ES2944260T3 - Mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido - Google Patents
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Abstract
La invención se refiere a una mezcla de ligantes minerales de curado rápido que contiene - un acelerador a base de circonio (IV), - cemento que contiene uno o más componentes seleccionados de los compuestos 3 CaO* AI 2 O 3, 12CaO*7AI 2 O 3, CaO*Al2O3 , CaO*2AI 2 O 3, CaO*6Al2O3 y/o 4CaO*3Al2O3 *SO3, - un portador de sulfato en una proporción de 5-80% en peso, - opcionalmente uno o más componentes alcalinos, y - opcionalmente uno o más aditivos . (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido
La presente invención se refiere a una mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido y a su empleo.
En materiales de construcción y adyuvantes de construcción se emplean principalmente como agentes aglutinantes cementos Portland, sulfatos de calcio con diferentes contenidos en agua de cristalización, cal, cementos aluminosos o sus mezclas. Mientras que los materiales de construcción unidos aglomerados con cemento Portland son especialmente apropiados en zonas expuestas a las condiciones meteorológicas, en las que es necesaria una estabilidad frente a cambios helada/rocío, así como una estabilidad elevada frente a influencias atmosféricas, los productos de construcción que contienen sulfato de calcio y cemento aluminoso se emplean principalmente en interiores de edificios debido a su deficiente resistencia a las condiciones meteorológicas. No obstante, aquellos productos cuyos agentes aglutinantes se basan en mezclas de cemento aluminoso, sulfatos de calcio, cal y/o cemento Portland, se distinguen por un desarrollo de resistencia temprana especialmente elevado, así como por un elevado poder enlazante de agua en formulaciones apropiadas y, por lo tanto, un elevado efecto de autosecado.
La industria de la construcción y en especial la industria química de la construcción emplean productos de endurecimiento rápido, que se basan en una mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido. Para la mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido se recurre a diversas composiciones. En este caso se emplea al menos un cemento a base de cemento aluminoso, también llamado cemento de aluminato de calcio con proporción variable de CaO:ALO3, y/o sulfoaluminato de calcio, en caso dado también en mezcla con modificaciones de sulfato de calcio hidratado, como CaSO4, CaSO4 x 0,5 H2O y/o CaSO4 x 2 H2O y/u otros agentes aglutinantes de endurecimiento hidráulico a base de cemento según la norma EN 197-1. Estas mezclas minerales de agentes aglutinantes pueden contener además CaO o Ca(OH)2.
Estas mezclas de agentes aglutinantes se pueden emplear ventajosamente para la producción de una mezcla de materiales de construcción que contiene además materiales de relleno y materiales de relleno ligeros - conocidos por el especialista - retardadores de fraguado, aceleradores de fraguado, polvos de material sintético dispersables, antiespumantes, agentes porógenos, licuefactores, estabilizadores, agentes de retención de agua, así como aditivos que influyen sobre la reología de la mezcla de materiales de construcción, así como, en caso dado, otros aditivos, como son conocidos por el especialista.
En mezclas minerales hidráulicas de agentes aglutinantes se pueden emplear aceleradores y/o retardadores de fraguado mediante mezclado en estado seco, como también disuelto, como componente individuales, así como a modo de mezclas de componentes individuales. Como aceleradores de solidificación y fraguado se emplean los componentes individuales o mezclas de los componentes individuales sales alcalinas y/o alcalinotérreas bien conocidas por el especialista. Este grupo incluye también compuestos salinos orgánicos como sales de ácido carboxílico o de ácido hidroxicarboxílico, cianatos, etc.
En especial para mezclas de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido que contienen aluminato de calcio en proporción variable de CaO:ALO3, así como sulfoaluminato de calcio y/o mezclas de agentes aglutinantes que contienen el mismo, se añaden aditivos aceleradores que contienen sales de litio como carbonato de litio, hidróxido de litio, sulfato de litio, etc., así como mezclas de los mismos, en caso dado junto con otros aceleradores o retardadores, para garantizar las propiedades deseadas de la mezcla de agentes aglutinantes, como tiempo de elaboración, duración de endurecimiento, tiempos de solidificación, desarrollo de resistencia y secado rápido, por ejemplo mediante enlace de agua mineralógico.
