ES2624680T3 - Un método de preparación de un acelerador de fraguado, el producto obtenido y su uso - Google Patents

Un método de preparación de un acelerador de fraguado, el producto obtenido y su uso Download PDF

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Abstract

Un método de preparación de un producto acelerador de fraguado libre de álcali para mezclas de cemento pulverizadas, de tal manera que partiendo de una mezcla de: - una solución o suspensión de sulfato de aluminio altamente concentrada, entre el 8,2 % y el 21 % de Al2O3, preparada a partir de sulfato de aluminio en una solución acuosa con una concentración de entre el 1 % y el 12 % en Al2O3 y/o sulfato de aluminio en forma sólida con una concentración de entre el 14 y el 27 % de Al2O3 y a una temperatura de entre 1 y 90 ºC, y; - un gel en polvo de hidroxicarbonato de aluminio amorfo en un porcentaje de entre el 0,1 y el 15 %, y/o; - una amina o alcanolamina, en particular una dietanolamina en un porcentaje de entre el 0,1 y el 8 %, preparándose esta mezcla de partida sometida a agitación continua, - realizando una primera etapa donde un derivado de sílice sintético en un porcentaje entre el 0,1 y el 10 %, seleccionado del grupo de los silicatos de aluminio sintéticos, silicatos de aluminio y sodio sintéticos, tanto cristalinos como amorfos, sílice precipitada amorfa y sílice coloidal en solución acuosa se mezcla con la mezcla de partida sometida a agitación; - realizando una segunda etapa de reacción de agitación en un medio acuoso a una temperatura entre 1 y 90 20 ºC durante un periodo entre 15 y 120 minutos, y; - realizando una tercera etapa de maduración a una temperatura entre 2 y 30 ºC con una fuerte agitación durante un periodo entre 1 y 48 horas, obteniéndose una solución líquida de un acelerador de fraguado.

Description

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DESCRIPCION
Un metodo de preparacion de un acelerador de fraguado, el producto obtenido y su uso Objeto de la invencion
La presente invencion, como se indica en la presente memoria descriptiva, se refiere a un metodo de preparacion de un acelerador de fraguado, al producto obtenido y a su uso, de tal manera que el metodo objeto de la presente invencion produce una especie compleja de hidroxisulfato de silicato de aluminio que puede aplicarse como acelerador de fraguado de hormigon.
El acelerador de fraguado se obtiene en solucion y/o suspension acuosa y puede secarse para obtener un producto solido.
Asf, el acelerador de fraguado obtenido tiene como un objeto acelerar el endurecimiento de mezclas de cemento (mortero y hormigon) pulverizadas en seco o en humedo y asegurar un rapido desarrollo de resistencia a la compresion temprana, asf como la reduccion de los tiempos iniciales de fraguado.
Ademas, el producto acelerador solido obtenido es facilmente soluble en agua a temperatura ambiente, produciendo suspensiones acuosas con una alta concentracion de A^O3.
Tambien, el producto obtenido tiene un contenido de metales alcalinos inferior al 1 % como Na2O, y que puede considerarse un acelerador libre de alcali.
Campo de aplicacion
El presente documento describe un metodo de preparacion de un acelerador de fraguado para la aplicacion como acelerador de fraguado para el endurecimiento de mezclas de cemento (mortero y hormigon) pulverizadas en seco o en humedo.
Antecedentes de la invencion
Los aceleradores libres de alcali actualmente disponibles en el mercado se basan esencialmente en la reaccion de una solucion de sulfato de aluminio y un hidroxido de aluminio amorfo y altamente reactivo.
Sin embargo, uno de los principales problemas en estos lfquidos aceleradores libres de alcali de ultima generacion es su sensibilidad al tipo y origen del cemento y a la temperatura.
Dentro de este tipo de aceleradores podemos hablar de soluciones acuosas perfectas y de suspensiones acuosas.
