ES2364937A1 - Método de preparación de un producto acelerante de fraguado, producto obtenido y uso. - Google Patents
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Abstract
Método de preparación de un producto acelerante de fraguado, producto obtenido y uso, mediante cuyo método se obtiene una especie compleja de hidroxisulfato silicato de aluminio aplicable como acelerante de fraguado de hormigón, siendo obtenido en disolución y/o suspensión acuosa y pudiendo ser secado para obtener un producto en estado sólido, que tiene por objeto acelerar el endurecimiento de mezclas de cemento (mortero y hormigón) proyectadas por vía seca o vía húmeda y asegurar un rápido desarrollo de resistencias a la compresión a edades tempranas, así como la disminución de los tiempos iniciales de fraguado, con un contenido en metales alcalinos inferior al 1% como Na2O y puede ser considerado como un acelerante libre de álcali.
Description
Método de preparación de un producto acelerante
de fraguado, producto obtenido y uso.
La siguiente invención, según se expresa en el
enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a un método
de preparación de un producto acelerante de fraguado, producto
obtenido y uso, de forma que mediante el método objeto de la
invención se obtiene una especie compleja de hidroxisulfato silicato
de aluminio aplicable como acelerante de fraguado de hormigón.
El acelerante de fraguado es obtenido en
disolución y/o suspensión acuosa pudiendo ser secado para obtener un
producto en estado sólido.
Así, el acelerante de fraguado obtenido tiene
por objeto acelerar el endurecimiento de mezclas de cemento (mortero
y hormigón) proyectadas por vía seca o vía húmeda y asegurar un
rápido desarrollo de resistencias a la compresión a edades
tempranas, así como la disminución de los tiempos iniciales de
fraguado.
Asimismo, el producto acelerante obtenido en
forma sólida es fácilmente soluble en agua a temperatura ambiente
dando suspensiones acuosas con una elevada concentración en
Al_{2}O_{3}.
Además, el producto obtenido tiene un contenido
en metales alcalinos inferior al 1% como Na_{2}O y puede ser
considerado como un acelerante libre de álcali.
\vskip1.000000\baselineskip
En la presente memoria se describe un método de
preparación de un producto acelerante de fraguado, de aplicación
como acelerante de fraguado para el endurecimiento de mezclas de
cemento (mortero y hormigón) proyectadas por vía seca o vía
húmeda.
\vskip1.000000\baselineskip
Los acelerantes libres de álcali que hoy en día
existen en el mercado se fundamentan, básicamente, en la reacción de
una disolución de sulfato de aluminio y un hidróxido de aluminio
amorfo altamente reactivo.
Sin embargo, uno de los principales problemas
que presentan estas últimas generaciones de acelerantes líquidos
libres de álcali es su sensibilidad al tipo y origen del cemento y a
la temperatura.
Dentro de esto tipos de acelerantes podemos
hablar de disoluciones acuosas perfectas y de suspensiones
acuosas.
acuosas.
Las disoluciones perfectas, concentradas en
Al_{2}O_{3}, tienden a desestabilizarse a lo largo del tiempo.
La desestabilización se realiza de dos formas diferentes: por
aumento de viscosidad hasta gelificación o por cristalización de
diferentes sales complejas de aluminio. Por ejemplo, trazas de sodio
(Na^{+}) en dichas disoluciones pueden originar especies
cristalinas del tipo Natroalunita
NaAl_{3}(SO_{4})_{2}(OH)_{6},
que sirven de agente nucleante para otras especies cristalinas de
hidroxisulfato de aluminio hidratadas.
Este problema técnico se ha venido solventado
mediante la utilización de diferentes tipos de estabilizantes de
naturaleza diversa.
Entre los estabilizantes utilizados pueden
enumerarse los ácidos orgánicos policarboxílicos y los ácidos
inorgánicos.
Por ejemplo, en la patente WO 98/18740 se ha
descrito la utilización de ácidos orgánicos carboxílicos, de forma
que entre los ácidos orgánicos que se describen en dicha patente se
recogen los siguientes: ácido fórmico, ácido cítrico, ácido láctico,
ácido oxálico, etc..