Mediante el empleo de sales de litio para la producción de baterías para electrónica móvil y vehículos, la demanda de sales de litio para aplicaciones no relacionadas con la construcción aumenta permanentemente, de modo que los precios y las disponibilidades para la producción de materiales de construcción se vuelven críticos en medida creciente.
El documento JP 2002249352 A da a conocer el empleo de aceleradores exentos de álcali a base de zirconio(IV) o titanio(IV), esto es, por ejemplo tetrahidrato de sulfato de zirconio, tetracloruro de zirconio, octahidrato de dicloruro de zirconio y tricloruro de zirconio en combinación con aluminato de calcio y en caso dado un componente que contiene Ca o Al como aditivo para cemento Portland o aluminoso.
El documento WO 97/45379 A1 da a conocer en el Ejemplo C una mezcla de agentes aglutinantes constituida por 50 100 T de CAC, 20-70 T de yeso o anhidrita, 5-40 T de cal o hidrato de cal, 0-4 T de acelerador y 0-4 T desacelerador. El acelerador se produce a partir de una mezcla de 50-200 T de cloruro de sodio o álcali, 50 - 200 T de hidrato de litio o cloruro de litio, 5 - 400 T de bentonita. La mezcla de agentes aglutinantes se combina con arena y grava para dar gunita, que se emplea en la construcción de túneles.
El documento WO 2018/003832 A1 da a conocer en el Ejemplo 5 una mezcla de agentes aglutinantes de 100 T de CAC, 3 T de CaSO4, 4 T de acelerador de carbonato de litio y 4 T de acelerador de lactato de calcio, que se mezcla con 200 T de arena natural para dar un material de construcción, que se elabora mediante impresión 3D.
Por lo tanto, la tarea de la presente invención era poner a disposición una alternativa a los compuestos de litio empleados hasta la fecha como mezcla de aceleradores y el empleo de los mismos para mezclas de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido.
Esta tarea se solucionó mediante una mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido que contenía un acelerador a base de zirconio(IV), cemento que contenía uno o varios componentes seleccionados a partir de los compuestos 3 CaO * AbO3, 12CaO * 7AbO3, CaO * AbO3, CaO * 2AbO3, CaO * 6AbO3 y/o 4CaO * 3AbO3 * SO3, un soporte de sulfato en una proporción de 15 a 80 % en peso, preferentemente 15 a 70 % en peso, de modo especialmente preferente 25 a 50 % en peso, opcionalmente uno o varios componentes alcalinos, y opcionalmente uno o varios aditivos. Preferentemente se emplea la mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido nitrato de zirconio (Zr(NO3)4), sulfato de zirconio(IV) (Zr(SO4)2), hidrogenofosfato de zirconio(IV) (Zr(HPO4)2,) nitrato de zirconilo (ZrO(NO3)2), y/o cloruro de zirconilo (ZrOCb), como también sus hidratos y/o aductos de ácido sulfúrico como acelerador a base de zirconio(IV). Sorprendentemente, la adición de un acelerador a base de zirconio(IV) en dosificaciones reducidas muestra un efecto de aceleración comparable a las sales de litio en cantidades conocidas por el especialista.
