cantidad
de emulsión hidrofugante a adicionar al hormigón con respecto al
estado de la técnica, lo que favorece un aumento de la resistencia
a la compresión del hormigón además de presentar buenas propiedades
hidrofugantes.
Sorprendentemente, la emulsión acuosa en forma
de ácido graso libre según la presente invención y la subsiguiente
adición de ésta en la masa del hormigón permite la formación del
jabón cálcico "in situ" (en la masa del hormigón)
generándose dentro de la amasada muy poca espuma y, por tanto, el
aire ocluido en la masa del hormigón es mínimo lo que permite
obtener materiales de construcción de mayor resistencia con menor
contenido de emulsión hidrofugante y, por lo tanto, a un coste
sustancialmente inferior.
Es de destacar que la estabilidad en el tiempo
de la emulsión acuosa depende también del tipo de emulgente, amina
y antiespumante utilizado, por lo que se prefieren, en caso de
utilizarse:
- Emulgentes especialmente de bajo HLB para que
generen la menor cantidad de espuma posible en la emulsión.
Preferiblemente, los emulgentes se seleccionan entre alcoholes,
ácidos grasos y ésteres de cadenas entre C11-C18 y
con un contenido de óxido de etileno preferiblemente entre
2-6 moles.
- Aminas oxietilenadas y alcanolaminas
(monoetanolamina, dietanolamina y trietanolamina), que neutralizan
una parte del ácido graso, aumentan el pH y ayudan a dispersar el
ácido graso libre en la emulsión.
- Antiespumantes, especialmente seleccionados
entre polímeros de siliconas, siloxanos y derivados de fosfatos de
amina que evitan la formación de espuma en el proceso de fabricación
de la emulsión y rompen las burbujas de aire que se forman al
amasar el hormigón.
De acuerdo con el segundo aspecto de la
invención se proporciona una emulsión acuosa con un contenido
elevado en agua superior al 60% y todavía más preferiblemente
superior al 70% con respecto al peso total de la emulsión. La
elevada cantidad de agua presente en la composición de la emulsión
facilita que ésta presente una viscosidad inferior a 35'',
preferiblemente inferior a 20'' y todavía, más preferiblemente,
inferior a 11'' medidas según Copa Ford 4.
Las propiedades de la emulsión acuosa
hidrofugante no dependen únicamente de la naturaleza química del
componente activo sino también de la calidad de la emulsión ya que
ésta condiciona la dispersión del producto en la masa del hormigón
y su efectividad, así como la durabilidad de este efecto en el
tiempo.
Ventajosamente, de acuerdo con el segundo
aspecto de la invención se proporciona una emulsión acuosa que
permite una perfecta dosificación del producto debido a su baja
viscosidad y facilita la adición de dicha emulsión dentro de la
masa de hormigón, quedando la pieza final de hormigón perfecta y
uniformemente hidrofugada.
De acuerdo con el tercer aspecto de la invención
se proporciona un procedimiento para la obtención de una emulsión
acuosa según la invención que comprende las siguientes etapas:
i) mezclar el agua con el resto de componentes a
una temperatura comprendida entre 30 y 70ºC, hasta la obtención de
una preemulsión homogénea, y a continuación
ii) homogeneizar la preemulsión resultante de la
etapa i) en un homogeneizador industrial que proporciona una
distribución de tamaño de partícula homogénea \leq 1 micra a la
emulsión así preparada.
De acuerdo con el tercer aspecto de la
invención, la homogeneización de la preemulsión se lleva a cabo a
través de un homogeneizador industrial.
Un homogeneizador industrial es una máquina que
mediante una válvula de diseño especial que trabaja a alta presión
permite obtener una distribución homogénea del tamaño de partículas
que contiene el líquido.
De acuerdo con la presente invención, el
homogeneizador industrial es un elemento esencial para la obtención
de la emulsión acuosa con las propiedades aquí descritas, no
descrito ni sugerido en el estado de la técnica para la preparación
de una emulsión destinada a la hidrofugación de materiales de
construcción.
En particular, el procedimiento para la
obtención de la emulsión acuosa comprende preparar una mezcla del
agua, los emulgentes, antiespumantes y materia grasa y,
opcionalmente, el resto de componentes, en una caldera, a una
temperatura preferiblemente comprendida entre 40 y 60ºC y, a
continuación, llevar a cabo la homogeneización de dicha preemulsión
a través de un homogeneizador industrial que mecánicamente reduce el
tamaño de la interfase aceite-agua a un tamaño de
partícula igual o inferior a 1 micra lo que confiere a la emulsión
así obtenida una gran estabilidad en el tiempo y una perfecta
uniformidad.