En la patente WO 01/42165 se describe la
utilización, como estabilizante, de ácidos inorgánicos y en concreto
del ácido fosfórico; en la patente WO 2004/046059 se vuelve a
describir la utilización de estabilizantes inorgánicos como el ácido
fosfórico o el ácido bórico.
Otras patentes como la WO 2007/022852 describen
la utilización del peligroso ácido fluorhídrico para la fabricación
y estabilización de disoluciones concentradas de aluminio mediante
la formación de especies complejas del tipo AlF_{4}^{-},
AlF_{2}(H_{2}O)_{4}^{+} y
AlF(H_{2}O)_{5}^{2+}.
\newpage
La introducción del arriba mencionado HF en
formulaciones de acelerantes libres de álcali con un alto contenido
en aluminio, permite reducir los tiempos de inicio de fraguado del
hormigón asegurando de este modo una elevada resistencia a la
compresión a edad muy temprana del hormigón y ofreciendo una
protección suficiente a corto plazo conjuntamente con un correcto
comportamiento de la capa de hormigón aplicada ante la existencia de
penetración de agua a través del terreno sobre el que se proyecta
dicha capa de hormigón o mortero.
Además de ácidos orgánicos e inorgánicos, existe
otra familia de sustancias que pueden ser utilizadas como
estabilizantes de aluminio en disolución acuosa. Las aminas solubles
en agua, entre las que se encuentran las alcanolaminas (etanolamina
- DEAH2, trietanolamina - TEAH3) pueden reaccionar, en condiciones
suaves, con hidróxidos de aluminio reactivos de naturaleza amorfa
para dar alumatranos que acomplejan al ión aluminio y favorecen su
estabilidad en disolución.
La síntesis de este tipo de complejos de
aluminio ha sido descrita en la bibliografía (J. Pinkas y J. G.
Verkade, Inorg. Chem. 1993, 32, 2711; R. M. Laine, D. R. Treadwell,
B. L. Mueller, C. R. Bickmore, K. F. Waldner, y T. R. Hinklin, J.
Mater. Chem. 1996, 6, 1441) a partir de óxidos e hidróxidos de
aluminio cristalinos y en condiciones de trabajo más agresivas
debido a la escasa reactividad que presentan dichos
óxidos/hidróxidos de aluminio cristalinos.
En algunos casos, en concreto cuando se utilizan
ciertos ácidos inorgánicos como el ácido fosfórico o los fosfatos en
la producción de los acelerantes libres de álcali, el desarrollo de
resistencias durante el proceso de fraguado de las mezclas de
cemento en las cuales se han utilizado estos acelerantes como
endurecedores, puede sufrir importantes retrasos e incluso puede
verse frenado bruscamente.
Al igual que con la utilización de ácidos
orgánicos o inorgánicos es posible fabricar disoluciones
concentradas en Al_{2}O_{3} suficientemente estables para su
utilización, es posible también la fabricación de suspensiones
acuosas con un elevado contenido en Al_{2}O_{3} y donde el
problema principal a evitar es la separación de la fase líquida y la
fase sólida.
Así, la patente EP 0812812 describe la
fabricación de una suspensión acuosa de sulfato de aluminio con un
elevado contenido en Al_{2}O_{3}, aproximadamente el 10,5%, y
donde se utiliza sepiolita (silicato de magnesio) como agente
estabilizante que evita la separación del sistema en las dos fases
indicadas. Un desarrollo posterior con respecto a esta patente, se
encuentra descrito en la patente EP 1878713 en la cual la única y
sustancial diferencia se encuentra en la introducción de hidróxido
de aluminio dentro de la formulación de dicha suspensión y la
transformación de la especie activa desde un sulfato de aluminio
hacia un hidroxisulfato de aluminio.
Para la formación de estas suspensiones, las
disoluciones concentradas en Al_{2}O_{3} sin estabilizar con un
ácido se dejan evolucionar para precipitar "in situ"
especies de hidroxisulfato de aluminio con un tamaño de partícula
suficientemente pequeño para evitar su decantación.