Preferentemente se emplea la mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido nitrato de zirconio (Zr(NO3)4) en una proporción de 0,001 a 6 % en peso, preferentemente 0,1 a 3 % en peso, de modo especialmente preferente 0,2 a 1,5 % en peso, de modo muy especialmente preferente 0,3 a 1,0 % en peso y/o sulfato de zirconio(IV) (Zr(SO4)2 en una proporción de 0,001 a 6 % en peso, preferentemente 0,1 a 3 % en peso, de modo especialmente preferente 0,2 a 1,5 % en peso, de modo muy especialmente preferente 0,3 a 1,0 % en peso, nitrato de zirconilo (ZrO(NO3)2) en una proporción de 0,001 a 6 % en peso, preferentemente 0,1 a 3 % en peso, de modo especialmente preferente 0,2 a 1,5 % en peso, de modo muy especialmente preferente 0,3 a 1,0 % en peso y/o cloruro de zirconilo (ZrOCl2) en una proporción de 0,001 a 6 % en peso, preferentemente 0,1 a 3 % en peso, de modo especialmente preferente 0,2 a 1,5 % en peso, de modo muy especialmente preferente 0,3 a 1,0 % en peso, referido respectivamente a la mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido.
El acelerador a base de zirconio(IV) se añade como material sólido, como suspensión de base acuosa, como disolución y/o absorbido y/o adsorbido sobre un soporte, a la mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido. Los soportes se seleccionan preferentemente, por ejemplo, a partir de dióxido de silicio (SiO2), óxido de aluminio (AbOs) y/o dióxido de titanio (TiO2). Preferentemente se añaden otros materiales sólidos o aceleradores o retardadores. Se obtiene una mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento especialmente rápido si el acelerador a base de zirconio(IV) según la invención se emplea como disolución acuosa o como dispersión en la mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido según la invención. Esto puede ser ventajoso en el sector de petróleo o gas, por ejemplo para obturar rápidamente pozos de perforación, o en construcción viaria, especialmente en construcción de túneles, donde se inyecta, o bien se aplica una mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido en/sobre las paredes de un túnel.
El cemento en la mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido es preferentemente un cemento aluminoso y/o un cemento Portland. En este caso, un especialista también entenderá que el cemento Portland puede contener también el soporte de sulfato.
Preferentemente, la proporción molar acelerador a base de zirconio(IV) respecto al compuesto CaO en los compuestos (es decir, mmoles de acelerador a base de zirconio(IV) : moles de compuesto CaO en los compuestos) de la mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido es de 0,1 a 300, preferentemente 2 a 100, de modo especialmente preferente 3 a 50.
Como soporte de sulfato en la mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido se emplean preferentemente sulfato de calcio, sulfato de magnesio, sulfato de sodio, sulfato de potasio, sulfato de hierro, sulfato de manganeso, sulfato de cobalto, sulfato de níquel y/o peroxomonosulfato de potasio. De modo especialmente preferente se emplean sulfato de calcio y/o sulfato de magnesio como soporte de sulfato en la mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido. De modo muy especialmente preferente se emplea sulfato de calcio como soporte de sulfato. En este caso, se debe entender por soporte de sulfato cualquier compuesto que proporcione iones SO42' en medio acuoso. El soporte de sulfato es, por ejemplo, una sal de ácido sulfúrico.
Como activador alcalino en la mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido se emplean preferentemente cemento Portland, óxidos alcalinos, óxidos alcalinotérreos, hidróxidos alcalinos y/o hidróxidos alcalinotérreos y sus mezclas.
Como aditivo en la mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido se emplean retardadores de fraguado, aceleradores de fraguado, polvos de material sintético dispersables, antiespumantes, agentes de hidrofobización, agentes porógenos, licuefactores, estabilizadores, agentes de retención de agua y/o aditivos que influyen sobre la reología de la mezcla de materiales de construcción.
La mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido comprende preferentemente cemento en una proporción de 5 a 80 % en peso, acelerador a base de zirconio(IV) en una proporción de 0,001 a 15 % en peso, soporte de sulfato en una proporción de 15 a 80 % en peso, componente alcalino en una proporción de 0 a 10 % en peso y aditivo en una proporción de 0 a 15 % en peso, sumándose los % en peso respectivamente para dar 100 % en peso y refiriéndose los % en peso respectivamente a la mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido. De modo especialmente preferente, la mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido comprende cemento en una proporción de 15 a 70 % en peso, acelerador a base de zirconio(IV) en una proporción de 0,1 a 6 % en peso, soporte de sulfato en una proporción de 15 a 70 % en peso, componente alcalino en una proporción de 1 a 8 % en peso y aditivo en una proporción de 1 a 9 % en peso. De modo muy especialmente preferente, la mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido comprende cemento en una proporción de 25 a 50 % en peso, acelerador a base de zirconio(IV) en una proporción de 0,2 a 3 % en peso, soporte de sulfato en una proporción de 25 a 50 % en peso, componente alcalino en una proporción de 1,5 a 6 % en peso y aditivo en una proporción de 2 a 7 % en peso. De modo muy especialmente preferente en particular, la mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido comprende acelerador a base de zirconio(IV) en una proporción de 0,3 a 1 % en peso, componente alcalino en una proporción de 2 a 3 % en peso y aditivo en una proporción de 3 a 6 % en peso.
La mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido contiene preferentemente sales de litio de manera adicional. Las experiencias han mostrado que con aproximadamente 3,5 veces la cantidad de acelerador a base de zirconio(IV) en comparación con sales de litio se obtienen buenos resultados de aceleración. No obstante, el objetivo de la presente invención es que los aceleradores a base de zirconio(IV) según la invención sustituyan las sales de litio habituales hasta la fecha y se empleen en su lugar. En otra forma de realización, la mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido no comprende alcoxisilanos o polisiloxanos. Se puede prescindir del empleo de alcoxisilanos o polisiloxanos, que son accesibles a una policondensación intermolecular bajo formación de grupos -Si-O-Si- en base a los grupos alcoxi, y de este modo aumentan la resistencia mecánica.
La presente invención se refiere también al empleo de nitrato de zirconio (Zr(NO3)4), sulfato de zirconio(IV) (Zr(SO4)2), hidrogenofosfato de zirconio(IV) (Zr(HPO4)2); nitrato de zirconilo (ZrO(NO3)2) y/o cloruro de zirconilo (ZrOCh), como también sus hidratos y/o aductos de ácido sulfúrico como acelerador para una mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido. La mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido se emplea preferentemente en un material de construcción. El material de construcción de la presente invención comprende preferentemente mortero, mortero de rejuntado, revoque, solado, solado autonivelante, piezas acabadas, masilla para paredes, masilla para suelos, adoquines, piedras para terraza, paneles de construcción, mortero de reparación, lechada, pegamentos de construcción de cemento como pegamento para azulejos, pegamento para piedra natural, pegamento WDV, mortero de anclado, enlucidos minerales flexibles y/u hormigón.
Con la mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido se pueden formular todos los materiales de construcción aglomerados con cemento de endurecimiento hidráulico rápido y/o de secado rápido como mortero, revoque, solado, solado autonivelante, piezas acabadas, adoquines y piedras para terraza, paneles de construcción, mortero de reparación y lechada, pegamentos de construcción de cemento como pegamento para azulejos, para piedra natural o WDV, mortero de anclado y hormigón. La mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido se emplea preferentemente para la producción, por ejemplo, de pegamentos de construcción minerales de endurecimiento rápido.
La presente invención se refiere también a un procedimiento para la producción de un material de construcción elaborable que comprende los pasos puesta a disposición de la mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido (como se describe anteriormente) como material sólido, mezclado de la mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido con materiales de relleno y/o materiales de relleno ligeros para obtener un material de construcción seco, y mezclado del material de construcción seco con agua para obtener un material de construcción elaborable. Los materiales de relleno y/o los materiales de relleno ligeros en el sentido de la presente invención son, por ejemplo, arena, grava, bolas huecas, fibras de vidrio, fibras sintéticas, fibras naturales, fibras orgánicas, fibras inorgánicas, bolas de poliestireno, poliestireno expandido, piedra volcánica dilatada y/o granulado de piedra pómez.