La emulsión acuosa según la invención presenta
buenas propiedades de hidrofugación una vez se amasa con el
hormigón, mínima formación de espuma durante este amasado y pequeñas
cantidades de emulgentes y dispersantes lo que confiere a las
piezas de hormigón acabado elevada resistencia a la compresión.
Por tanto, la invención también se refiere a la
utilización de dicha emulsión acuosa para la fabricación de
materiales de construcción, en particular para la fabricación de
piezas de hormigón con buenas propiedades hidrofugantes y de
resistencia a la compresión.
Ventajosamente, la emulsión acuosa confiere al
hormigón una hidrofugación medida en % sobre peso seco por
inmersión en agua inferior al 3,4%, una absorción capilar medida en
% respecto patrón inferior al 50% según norma EN
450-5 y una resistencia a la compresión > al 85%
respecto al patrón según norma EN12390-3
\vskip1.000000\baselineskip
A continuación, se incluyen unos ejemplos en los
que a título no limitativo de la invención se muestran realizaciones
prácticas de la invención.
76,9% Agua
20% Ácidos grasos de origen vegetal saturados e
insaturados
1% Antiespumante basado en emulsión de
siliconas
1% Ácido graso oxietilenado, ácido oleico con 9
moles de óxido de etileno
1% Alcanol amina: dietanolamina
0,1% Bactericida: Proxel TN
\vskip1.000000\baselineskip
72,9% Agua
25% Tall oil
1% Antiespumante, polímeros acrílicos
0,5% Alcohol oxietilenado: alcohol C16 C18 con 6
moles de óxido de etileno
0,5% Dietilen amina
1% Bactericida Acticide F
\newpage
76,4% Agua
21% Ácidos grasos de oliva
1% Antiespumante derivados de fósforo y
amina
0,5% Alcohol C11 4 moles de óxido de
etileno
1% Trietanolamina
1% Bactericida Acticide OX
\vskip1.000000\baselineskip
74,4% Agua
23% Ácido esteárico sintético
1% Antiespumante, mezclas hidrocarburos
derivados del petróleo
0,5% Metanol 2 moles de óxido de propileno
1% Dietanol amina
1% Bactericida Acticide F
\vskip1.000000\baselineskip
64,4% Agua
30% Ácidos grasos de procedencia animal
1% Antiespumante, fosfatos amina
2% Ester Oxietilenado: Dioleato de poliglicol
400
1% Alcohol oxietilenado, C10 con 4 moles óxido
etileno
1,5% Diamina de sebo etoxilada con 3 MOE
0,1% Bactericida Acticide F
Se incluyen, a continuación, dos ejemplos sobre
el estado de la técnica y los resultados de ensayos comparativos
con la emulsión acuosa de acuerdo con la presente invención.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplo 1 estado de la
técnica
30% Ácidos grasos de cadena C18
4% Ca (OH)_{2}
3% Emulgentes
0,1% Bactericida
0,1% Dispersante
resto agua
\newpage
Ejemplo 2 estado de la técnica
44% Ácidos grasos de cadena C18
8% Ca (OH)_{2}
6% Emulgentes
0,1% Bactericida
1% Dispersante
resto agua
En la tabla 1 que sigue se muestran los
resultados comparativos entre dos tipos de emulsiones según el
estado de la técnica y la emulsión acuosa según la presente
invención referida a la composición definida en los cinco ejemplos
anteriores:
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
A partir de los resultados comparativos
mostrados en la tabla 1 puede observarse que la emulsión acuosa
según la invención es sustancialmente menos viscosa, presenta una
hidrofugación sustancialmente superior puesto que el porcentaje de
agua absorbida por inmersión en peso seco de hormigón es
sustancialmente menor y un tamaño de partícula de la emulsión
acuosa antes de amasarse en el hormigón inferior a 1 micra.
A continuación, se compararon las propiedades de
un hormigón según el estado de la técnica (ejemplos 1 y 2 del
estado de la técnica) con respecto a un hormigón obtenido a partir
de la emulsión según la presente invención (ejemplos 1 a 5) tomando
como patrón un hormigón estándar.
\newpage
Los ensayos se realizaron siguiendo la norma
UNE-EN 934-2, para aditivos de
hormigón.
El hormigón utilizado es un hormigón estándar o
patrón con la siguiente composición:
Arena lavada: 30,7%
Grava 5/12 mm: 46%
Cemento Pórtland gris 52.5R :15,2%
Aditivo:1% sobre peso cemento
Agua: 8,1%
Los resultados obtenidos se muestran en la tabla
2 que sigue:
\vskip1.000000\baselineskip
A partir de los resultados mostrados en la tabla
2 puede observarse que con la utilización de la emulsión acuosa
según la presente invención se obtiene un hormigón con iguales o
superiores propiedades de resistencia a la compresión, con
resultados de absorción capilar y coeficiente de absorción
sustancialmente superiores a los del hormigón según el estado de la
técnica, lo que sin duda confiere al hormigón obtenido con la
emulsión acuosa según la invención superiores propiedades finales y
por lo tanto asegura una mayor vida al producto destinado a la
construcción.