En la preparación de estas suspensiones el
elemento clave es el agente estabilizante. Este aditivo evita la
segregación de fases durante el almacenaje al conferir una
tixotropía especial al sistema. Las diferentes patentes analizadas
(US6423133, US2010/0003412, US 5935318) comprenden productos tan
dispares como la sepiolita y el látex de
estireno-butadieno.
La patente que se presenta ahonda en otro tipo
diferente de estabilizantes, siempre de naturaleza sintética,
especialmente diseñados para su introducción en acelerantes de
fraguado libres de álcali. Por una parte, estos aditivos incorporan
al producto final aluminio soluble en forma de Al_{2}O_{3}y
sílice soluble como SiO_{2} que contribuyen al desarrollo y
evolución de resistencias a edades tempranas en el hormigón y por
otra parte actúan mejorando la estabilidad de la suspensión de
hidroxisulfato de aluminio por evolución de esta especie hacia
productos del tipo hidroxisulfato silicato de aluminio en forma
polimérica.
La formación de este tipo de especies,
hidroxisulfato silicato de aluminio, en disolución acuosa (PASS) ha
sido ampliamente descrita en la bibliografía y existen diferentes
patentes (US 5149400, US 4981675) y diferentes artículos científicos
(Hasegawa T., Hashimoto K., Onitsuka T., Goto K., Tambo N. 1991.
Wat. Sci. Tech., 23, 1713-1722, Kyoto) donde se
describen diversos procesos de obtención. Estas especies de
hidroxisulfato silicato de aluminio se obtienen en disolución acuosa
y presentan una buena estabilidad durante el almacenaje. La
principal aplicación comercial del PASS es su utilización como
agente coagulante en el tratamiento de agua potable y residual, al
mismo tiempo que actúa como agente desfosfatante disminuyendo la
concentración de estas especies en el medio acuoso.
El tipo de acelerante de fraguado descrito en
esta patente pretende eliminar las desventajas mostradas por otros
acelerantes de fraguado libres de álcali de elevada concentración en
Al_{2}O_{3} o en materia activa mostrando un eficaz desarrollo
de resistencias a compresión a edades tempranas así como una
reducción del tiempo de inicio de fraguado por introducción de una
sílice activa capaz de ponerse en juego tan pronto entre en contacto
con los componentes del cemento.
Por otra parte, el proceso de secado de los
productos acelerantes de fraguado ha sido descrito en la patente
española ES 2308914 y en la europea EP 1972603 cuyo titular es la
misma firma que la del presente expediente.
\vskip1.000000\baselineskip
En la presente memoria se describe un método de
preparación de un producto líquido acelerante de fraguado, siendo
del tipo de productos utilizados como acelerantes de fraguado libres
de álcali, de forma que partiendo de una mezcla de:
- \blacklozenge
- una disolución o suspensión altamente concentrada, entre el 8,2% y el 21% en Al_{2}O_{3}, preparada a partir de sulfato de aluminio en disolución acuosa con una concentración entre el 1% y el 12% en Al_{2}O_{3} y/o sulfato de aluminio en forma sólida con una concentración entre el 14 y el 27% de Al_{2}O_{3} y a una temperatura entre 1 y 90ºC, y;
- \blacklozenge
- un gel en polvo de hidroxicarbonato de aluminio de estructura amorfa en un porcentaje entre el 0,1 y el 15%, y/o;
- \blacklozenge
- una amina o alcanolamina, en particular una dietanolamina en un porcentaje entre el 0,1 y el 8%,
\vskip1.000000\baselineskip
y estando sometida la mezcla a una continua
agitación, el método se basa en:
- \blacklozenge
- una primera etapa en la que se añade un derivado silíceo sintético en un porcentaje entre el 0,1 y el 10% escogido entre el grupo de los silicatos de aluminio sintéticos, silicatos de aluminio y sodio sintéticos, tanto con estructura cristalina como amorfa, sílices precipitadas con estructura amorfa y sílices coloidales en disolución acuosa;
- \blacklozenge
- una segunda etapa de reacción en medio acuoso a una temperatura entre 1 y 90ºC y, más preferentemente entre 20 y 75ºC, durante un tiempo entre 15 y 120 minutos, y;
- \blacklozenge
- una tercera etapa de maduración a un temperatura entre 2 y 30ºC con una fuerte agitación durante un tiempo de 1 a 48 horas,
obteniéndose una disolución líquida libre de
álcali acelerante de fraguado.