Las soluciones perfectas, con altas concentraciones de A^O3, tienden a desestabilizarse a lo largo del tiempo. Esta desestabilizacion se da de dos formas diferentes: por un aumento de viscosidad hasta gelificacion o por la cristalizacion de diferentes sales complejas de aluminio. Por ejemplo, trazas de sodio (Na+) en estas soluciones pueden producir especies cristalinas del tipo Natroalunita NaAl3(SO4)2(OH)6, que actuan como agente nucleante para otras especies cristalinas de hidroxisulfato de aluminio hidratadas.
Este problema tecnico se ha solventado hasta la fecha mediante la utilizacion de diferentes clases de estabilizantes.
Entre los estabilizantes usados pueden incluirse acidos organicos policarboxflicos y acidos inorganicos.
Por ejemplo, la Patente WO 98/18740 describe el uso de acidos organicos carboxflicos, de tal manera que los acidos organicos incluidos que se describen en dicha patente son los siguientes: acido formico, acido dtrico, acido lactico, acido oxalico, etc.
La patente WO 01/42165 describe el uso de acidos inorganicos como estabilizantes, en particular del acido fosforico; la Patente WO 2004/046059 una vez mas describe el uso de estabilizantes inorganicos tales como el acido fosforico o el acido borico.
Otras patentes tales como WO 2007/022852 describen el uso del peligroso acido fluorhudrico para la fabricacion y estabilizacion de soluciones concentradas de aluminio formando especies complejas de las clases AlF4-, AlF2(H2O)4+ y AlF(H2O)52+.
La introduccion del anteriormente mencionado HF en formulaciones de aceleradores libres de alcali con un alto contenido de aluminio permite reducir el tiempo para iniciar el fraguado del hormigon, asegurando de esta manera una elevada resistencia a la compresion a edad muy temprana del hormigon y ofreciendo una proteccion suficiente a corto plazo junto con un correcto comportamiento de la capa de hormigon aplicada en el caso de penetracion de agua a traves del terreno sobre el que se pulveriza dicha capa de hormigon o mortero.
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Ademas de acidos organicos e inorganicos, existe otra familia de sustancias que pueden utilizarse como estabilizantes de aluminio en soluciones acuosas. Las aminas hidrosolubles, entre las que se encuentran las alcanolaminas (etanolamina - DEAH2, trietanolamina - TEAH3) pueden reaccionar en condiciones suaves con hidroxidos de aluminio reactivos amorfos para dar alumatranos que atrapan al ion aluminio en complejos, favoreciendo de esta manera su estabilidad en solucion.
La smtesis de este tipo de complejos de aluminio se ha descrito en la bibliograffa (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 oxidos e hidroxidos de aluminio cristalinos y en condiciones de trabajo mas agresivas debido a la escasa reactividad de dichos oxidos/hidroxidos de aluminio cristalinos.
En algunos casos, en particular cuando se usan ciertos acidos inorganicos tales como el acido fosforico o los fosfatos en la produccion de los aceleradores libres de alcali, el desarrollo de resistencia durante el proceso de fraguado de las mezclas de cemento donde se han utilizado estos aceleradores como endurecedores puede sufrir importantes retrasos e incluso puede verse bruscamente frenado.
Al igual que al usar acidos organicos o inorganicos, tambien es posible fabricar soluciones concentradas de A^O3 que sean suficientemente estables para su uso. Tambien es posible fabricar suspensiones acuosas con un alto contenido de A^O3, donde el problema principal a evitar es la separacion de la fase lfquida y la fase solida.
De esta manera, la patente EP 0812812 describe la fabricacion de una suspension acuosa de sulfato de aluminio con un alto contenido de A^O3, aproximadamente el 10,5 %, y donde se usa sepiolita (silicato de magnesio) como un agente estabilizante que evita la separacion del sistema en las dos fases anteriormente mencionadas. Un desarrollo posterior con respecto a esta patente se describe en la patente EP 1878713, donde la unica y sustancial diferencia se encuentra en la introduccion de hidroxido de aluminio en la formulacion de dicha suspension y la transformacion de la especie activa desde un sulfato de aluminio hacia un hidroxisulfato de aluminio.