La presente invención se refiere también a un procedimiento para la producción de un material de construcción elaborable que comprende los pasos mezclado de nitrato de zirconio (Zr(NO3)4), sulfato de zirconio(IV) (Zr(SO4)2), hidrogenofosfato de zirconio(IV) (Zr(HPO4)2), nitrato de zirconilo (ZrO(NO3)2) y/o cloruro de zirconilo (ZrOCb) con agua para obtener una primera mezcla y mezclado de la primera mezcla con una mezcla de agentes aglutinantes que contiene:
• cemento que contiene uno o varios componentes seleccionados a partir de los compuestos 3 CaO * Al2O3, 12CaO * 7Al2O3, CaO * Al2O3, CaO * 2ALO3, CaO * 6ALO3 y/o 4CaO * 3Al2O3 * SO3,
• un soporte de sulfato,
• materiales de relleno y/o materiales de relleno ligeros,
• opcionalmente uno o varios componentes alcalinos y
• opcionalmente uno o varios aditivos,
para obtener el material de construcción elaborable.
La presente invención se refiere también a un procedimiento para la producción de un material de construcción elaborable que comprende los pasos mezclado de nitrato de zirconio (Zr(NO3)4), sulfato de zirconio(IV) (Zr(SO4)2), hidrogenofosfato de zirconio(IV) (Zr(HPO4)2), nitrato de zirconilo (ZrO(NO3)2) y/o cloruro de zirconilo (ZrOCb) con agua para obtener una primera mezcla y mezclado de la primera mezcla con una mezcla de agentes aglutinantes que contiene:
• cemento que contiene uno o varios componentes seleccionados a partir de los compuestos 3 CaO * AbO3, 12CaO * 7Al2O3, CaO * AbOa, CaO * 2AlaOa, CaO * 6AlaOa y/o 4CaO * 3AlaOa * SO3,
• un soporte de sulfato,
• materiales de relleno y/o materiales de relleno ligeros,
• opcionalmente al menos un componente alcalino y
• opcionalmente al menos un aditivo,
para obtener una segunda mezcla y mezclado de la primera mezcla con la segunda mezcla para obtener el material de construcción elaborable.
La primera mezcla se pone a disposición preferentemente en una primera conducción, o bien boquilla de pulverización bajo presión. La segunda mezcla se pone a disposición preferentemente en una segunda conducción, o bien boquilla de pulverización bajo presión. La primera mezcla en la primera conducción, o bien boquilla de pulverización, y la segunda mezcla en la segunda conducción, o bien boquilla de pulverización, se pueden reunir preferentemente en una tercera conducción o se pueden reunir pulverizadas para obtener el mezclado de la primera mezcla con la segunda mezcla como material de construcción elaborable. El material de construcción elaborable se elabora preferentemente a continuación. De modo preferente, la aplicación tiene lugar simultáneamente o a continuación de inmediato, preferentemente < 20 segundos después, preferentemente < 5 segundos después de la reunión de la primera mezcla con la segunda mezcla.
El material de construcción elaborable se emplea preferentemente en construcción de túneles o en una impresora de hormigón 3D.
La mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido según la invención presenta la propiedad de que una penetración de un penetrómetro cónico (cono) asciende preferentemente a 0 mm después de 3 horas, de modo especialmente preferente a 0 mm después de 2 horas, de modo muy especialmente preferente a 0 mm después de 1 hora, medido respectivamente según el método de cono de Vicat conforme a la norma DIN EN 13279-2:2014-03. Una penetración de un penetrómetro cónico (cono) después de 5 min asciende en este caso preferentemente a < 10 mm, de modo especialmente preferente < 5 mm, medido según el método de cono de Vicat conforme a la norma DIN EN 13279-2:2014-03.
La mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido según la invención presenta la propiedad de que, 20 min después de la aplicación por peinado, se puede colocar un azulejo con las dimensiones 50 mm x 50 mm x 5 mm, medido según la norma EN 1348:2007.
A continuación se explica más detalladamente la invención por medio de varios ejemplos y figuras de representación, sin estar limitada de este modo. A este respecto, de las figuras y su descripción se desprenden otras características y ventajas esenciales para la invención.