\vskip1.000000\baselineskip
Según una ejecución practica puede tratarse de
cualquier silicato de aluminio y sodio natural o sintético
fácilmente soluble en medio ligeramente ácido.
Asimismo, puede tratarse de cualquier sílice
precipitada, gel de sílice o sol de sílice con BET entre 10 y 500
m^{2}/g.
Por otra parte, al someter la disolución líquida
acelerante de fraguado, libre de álcali, a un proceso de evaporación
a temperaturas de secado entre 120 y 600ºC para el aire de entrada y
de entre 90 y 200ºC para el aire de salida, se obtiene un acelerante
de fraguado en estado sólido, igualmente, libre de álcali.
Además, al solubilizar el acelerante sólido de
fraguado libre de álcali en agua, a cualquier temperatura, se
obtiene un acelerante líquido, es decir, el proceso es
reversible.
Igualmente, al solubilizar el acelerante sólido
de fraguado libre de álcali en agua, a cualquier temperatura, se
obtiene suspensiones y/o disoluciones estables en el tiempo.
De esta forma, en la etapa final de maduración
se produce la precipitación/cristalización de especies complejas de
hidroxisulfato de aluminio y de hidroxisulfato silicato de aluminio
de formulas respectivas
[Al(OH)_{a}(SO_{4})_{b}(H_{2}O)_{c}]
y
[Al(OH)_{d}(SO_{4})_{e}(SiO_{x})_{f}(H_{2}O)_{g}]
y donde:
- a = entre 0,2 y 2,5, preferiblemente 1,25
- b = entre 0,25 y 1,40 preferiblemente 0,8 y donde a+2b=3
- c = mayor de 5 si el producto se encuentra en disolución,
- d = entre 0,4 y 2,6, preferiblemente 0,4;
- e = entre 0,1 y 1,4, preferiblemente 1,2;
- f = entre 0,01 y 1,2, preferiblemente 0,05;
- g = mayor de 4 si el producto se encuentra en disolución.
- x = más grande que 2 pero inferior o igual a 4 de tal modo que 3=d+2e+2f(x-2).
\vskip1.000000\baselineskip
Así, al someter la disolución líquida acelerante
de fraguado, libre de álcali, a un proceso de evaporación a
temperaturas de secado entre 120 y 600ºC para el aire de entrada y
de entre 90 y 200ºC para el aire de salida, se obtiene un producto
acelerante de fraguado en estado sólido, igualmente, libre de
álcali.
El acelerante sólido de fraguado libre de álcali
es precursor de acelerante líquido de fraguado libre de álcali.
El acelerante de fraguado, tanto en estado
líquido como sólido, obtenido es de utilidad como acelerante de
fraguado de hormigón y mortero.
Así, el acelerante objeto de la presente
invención se puede preparar por reacción en medio acuoso y a
temperaturas entre 1 y 90ºC, más en concreto entre 20 y 75ºC, de la
disolución altamente concentrada en sulfato de aluminio (mínimo 25%
en sulfato de aluminio) con el derivado silíceo de naturaleza
sintética (en su forma cristalina o amorfa) y con el
hidroxicarbonato de aluminio y/o con la amina.
Dependiendo de la temperatura de reacción y del
tiempo de reacción una disolución clara o ligeramente turbia es
obtenida confirmando la formación de especies complejas y solubles
de aluminio.
\vskip1.000000\baselineskip
Sobre una disolución de 57,5 g de sulfato de
sulfato de aluminio (disolución al 8,2% de Al_{2}O_{3}) tipo
SUFAL® 8.2 (Industrias Químicas del Ebro, S. A.) se añadieron 27,0 g
de sulfato de aluminio sólido (al 21.0% de Al_{2}O_{3}) tipo
SUFAL 21.0 P (Industrias Químicas del Ebro, S. A.) y 6,0 g de agua,
a temperatura de 70ºC y con agitación continua.