Para formar estas suspensiones, las soluciones concentradas de A^O3 sin estabilizar con un acido se dejan evolucionar para precipitar especies de hidroxisulfato de aluminio “in situ" con un tamano de partfcula suficientemente pequeno para evitar su decantacion.
Cuando se preparan estas suspensiones el elemento clave es el agente estabilizante. Este aditivo evita la segregacion de fases durante el almacenaje proporcionando al sistema una tixotropfa especial. Las diferentes patentes analizadas (US6423133, US2010/0003412, US 5935318) comprenden productos tan diferentes como la sepiolita y el latex de estireno-butadieno.
La presente patente presenta una clase diferente de estabilizantes, siempre sinteticos, especialmente disenados para su introduccion en aceleradores de fraguado libres de alcali. Por una parte, estos aditivos incorporan al producto final aluminio soluble en forma de A^O3 y sflice soluble como SiO2, que contribuyen al desarrollo y evolucion de resistencias tempranas en el hormigon y por otra parte actuan mejorando la estabilidad de la suspension de hidroxisulfato de aluminio por evolucion de esta especie hacia productos del tipo hidroxisulfato de silicato de aluminio de forma polimerica.
La formacion de esta clase de especies, hidroxisulfato de silicato de aluminio, en solucion acuosa (PASS) se ha descrito ampliamente en la bibliograffa y existen diferentes patentes (US 5149400, US 4981675) y diferentes artfculos cientfficos (Hasegawa T., Hashimoto K., Onitsuka T., Goto K., Tambo N. 1991. Wat. Sci. Tech., 23, 17131722, Kioto) que describen diferentes procesos para obtenerlas. Estas especies de hidroxisulfato de silicato de aluminio se obtienen en solucion acuosa y muestran una buena estabilidad durante el almacenaje. La principal aplicacion comercial del PASS es su uso como agente coagulante en el tratamiento de agua potable y residual, mientras que actua como agente desfosfatante, reduciendo la concentracion de estas especies en el medio acuoso.
El tipo de acelerador de fraguado descrito en la presente patente pretende eliminar las desventajas mostradas por otros aceleradores de fraguado libres de alcali con altas concentraciones de A^O3 o de material activo mostrando un desarrollo eficaz de resistencias a compresion tempranas asf como una reduccion del tiempo de inicio de fraguado introduciendo una sflice activa capaz de ponerse en juego tan pronto como entre en contacto con los componentes del cemento.
Por otra parte, el proceso de secado de los productos aceleradores de fraguado se ha descrito en la patente espanola ES 2308914 y en la patente europea EP 1972603, cuyo titular es la misma firma que la del presente expediente.
Descripcion de la invencion
La presente memoria describe un metodo de preparacion de un lfquido acelerador de fraguado que es de la clase de productos usados como aceleradores de fraguado libres de alcali, de tal manera que partiendo de una mezcla de:
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♦ una solucion o suspension altamente concentrada, entre el 8,2 % y el 21 % de AI2O3, preparada a partir de sulfato de aluminio en solucion acuosa con una concentracion de entre el 1 % y el 12 % de A^O3 y/o sulfato de aluminio en forma solida con una concentracion de entre el 14 y el 27 % de AhO3 y a una temperatura de entre 1 y 90 °C, y;
♦ un gel en polvo de hidroxicarbonato de aluminio amorfo en un porcentaje de entre el 0,1 y el 15 %, y
♦ una amina o alcanolamina, en particular una dietanolamina en un porcentaje de entre el 0,1 y el 8 %,
y estando sometida la mezcla a agitacion continua, el metodo se basa en:
♦ una primera etapa donde se anade un derivado silfceo sintetico en un porcentaje de entre el 0,1 y el 10 %, seleccionado del grupo de silicatos de aluminio sinteticos, silicatos de aluminio y sodio sinteticos, tanto con estructura cristalina como amorfa, sflice precipitada amorfa y sflice coloidal en solucion acuosa;
♦ una segunda etapa de reaccion en medio acuoso a una temperatura de entre 1 y 90 °C y, mas preferentemente entre 20 y 75 °C, durante un periodo entre 15 y 120 minutos, y;
♦ una tercera etapa de maduracion a una temperatura entre 2 y 30 °C con una fuerte agitacion durante un periodo entre 1 y 48 horas,
produciendo una solucion lfquida de acelerador de fraguado libre de alcali. La presente invencion se refiere al metodo para preparar un producto de aceleracion del fraguado libre de alcali de la reivindicacion 1.