Fig. 1. muestra un aparato de Vicat típico con mecanismo de aguja y liberación.
Fig. 2. muestra una comparación de la medición Vicat del Ejemplo 1 (Zr1 y Zr2).
Fig. 3. muestra una comparación de la medición Vicat del Ejemplo 2 (Zr3 y Zr4).
Fig. 4. muestra una comparación de la medición Vicat del Ejemplo 3 (Zr5 y Zr6).
Fig. 5. muestra una comparación de la medición Vicat de los Ejemplos 1 - 3.
Fig. 6. muestra una comparación de la medición Vicat de los Ejemplos 1 (Zr2), 2 (Zr3 y Zr4),
el Ejemplo comparativo 1 (V1) sin acelerador y el Ejemplo comparativo 2 con carbonato de litio como acelerador (V2). Todos los porcentajes (%) en las figuras son % en moles.
Los métodos para la medición de las propiedades descritas anteriormente se indican en los ejemplos.
Ejemplos
Se prepararon las siguientes mezclas de ensayo. En este caso se dispersó respectivamente durante 30 segundos y a continuación se mezcló durante 45 segundos.
• Como cemento aluminoso (cemento de aluminato de calcio) se empleó Caro White de la firma Almatis GmbH.
• Como soporte de sulfato se empleó un sulfato de calcio semihidratado de la firma Remondis SE & Co. KG.
• Como cemento se empleó un cemento Portland de la firma Spenner GmbH & Co. KG.
• Como material de relleno se empleó una arena de cuarzo comercial de tipo H 31 de la firma Quarzwerke GmbH.
• Como acelerador a base de zirconio(IV) según la invención se empleó óxido de dicloruro de zirconio octahidratado (ZrOCl2 x 8H2O), sulfato de zirconio(IV) tetrahidratado (Zr(SO4)2 x 4H2O), y nitrato de zirconilo(IV) hidratado (ZrO(NO3)2 x H2O) de manera ejemplar.
• Como carbonato de litio se empleó el tipo carbonato de litio técnico de Galaxy Lithium Ltd.
Ejemplo 1 - ZrOCl2
Ejemplo 2 - Zr(SO4)2
Ejemplo 3 - Zr(NO3)4
Para la determinación del endurecimiento y la valoración de las mezclas de ensayo se recurrió al método según VICAT ("método de cono de Vicat" o "Vicat Cone Method"), como se describe más detalladamente en la norma DIN EN 13279-2:2014-03.
El método de cono de Vicat es el método estándar para todos los revoques de yeso mezclados previamente que contienen aditivos y retardadores. El método de cono de Vicat emplea la profundidad de penetración de un penetrador cónico (cono) en una pasta de yeso/agua en el transcurso del método. Este principio se emplea para determinar el tiempo de ajuste inicial.
Se emplean los siguientes aparatos:
a) aparato de Vicat (véase la Fig. 1);
b) penetrador cónico (cono);
c) placa de vidrio: aproximadamente 150 mm de longitud y 150 mm de anchura;
d) anillo de Vicat;
e) un borde recto de 140 mm de longitud;
f) un cronómetro, así como
g) un mezclador y una pala.
La Fig. 1 muestra un aparato de Vicat típico con aguja y mecanismo de liberación. En este caso, los números de referencia tienen el siguiente significado:
1) riel guía;
2) mecanismo de liberación;
3) placa de resorte;
4) penetrómetro cónico (cono);
5) anillo de Vicat;
6) placa de vidrio; así como
7) zócalo.
El anillo de Vicat se coloca sobre una placa de vidrio, estando la abertura mayor en contacto con la placa de vidrio. El revoque de yeso se mezcla con la cantidad de agua calculada. Se anota el tiempo en el que se añade el yeso al agua por primera vez (tO). Se transmite un exceso de yeso al anillo. Con el movimiento de aserradura se desgasta el material excedente con el borde recto mantenido verticalmente. El cono se baja sobre la superficie del revoque con un plato de resorte del mecanismo disparador.