Posteriormente, se añadieron 1,5 g de sílice
precipitada y micronizada tipo Ebrosil® PD (Superficie específica
BET 180 g/m^{2}; DBP 190 g/100 g y d_{50} 5 \mum) y 4,0 g de
hidroxicarbonato de aluminio tipo Geloxal® 10 (Industrias Químicas
del Ebro, S. A.).
Después de 15 minutos en agitación y tras la
completa incorporación del Geloxal® 10 en la suspensión, se
añadieron 4,0 g de dietanolamina (80% en agua). La suspensión se
mantuvo en agitación al menos durante 1 hora a 70ºC y transcurrido
ese tiempo se procedió al enfriamiento de la mezcla por debajo de
30ºC. Una vez alcanzada dicha temperatura se continuo la agitación
durante al menos 12 horas, asegurando la correcta cristalización de
la especie de hidroxisulfato de aluminio en el rango adecuado de
tamaño que evitará su posterior decantación.
57,5% SUFAL® 8.2
27,0% SUFAL® 21.0 P
6,0% Agua osmotizada
1,5% Ebrosil® PD
4,0% Geloxal® 10
4,0% DEAH (80% en agua)
\vskip1.000000\baselineskip
Sobre una disolución de 57,5 g de sulfato de
sulfato de aluminio (disolución al 8,2% de Al_{2}O_{3}) tipo
SUFAL® 8.2 (Industrias Químicas del Ebro, S. A.) se añadieron 27,0 g
de sulfato de aluminio sólido (al 21.0% de Al_{2}O_{3}) tipo
SUFAL 21.0 P (Industrias Químicas del Ebro, S. A.) y 4,2 g de agua,
a temperatura de 70ºC y con agitación continua.
Posteriormente, se añadieron lentamente y bajo
agitación constante 3,5 g de sílice coloidal al 40% en agua
(Superficie específica BET 200 g/m^{2}; y d_{50} 20 nm) y 4,0 g
de hidroxicarbonato de aluminio tipo Geloxal® 10 (Industrias
Químicas del Ebro, S. A.).
Después de 15 minutos en agitación y tras la
completa incorporación del Geloxal® 10 en la suspensión, se
añadieron 4,0 g de dietanolamina (80% en agua).
La suspensión se mantuvo en agitación al menos
durante 1 hora a 70ºC y transcurrido ese tiempo se procedió al
enfriamiento de la mezcla por debajo de 30ºC.
Una vez alcanzada dicha temperatura se continuo
la agitación durante al menos 12 horas, asegurando que la
cristalización de las especies de hidroxisulfato de aluminio e
hidroxisulfato silicato de aluminio se ha producido en el rango
adecuado de tamaño para evitar su posterior decantación durante el
almacenaje.
57,5% SUFAL® 8.2
27,0% SUFAL® 21.0 P
4,2% Agua osmotizada
3,3% Sílice coloidal
4,0% Geloxal® 10
4,0% DEAH (80% en agua)
\vskip1.000000\baselineskip
El acelerante de la invención fue preparado
siguiendo el proceso descrito anteriormente: Sobre una disolución
acuosa de 57,5 g de sulfato de sulfato de aluminio (disolución al
8,2% de Al_{2}O_{3}) tipo SUFAL® 8.2 (Industrias Químicas del
Ebro, S. A.) se añadieron 26,7 g de sulfato de aluminio sólido (al
21.0% de Al_{2}O_{3}) tipo SUFAL® 21.0 P (Industrias Químicas
del Ebro, S. A.) y 6,3 g de agua a temperatura de 30ºC y con
agitación continua.
Posteriormente, se añadieron 1,8 g de silicato
de aluminio y sodio sintético y 3,8 g de hidroxicarbonato de
aluminio tipo Geloxal® 10 (Industrias Químicas del Ebro, S. A.).