De acuerdo con una realizacion practica esta puede ser silicato de aluminio y sodio sintetico que es facilmente soluble en un medio ligeramente acido.
Tambien puede ser cualquier sflice precipitada, gel de sflice o sol de sflice con BET entre 10 y 500 m2/g.
Por otra parte, al someter la solucion lfquida acelerador de fraguado libre de alcali a un proceso de evaporacion a temperaturas de secado entre 120 y 600 °C para el aire de entrada y de entre 90 y 200 °C para el aire de salida produce un acelerador de fraguado solido que tambien esta libre de alcali.
Ademas, cuando se solubiliza el acelerador solido de fraguado libre de alcali en agua a cualquier temperatura, se obtiene un acelerador lfquido, es decir, el proceso es reversible.
Similarmente, cuando se solubiliza el acelerador solido de fraguado libre de alcali en agua a cualquier temperatura, se obtienen suspensiones y/o soluciones que son estables en el tiempo.
De esta manera, en la etapa final de maduracion se produce la precipitacion/cristalizacion de especies complejas de hidroxisulfato de aluminio y de hidroxisulfato de silicato de aluminio de formulas respectivas [Al(OH)a(SO4)b(H2O)c] y [Al(OH)d(SO4)e(SiOx)f(H2O)g] y donde:
a = entre 0,2 y 2,5, preferentemente 1,25 b = entre 0,25 y 1,40 preferentemente 0,8 y donde a+2b=3 c = mas de 5 si el producto esta en solucion. d = entre 0,4 y 2,6, preferentemente 0,4; e = entre 0,1 y 1,4, preferentemente 1,2; f = entre 0,01 y 1,2, preferentemente 0,05; g = mas de 4 si el producto esta en solucion.
x = mas de 2 pero menos de o igual a 4 de tal manera que 3=d+2e+2f(x-2)
De esta manera, al someter la solucion lfquida de acelerador de fraguado libre de alcali a un proceso de evaporacion a temperaturas de secado entre 120 y 600 °C para el aire de entrada y de entre 90 y 200 °C para el aire de salida se produce un acelerador de fraguado solido que tambien esta libre de alcali.
El acelerador solido de fraguado libre de alcali es un precursor del acelerador lfquido de fraguado libre de alcali. La presente invencion se refiere al producto de aceleracion del fraguado libre de alcali de la reivindicacion 7.
El acelerador de fraguado obtenido, tanto lfquido como solido, es util como acelerador de fraguado de hormigon y mortero pulverizados. La presente invencion se refiere ademas al uso definido en la reivindicacion 10.
De esta manera, el acelerador objeto de la presente invencion puede prepararse por reaccion en un medio acuoso y a temperaturas entre 1 y 90 °C, en particular entre 20 y 75 °C, de la solucion altamente concentrada de sulfato de aluminio (al menos un 25 % de sulfato de aluminio) con el derivado de sflice sintetica (en su forma cristalina o amorfa) y con el hidroxicarbonato de aluminio y/o con la amina.
Dependiendo de la temperatura de reaccion y del tiempo de reaccion, se obtiene una solucion transparente o ligeramente turbia, confirmando la formacion de especies complejas y solubles de aluminio.
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EJEMPLOS DE PREPARACION EJEMPLO 1
Se anadieron 27,0 g de sulfato de aluminio solido (al 21,0 % de AI2O3) tipo SUFAL 21.0 P (Industrias Qmmicas del Ebro, S. A.) y 6,0 g de agua a una solucion de 57,5 g de sulfato de aluminio (solucion al 8,2 % de AhO3) tipo SUFAL® 8.2 (Industrias Qmmicas del Ebro, S. A.), a una temperature de 70 °C y en agitacion continua.