Claims (13)
1. Emulsión acuosa para la hidrofugación de
materiales de construcción que comprende:
10-40% de ácidos grasos libres
de cadena comprendida entre C8 y C22, saturados o insaturados, de
origen natural o sintético;
0,4-10% de emulgentes
seleccionados entre alcoholes, ácidos grasos, ésteres de cadena
C11-C18 y entre 2-20 moles de óxido
de etileno;
0,1-3% de antiespumantes
seleccionados entre polímeros de siliconas, siloxanos y derivados de
fosfatos de amina o mezclas de los mismos;
0-5% de aminas seleccionadas
entre aminas grasas, aminas oxietilenadas y alcanolaminas;
0-2% de bactericidas solubles en
agua;
siendo el resto agua;
donde dicha emulsión está exenta de calcio o de
sus derivados y presenta una distribución de tamaño de partícula
homogéneo \leq 1 micra tras su paso por un homogeneizador
industrial.
2. Emulsión acuosa según la reivindicación 1,
caracterizada por el hecho de que comprende
18-30% de ácidos grasos libres de cadena
comprendida entre C8 y C22, saturados o insaturados, de origen
natural o sintético.
3. Emulsión acuosa según la reivindicación 1,
caracterizada por el hecho de que comprende
1-3% de emulgentes no iónicos seleccionados entre
alcoholes lineales y/o ramificados de cadena entre
C3-C20, ácidos grasos saturados y/o insaturados de
cadena entre C11-C20, ésteres de cadena
C11-C18 y un contenido entre 2-15
moles de óxido de etileno.
4. Emulsión acuosa según la reivindicación 1,
caracterizada por el hecho de que comprende
0,5-1% de antiespumantes.
5. Emulsión acuosa según la reivindicación 1,
caracterizada por el hecho de que comprende
0,5-1% de aminas.
6. Emulsión acuosa según la reivindicación 1,
caracterizada por el hecho de que comprende
0,1-1% de bactericidas solubles en agua.
7. Emulsión acuosa según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de
que presenta una viscosidad medida según Copa Ford 4 inferior a
35''.
8. Emulsión acuosa según la reivindicación 7,
caracterizada por el hecho de que presenta una viscosidad
inferior a 20''.
9. Emulsión acuosa según la reivindicación 7,
caracterizada por el hecho de que presenta una viscosidad
inferior a 15''.
10. Procedimiento para la obtención de una
emulsión acuosa para la hidrofugación de material de construcción
según cualquiera de las anteriores, que comprende las siguientes
etapas:
i) mezclar el agua con el resto de componentes a
una temperatura comprendida entre 30 y 70ºC, hasta la obtención de
una preemulsión homogénea, y a continuación
ii) homogeneizar la preemulsión resultante de la
etapa i) en un homogeneizador industrial que proporciona una
distribución de tamaño de partícula homogénea \leq 1 micra a la
emulsión así preparada.
11. Procedimiento según la reivindicación 10,
caracterizado por el hecho de que la etapa i) se lleva a cabo
a una temperatura comprendida entre 40 y 60ºC.
12. Utilización de una emulsión acuosa según
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9 para la fabricación de
materiales de construcción.
13. Utilización según la reivindicación 12, para
la fabricación de hormigón.
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|---|---|---|---|
| ES200700348A ES2304867B1 (es) | 2007-02-09 | 2007-02-09 | Emulsion acuosa para la hidrofugacion de material de construccion y procedimiento para su obtencion. |
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|---|---|
| ES2304867A1 true ES2304867A1 (es) | 2008-10-16 |
| ES2304867B1 ES2304867B1 (es) | 2009-10-29 |
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|---|---|---|---|
| ES200700348A Expired - Fee Related ES2304867B1 (es) | 2007-02-09 | 2007-02-09 | Emulsion acuosa para la hidrofugacion de material de construccion y procedimiento para su obtencion. |
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|---|---|
| ES (1) | ES2304867B1 (es) |
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-
2007
- 2007-02-09 ES ES200700348A patent/ES2304867B1/es not_active Expired - Fee Related
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|---|
| (en línea) (recuperado 18.09.2008). Recuperado de EPO EPODOC Database & CN 1587175 A (JIANG ZHE) 02.03.2005 (resumen) * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| ES2304867B1 (es) | 2009-10-29 |
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