Después de 15 minutos en agitación y tras la
completa incorporación del Geloxal® 10 en la suspensión, se
añadieron 3,9 g de dietanolamina (80% en agua).
La suspensión se mantuvo en agitación al menos
durante 12 horas manteniendo en todo momento la temperatura por
debajo de 30ºC. Transcurrido este tiempo se dio por finalizada la
reacción y el producto se encontraba listo para su utilización.
57,5% SUFAL® 8.2
26,7% SUFAL® 21.0 P
6,3% Agua osmotizada
1,8% Silicato de aluminio y sodio
3,8% Geloxal® 10
3,9% DEAH (80% en agua)
\vskip1.000000\baselineskip
Sobre una disolución de 60,0 g de sulfato de
sulfato de aluminio (disolución al 8,2% de Al_{2}O_{3}) tipo
SUFAL® 8.2 (Industrias Químicas del Ebro, S. A.) se añadieron 24,0 g
de sulfato de aluminio sólido (al 21.0% de Al_{2}O_{3}) tipo
SUFAL 21.0 P (Industrias Químicas del Ebro, S. A.) y 6,0 g de agua,
a temperatura de 70ºC y con agitación continua.
Posteriormente, se añadieron 2,0 g de silicato
de aluminio y sodio sintético y 4,0 g de hidroxicarbonato de
aluminio tipo Geloxal® 10 (Industrias Químicas del Ebro, S. A.).
Después de 15 minutos en agitación y tras la
completa incorporación del Geloxal® 10 en la suspensión, se
añadieron 4,0 g de dietanolamina (80% en agua).
La suspensión se mantuvo en agitación al menos
durante 1 hora a 70ºC y transcurrido ese tiempo se procedió al
enfriamiento de la mezcla por debajo de 30ºC en un tiempo no
superior a las 4 horas. Una vez alcanzada dicha temperatura se
continuo la agitación durante al menos 12 horas, asegurando que la
cristalización de las especies de hidroxisulfato de aluminio e
hidroxisulfato silicato de aluminio ha tenido lugar.
60,0% SUFAL® 8.2
24,0% SUFAL® 21.0 P
6,0% Agua osmotizada
2,0% Silicato de aluminio y sodio
4,0% Geloxal® 10
4,0% DEAH (80% en agua)
\vskip1.000000\baselineskip
Sobre una disolución de 57,5 g de sulfato de
sulfato de aluminio (disolución al 8,2% de Al_{2}O_{3}) tipo
SUFAL® 8.2 (Industrias Químicas del Ebro, S. A.) se añadieron 27,0 g
de sulfato de aluminio sólido (al 21.0% de Al_{2}O_{3}) tipo
SUFAL 21.0 P (Industrias Químicas del Ebro, S. A.) y 6,0 g de agua,
a temperatura de 30ºC y con agitación continua.
Posteriormente, se añadieron 1,5 g de sílice
precipitada y micronizada tipo Ebrosil® PD (Superficie específica
BET 180 g/m^{2}; DBP 190 g/100 g y d_{50} 5 \mum) y 4,0 g de
hidroxicarbonato de aluminio tipo Geloxal® 10 (Industrias Químicas
del Ebro, S. A.).
Después de 15 minutos en agitación y tras la
completa incorporación del Geloxal® 10 en la suspensión, se
añadieron 4,0 g de dietanolamina (80% en agua). La suspensión se
mantuvo en agitación al menos durante 12 horas manteniendo la
temperatura siempre por debajo de 30ºC y asegurando la correcta
cristalización de la especie de hidroxisulfato de aluminio.
57,5% SUFAL® 8.2
27,0% SUFAL® 21.0 P
6,0% Agua osmotizada
1,5% Ebrosil® PD
4,0% Geloxal® 10
4,0% DEAH (80% en agua)
\vskip1.000000\baselineskip
Sobre una disolución de 57,5 g de sulfato de
sulfato de aluminio (disolución al 8,2% de Al_{2}O_{3}) tipo
SUFAL® 8.2 (Industrias Químicas del Ebro, S. A.) se añadieron 27,0 g
de sulfato de aluminio sólido (al 21.0% de Al_{2}O_{3}) tipo
SUFAL 21.0 P (Industrias Químicas del Ebro, S. A.) y 4,0 g de agua,
a temperatura de 30ºC y con agitación continua.