Posteriormente, se anadieron 1,5 g de sflice precipitada y micronizada tipo Ebrosil® PD (area superficial espedfica BET 180 g/m2; DBP 190 g/100 g y d50 5 pm) y 4,0 g de hidroxicarbonato de aluminio tipo Geloxal® 10 (Industrias Qmmicas del Ebro, S. A.).
Despues de 15 minutos en agitacion y despues de la completa incorporacion del Geloxal® 10 en la suspension, se anadieron 4,0 g de dietanolamina (80 % en agua). La suspension se mantuvo en agitacion durante al menos 1 hora a 70 °C y despues de este tiempo se procedio al enfriamiento de la mezcla por debajo de 30 °C. Habiendo alcanzado dicha temperatura se continuo la agitacion durante al menos 12 horas, asegurando la correcta cristalizacion de la especie de hidroxisulfato de aluminio en el intervalo de tamano adecuado que prevendra su posterior decantacion.
57,5 % de SUFAL® 8.2
27.0 % de SUFAL® 21.0 P
6.0 % de Agua purificada por osmosis 1,5% de Ebrosil® PD
4.0 % de Geloxal® 10
4.0 % de DEAH (80 % en agua)
EJEMPLO 2
Se anadieron 27,0 g de sulfato de aluminio solido (al 21,0 % de AhO3) tipo SUFAL 21.0 P (Industrias Qmmicas del Ebro, S. A.) y 4,2 g de agua a una solucion de 57,5 g de sulfato de aluminio (solucion al 8,2 % de AhO3) tipo SUFAL® 8.2 (Industrias Qmmicas del Ebro, S. A.), a una temperatura de 70 °C y en agitacion continua.
Posteriormente, se anadieron lentamente y en agitacion constante 3,5 g de sflice coloidal al 40 % en agua (area superficial espedfica BET 200 g/m2; y d50 20 nm) y 4,0 g de hidroxicarbonato de aluminio tipo Geloxal® 10 (Industrias Qmmicas del Ebro, S. A.).
Despues de 15 minutos en agitacion y tras la completa incorporacion del Geloxal® 10 en la suspension, se anadieron 4,0 g de dietanolamina (80 % en agua).
La suspension se mantuvo en agitacion durante al menos 1 hora a 70 °C y despues de este tiempo la mezcla se enfrio por debajo de 30 °C.
Habiendo alcanzado esta temperatura se continuo la agitacion durante al menos 12 horas, asegurando que la cristalizacion de las especies de hidroxisulfato de aluminio e hidroxisulfato de silicato de aluminio se ha producido en el intervalo de tamano adecuado para evitar su posterior decantacion durante el almacenaje.
57,5 % de SUFAL® 8.2
27.0 % de SUFAL® 21.0 P
4.2 % de Agua purificada por osmosis
3.3 % de Sflice coloidal
4.0 % de Geloxal® 10
4.0 % de DEAH (80 % en agua)
EJEMPLO 3
El acelerador de la invencion se preparo siguiendo el proceso descrito anteriormente: se anadieron 26,7 g de sulfato de aluminio solido (al 21,0 % de A^Oa) tipo SUFAL® 21.0 P (Industrias Qmmicas del Ebro, S. A.) y 6,3 g de agua a una solucion acuosa de 57,5 g de sulfato de aluminio (solucion al 8,2 % de A^Os) tipo SUFAL® 8.2 (Industrias Qmmicas del Ebro, S. A.), a una temperatura de 30 °C y con agitacion continua.
Posteriormente, se anadieron 1,8 g de silicato de aluminio y sodio sintetico y 3,8 g de hidroxicarbonato de aluminio tipo Geloxal® 10 (Industrias Qmmicas del Ebro, S. A.).
Despues de 15 minutos en agitacion y despues la completa incorporacion del Geloxal® 10 en la suspension, se anadieron 3,9 g de dietanolamina (80 % en agua).
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La suspension se mantuvo en agitacion durante al menos 12 horas manteniendo en todo momento la temperatura por debajo de 30 °C. Despues de este tiempo la reaccion se dio por finalizada y el producto se encontraba listo para su uso.
57,5 % de SUFAL® 8.2
26,7 % de SUFAL® 21.0 P
6,3 % de Agua purificada por osmosis
1.8 % de Silicato de aluminio y sodio
3.8 % de Geloxal® 10
3.9 % de DEAH (80 % en agua)
EJEMPLO 4
Se anadieron 24,0 g de sulfato de aluminio solido (al 21,0 % de A^Oa) tipo SUFAL 21.0 P (Industrias Qmmicas del Ebro, S. A.) y 6,0 g de agua a una solucion de 60,0 g de sulfato de aluminio (solucion al 8,2 % de A^Oa) tipo SUFAL® 8.2 (Industrias Qmmicas del Ebro, S. A.), a una temperatura de 70 °C y con agitacion continua.
Posteriormente, se anadieron 2,0 g de silicato de aluminio y sodio sintetico y 4,0 g de hidroxicarbonato de aluminio tipo Geloxal® 10 (Industrias Qmmicas del Ebro, S. A.).
Despues de 15 minutos en agitacion y despues de la completa incorporacion del Geloxal® 10 en la suspension, se anadieron 4,0 g de dietanolamina (80 % en agua).
La suspension se mantuvo en agitacion durante al menos 1 hora a 70 °C y despues de ese tiempo la mezcla se enfrio por debajo de 30 °C en no mas de 4 horas. Habiendo alcanzado esta temperatura se continuo la agitacion durante al menos 12 horas, asegurando que la cristalizacion de las especies de hidroxisulfato de aluminio e hidroxisulfato silicato de aluminio ha tenido lugar.
60.0 % de SUFAL® 8.2
24.0 % de SUFAL® 21.0 P
6.0 % de Agua purificada por osmosis
2.0 % de Silicato de aluminio y sodio
4.0 % de Geloxal® 10
4.0 % de DEAH (80 % en agua)
EJEMPLO 5
Se anadieron 27,0 g de sulfato de aluminio solido (al 21,0 % de A^O3) tipo SUFAL 21.0 P (Industrias Qmmicas del Ebro, S. A.) y 6,0 g de agua a una solucion de 57,5 g de sulfato de aluminio (solucion al 8,2 % de A^O3) tipo SUFAL® 8.2 (Industrias Qmmicas del Ebro, S. A.), a una temperatura de 30 °C y en agitacion continua.
Posteriormente, se anadieron 1,5 g de sflice precipitada y micronizada tipo Ebrosil® PD (area superficial espedfica BET 180 g/m2; DBP 190 g /100 g y d50 5 pm) y 4,0 g de hidroxicarbonato de aluminio tipo Geloxal® 10 (Industrias Qmmicas del Ebro, S. A.).
Despues de 15 minutos en agitacion y despues de la completa incorporacion del Geloxal® 10 en la suspension, se anadieron 4,0 g de dietanolamina (80 % en agua). La suspension se mantuvo en agitacion durante al menos 12 horas manteniendo la temperatura siempre por debajo de 30 °C y asegurando la correcta cristalizacion de la especie de hidroxisulfato de aluminio.
57,5 % de SUFAL® 8.2
27.0 % de SUFAL® 21.0 P
6.0 % de Agua purificada por osmosis 1,5% de Ebrosil® PD
4.0 % de Geloxal® 10
4.0 % de DEAH (80 % en agua)
EJEMPLO 6
Se anadieron 27,0 g de sulfato de aluminio solido (al 21,0 % de A^Os) tipo SUFAL 21.0 P (Industrias Qmmicas del Ebro, S. A.) y 4,0 g de agua a una solucion de 57,5 g de sulfato de aluminio (solucion al 8,2 % de A^O3) tipo SUFAL® 8.2 (Industrias Qmmicas del Ebro, S. A.), a una temperatura de 30 °C y en agitacion continua.
Posteriormente, se anadieron lentamente y en agitacion constante 3,5 g de sflice coloidal al 40 % en agua (area superficial espedfica BET 200 g/m2; y d50 20 nm) y 4,0 g de hidroxicarbonato de aluminio tipo Geloxal® 10 (Industrias Qmmicas del Ebro, S. A.).