Posteriormente, se añadieron lentamente y bajo
agitación constante 3,5 g de sílice coloidal al 40% en agua
(Superficie específica BET 200 g/m^{2}; y d_{50} 20 nm) y 4,0 g
de hidroxicarbonato de aluminio tipo Geloxal® 10 (Industrias
Químicas del Ebro, S. A.).
Después de 15 minutos en agitación y tras la
completa incorporación del Geloxal® 10 en la suspensión, se
añadieron 4,0 g de dietanolamina (80% en agua). La suspensión se
mantuvo en agitación al menos 12 horas a una temperatura inferior a
30ºC, asegurando que la cristalización de la especies de
hidroxisulfato de aluminio e hidroxisulfato silicato de aluminio se
ha producido en el rango adecuado de tamaño.
57,5% SUFAL® 8.2
27,0% SUFAL® 21.0 P
4,0% Agua osmotizada
3,5% Sílice coloidal
4,0% Geloxal® 10
4,0% DEAH (80% en agua)
\vskip1.000000\baselineskip
Cualquiera de las disoluciones y/o suspensiones
acuosas preparadas en los ejemplos 1 - 6 utilizando un sulfato de
aluminio al 17% en Al_{2}O_{3} (tipo SUFAL® 17.0 P) en
sustitución del sulfato de aluminio al 21% y del agua
osmotizada.
\vskip1.000000\baselineskip
Cualquiera de las suspensiones acuosas
preparadas en los ejemplos 1-7 se evaporará a
sequedad en un atomizador para dar el correspondiente producto en
polvo fácilmente soluble en agua a temperatura ambiente. La
temperatura utilizada para su secado será de 300ºC para el aire de
entrada y de 140ºC para el aire de salida.
La evaluación del comportamiento de estos
productos como acelerantes de fraguado se llevó a cabo utilizando
una pasta de cemento preparada mezclando cemento portland tipo I,
52.5 R y agua manteniendo siempre una relación agua/cemento de 0,32.
La dosificación de acelerante utilizada para la evaluación de su
comportamiento fue siempre del 8% y para determinar principio y
final de fraguado se utilizó una aguja de Vicat manual.
El comportamiento de este producto se comparó
con un acelerante libre de álcali comercial con una alta
concentración en sulfato de aluminio.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
En definitiva, el producto acelerante en estado
líquido obtenido puede secarse en condiciones de temperatura
controladas para obtener un sólido capaz de disolverse fácilmente en
agua a temperatura ambiente para dar de nuevo suspensiones acuosas
con una elevada concentración en Al_{2}O_{3} y pudiendo ser
dichas suspensiones utilizadas como acelerantes líquidos de fraguado
para el endurecimiento de mezclas de cemento (mortero y hormigón)
asegurando un rápido desarrollo de resistencias a la compresión a
edades tempranas.
Claims (10)
1. Método de preparación de un producto
acelerante de fraguado, siendo del tipo de productos utilizados como
acelerantes de fraguado libres de álcali, de forma que partiendo de
una mezcla de:
- \blacklozenge
- una disolución o suspensión altamente concentrada, entre el 8,2 % y el 21% en Al_{2}O_{3}, preparada a partir de sulfato de aluminio en disolución acuosa con una concentración entre el 1% y el 12% en Al_{2}O_{3} y/o sulfato de aluminio en forma sólida con una concentración entre el 14 y el 27% de Al_{2}O_{3} y a una temperatura entre 1 y 90ºC, y;
- \blacklozenge
- un gel en polvo de hidroxicarbonato de aluminio de estructura amorfa en un porcentaje entre el 0,1 y el 15%, y/o;
- \blacklozenge
- una amina o alcanolamina, en particular una dietanolamina en un porcentaje entre el 0,1 y el 8%,
\vskip1.000000\baselineskip
y estando sometida la mezcla a una continua
agitación, el método se caracteriza porque comprende:
- \blacklozenge
- una primera etapa en la que se añade un derivado silíceo sintético en un porcentaje entre el 0,1 y el 10% escogido entre el grupo de los silicatos de aluminio sintéticos, silicatos de aluminio y sodio sintéticos tanto con estructura cristalina como amorfa, sílices precipitadas con estructura amorfa y sílices coloidales en disolución acuosa;
- \blacklozenge
- una segunda etapa de reacción en medio acuoso a una temperatura entre 1 y 90ºC y, más preferentemente entre 20 y 75ºC, durante un tiempo entre 15 y 120 minutos, y;
- \blacklozenge
- una tercera etapa de maduración a un temperatura entre 2 y 30ºC con una fuerte agitación durante un tiempo de 1 a 48 horas,
obteniéndose una disolución líquida acelerante
de fraguado.