5
10
15
20
25
30
35
40
Despues de 15 minutes en agitacion y tras la completa incorporacion del Geloxal® 10 en la suspension, se anadieron 4,0 g de dietanolamina (80 % en agua). La suspension se mantuvo en agitacion durante al menos 12 horas a una temperatura de menos de a 30 °C, asegurando que la cristalizacion de las especies de hidroxisulfato de aluminio e hidroxisulfato silicato de aluminio se ha producido en el intervalo de tamano adecuado.
57.5 % de SUFAL® 8.2
27.0 % de SUFAL® 21.0 P
4.0 % de Agua purificada por osmosis
3.5 % de Sflice coloidal
4.0 % de Geloxal® 10
4.0 % de DEAH (80 % en agua)
EJEMPLO 7
Cualquiera de las soluciones y/o suspensiones acuosas preparadas en los ejemplos 1-6 usan sulfato de aluminio al 17 % de AhO3 (tipo SUFAL® 17.0 P) en reemplazamiento del sulfato de aluminio al 21 % y del agua purificada.
EJEMPLO 8
Cualquiera de las suspensiones acuosas preparadas en los ejemplos 1-7 se evaporara a sequedad en un atomizador para producir el polvo correspondiente que es facilmente soluble en agua a temperatura ambiente. La temperatura usada para su secado sera de 300 °C para el aire de entrada y de 140 °C para el aire de salida.
La evaluacion del comportamiento de estos productos como aceleradores de fraguado se llevo a cabo usando una mezcla de cemento preparada mezclando cemento portland tipo I, 52.5 R y agua manteniendo siempre una relacion agua/cemento de 0,32. La dosificacion de acelerador usada para la evaluacion de su comportamiento fue siempre del 8 % y para determinar principio y el final de fraguado se utilizo una aguja de Vicat manual.
El comportamiento de este producto se comparo con un acelerador libre de alcali comercial con una alta concentracion de sulfato de aluminio.
Tabla 1.- Comportamiento en aplicacion (mezcla de cemento) de los diferentes aceleradores descritos en los ejemplos 1-6 del presente documento. Inicio y final de fraguado sobre mezcla de cemento tipo I 52.5 R con una _______________________________relacion agua/cemento de 0,32._______________________________
Acelerador
Dosificacion sobre peso de cemento (%) Inicio fraguado (mm:ss) Final de Fraguado (mm:ss) Contenido en solidos (%)
Producto comercial
8 01:32 03:53 43,8
Ejemplo 1
8 01:50 04:00 44,0
Ejemplo 2
8 01:51 04:10 43,9
Ejemplo 3
8 01:40 03:35 43,8
Ejemplo 4
8 01:36 03:29 42,9
Ejemplo 5
8 01:55 03:58 44,0
Ejemplo 6
8 01:56 04:08 44,0
En definitiva, el acelerador lfquido obtenido puede secarse en condiciones de temperatura controladas para producir un solido que se disuelve facilmente en agua a temperatura ambiente para proporcionar suspensiones acuosas con una alta concentracion de A^O3, cuyas suspensiones pueden usarse como aceleradores lfquidos de fraguado para el endurecimiento de mezclas de cemento (mortero y hormigon) asegurando un rapido desarrollo de resistencias a la compresion tempranas.

Claims (10)

  1. 5
    10
    15
    20
    25
    30
    35
    40
    45
    50
    55
    60
    65
    REIVINDICACIONES
    1. Un metodo de preparacion de un producto acelerador de fraguado libre de alcali para mezclas de cemento pulverizadas, de tal manera que partiendo de una mezcla de:
    ♦ una solucion o suspension de sulfato de aluminio altamente concentrada, entre el 8,2 % y el 21 % de A^O3, preparada a partir de sulfato de aluminio en una solucion acuosa con una concentracion de entre el 1 % y el 12 % en Al2O3 y/o sulfato de aluminio en forma solida con una concentracion de entre el 14 y el 27 % de A^O3 y a una temperatura de entre 1 y 90 °C, y;
    ♦ un gel en polvo de hidroxicarbonato de aluminio amorfo en un porcentaje de entre el 0,1 y el 15 %, y/o;
    ♦ una amina o alcanolamina, en particular una dietanolamina en un porcentaje de entre el 0,1 y el 8 %,
    preparandose esta mezcla de partida sometida a agitacion continua,
    ♦ realizando una primera etapa donde un derivado de sflice sintetico en un porcentaje entre el 0,1 y el 10 %, seleccionado del grupo de los silicatos de aluminio sinteticos, silicatos de aluminio y sodio sinteticos, tanto cristalinos como amorfos, sflice precipitada amorfa y sflice coloidal en solucion acuosa se mezcla con la mezcla de partida sometida a agitacion;
    ♦ realizando una segunda etapa de reaccion de agitacion en un medio acuoso a una temperatura entre 1 y 90 °C durante un periodo entre 15 y 120 minutos, y;
    ♦ realizando una tercera etapa de maduracion a una temperatura entre 2 y 30 °C con una fuerte agitacion durante un periodo entre 1 y 48 horas,
    obteniendose una solucion lfquida de un acelerador de fraguado.
  2. 2. Un metodo de preparacion de un acelerador de fraguado de acuerdo con la reivindicacion 1, donde puede ser cualquier silicato de aluminio y sodio sintetico que es facilmente soluble en un medio ligeramente acido.
  3. 3. Un metodo de preparacion de un acelerador de fraguado de acuerdo con la reivindicacion 1, donde puede ser cualquier sflice precipitada, gel de sflice o sol de sflice con BET entre 10 y 500 m2/g.
  4. 4. Un metodo de preparacion de un acelerador de fraguado de acuerdo con la reivindicacion 1, sometiendo ademas la solucion lfquida aceleradora de fraguado libre de alcali a un proceso de evaporacion a temperaturas de secado entre 120 y 600 °C para el aire de entrada y de entre 90 y 200 °C para el aire de salida para producir un acelerador de fraguado en estado solido que tambien esta libre de alcali.
  5. 5. Un metodo de preparacion de un acelerador de fraguado de acuerdo con la reivindicacion 4, solubilizando ademas el acelerador solido de fraguado libre de alcali en agua a cualquier temperatura para producir un acelerador lfquido.
  6. 6. Un metodo de preparacion de un producto acelerador de fraguado de acuerdo con la reivindicacion 4, solubilizando ademas el acelerador solido de fraguado libre de alcali en agua a cualquier temperatura para producir suspensiones y/o soluciones que son estables en el tiempo.
  7. 7. Un producto de aceleracion del fraguado libre de alcali para mezclas de cemento pulverizadas preparado de acuerdo con el metodo descrito en las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que la precipitacion/cristalizacion del acelerador producido es una especie compleja de hidroxisulfato de aluminio y de hidroxisulfato silicato de aluminio de formulas respectivas [Al(OH)a(SO4)b(H2O)c] y [Al(OH)d(SO4)e(SiOx)f(H2O)g] y donde:
    a = entre 0,2 y 2,5,
    b = entre 0,25 y 1,40, y donde a+2b=3 c = mas de 5 si el producto esta en solucion. d = entre 0,4 y 2,6, e = entre 0,1 y 1,4, f = entre 0,01 y 1,2,
    g = mas de 4 si el producto esta en solucion y
    x = mas de 2 pero menos de o igual a 4 de tal manera que 3=d+2e+2f(x-2).
  8. 8. El producto de aceleracion del fraguado libre de alcali de acuerdo con la reivindicacion 7, donde el acelerador de fraguado libre de alcali esta en estado solido secando el acelerador de fraguado en un estado lfquido.
  9. 9. El producto de aceleracion del fraguado libre de alcali de acuerdo con la reivindicacion 7, donde el acelerador solido de fraguado libre de alcali es un precursor del acelerador lfquido de fraguado libre de alcali.
  10. 10. El uso del producto como se describe en una cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9 como acelerador de fraguado de hormigon y mortero pulverizados.
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