\vskip1.000000\baselineskip
2. Método de preparación de un producto
acelerante de fraguado, según reivindicación 1ª,
caracterizado porque puede tratarse de cualquier silicato de
aluminio y sodio natural o sintético fácilmente soluble en medio
ligeramente ácido.
3. Método de preparación de un producto
acelerante de fraguado, según reivindicación 1ª,
caracterizado porque puede tratarse de cualquier sílice
precipitada, gel de sílice o sol de sílice con BET entre 10 y 500
m^{2}/g.
4. Método de preparación de un producto
acelerante de fraguado, según reivindicación 1ª,
caracterizado porque al someter la disolución líquida
acelerante de fraguado, libre de álcali, a un proceso de evaporación
a temperaturas de secado entre 120 y 600ºC para el aire de entrada y
de entre 90 y 200ºC para el aire de salida, se obtiene un acelerante
de fraguado en estado sólido, igualmente, libre de álcali.
5. Método de preparación de un producto
acelerante de fraguado, según reivindicación 4ª,
caracterizado porque al solubilizar el acelerante sólido de
fraguado libre de álcali en agua, a cualquier temperatura, se
obtiene un acelerante líquido.
6. Método de preparación de un producto
acelerante de fraguado, según reivindicación 4ª,
caracterizado porque al solubilizar el acelerante sólido de
fraguado libre de álcali en agua, a cualquier temperatura, se
obtiene suspensiones y/o disoluciones estables en el tiempo.
7. Producto, según el método de las
reivindicaciones 1ª a 6ª, caracterizado porque la
precipitación/cristalización del acelerante producido es de unas
especies complejas de hidroxisulfato de aluminio y de hidroxisulfato
silicato de aluminio de formulas respectivas
[Al(OH)_{a}(SO_{4})_{b}(H_{2}O)_{c}]
y
[Al(OH)_{d}(SO_{4})_{e}(SiO_{x})_{f}(H_{2}O)_{g}]
y donde:
- a = entre 0,2 y 2,5, preferiblemente 1,25
- b = entre 0,25 y 1,40 preferiblemente 0,8 y donde a+2b=3
- c = mayor de 5 si el producto se encuentra en disolución,
- d = entre 0,4 y 2,6, preferiblemente 0,4;
- e = entre 0,1 y 1,4, preferiblemente 1,2;
- f = entre 0,01 y 1,2, preferiblemente 0,05;
- g = mayor de 4 si el producto se encuentra en disolución.
- x = más grande que 2 pero inferior o igual a 4 de tal modo que 3=d+2e+2f(x-2).
\vskip1.000000\baselineskip
8. Producto, según reivindicación 7ª,
caracterizado porque el acelerante de fraguado libre de
álcali se encuentra en estado sólido por secado del acelerante de
fraguado en estado líquido.
9. Producto, según reivindicación 7ª,
caracterizado porque el acelerante en estado sólido de
fraguado libre de álcali es precursor de acelerante en estado
líquido de fraguado libre de álcali.
10. Uso, del producto obtenido según las
reivindicaciones 7ª a 9ª como acelerante de fraguado de hormigón y
mortero.
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