El riel guía se abre con el mecanismo disparador para el ensayo. El tiempo entre la penetración de cono no debía ser mayor que 1/20 del tiempo de fraguado inicial. El cono se limpia y se seca entre cada penetración y entre cada marca de penetración se presentan al menos 12 mm. Se anota el tiempo en el que se alcanzó la profundidad de penetración, (22 ± 2) mm por encima de la placa de vidrio (t1).
En este caso se determinaron los siguientes datos.
Ejemplo 1-3
Las Figs. 2-4 muestran la medición Vicat de los Ejemplos 1-3. En la Fig. 5 se representa una comparación de los Ejemplos 1-3.
También se prepararon dos mezclas de ensayo comparativas, una sin acelerador y otra con carbonato de litio como acelerador. En este caso se dispersó respectivamente durante 30 segundos y a continuación se mezcló durante 45 segundos.
Comparación
En este caso se determinaron los siguientes datos.
Comparación
En la Fig. 6 se representa una comparación del Ejemplo 1 (Zr2), del Ejemplo 2 (Zr3 y Zr4), del Ejemplo comparativo 1 (V1) sin acelerador y del Ejemplo comparativo 2 con carbonato de litio como acelerador (V2).
Las Figs. 2 a 6 muestran claramente que el acelerador a base de zirconio(IV) según la invención acelera un endurecimiento de la mezcla de ensayo frente a una mezcla de ensayo sin acelerador a base de zirconio(IV). Las Figs.
2 a 6 muestran también que el acelerador a base de zirconio(IV) según la invención obtiene un tiempo de endurecimiento similar al de aceleradores conocidos, y en especial Li2CO3.
El acelerador a base de zirconio(IV) según la invención también se puede emplear ventajosamente para la producción, por ejemplo, de pegamentos de construcción minerales de endurecimiento rápido.
La expresión "que contiene" en esta descripción y en las reivindicaciones, así como variaciones de esta, significa que están contenidos/incluidos características, pasos, componentes y/o números especificados. "Que contiene" no se debe exponer de modo que se excluyan características, pasos, componentes y/o números diferentes.
Claims (18)
1. Mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido que contiene:
un acelerador a base de zirconio(IV);
• cemento que contiene uno o varios componentes seleccionados a partir de los compuestos 3 CaO * AhO3, 12CaO * 7Al2O3, CaO * AhO3, CaO * 2AhO3, CaO * 6AhO3 y/o 4CaO * 3AbO3 * SO3,
un soporte de sulfato en una proporción de 15 a 80 % en peso, preferentemente 25 a 50 % en peso; opcionalmente uno o varios componentes alcalinos; y
opcionalmente uno o varios aditivos,
sumándose
el % en peso a la mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido.
2. Mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido según la reivindicación 1, caracterizada por que se emplea nitrato de zirconio (Zr(NO3)4), sulfato de zirconio(IV) (Zr(SO4)2), hidrogenofosfato de zirconio(IV) (Zr(HPO4)2, nitrato de zirconilo (ZrO(NO3)2) y/o cloruro de zirconilo (ZrOCb) como acelerador a base de zirconio(IV).
3. Mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido según la reivindicación 2, caracterizada por que se emplea,
nitrato de zirconio (Zr(NO3)4) en una proporción de 0,001 a 6 % en peso, preferentemente 0,1 a 3 % en peso, de modo especialmente preferente 0,2 a 1,5 % en peso, de modo muy especialmente preferente 0,3 a 1,0 % en peso, sulfato de zirconio(IV) (Zr(SO4)2 en una proporción de 0,001 a 6 % en peso, preferentemente 0,1 a 3 % en peso, de modo especialmente preferente 0,2 a 1,5 % en peso, de modo muy especialmente preferente 0,3 a 1,0 % en peso, nitrato de zirconilo (ZrO(NO3)2) en una proporción de 0,001 a 6 % en peso, preferentemente 0,1 a 3 % en peso, de modo especialmente preferente 0,2 a 1,5 % en peso, de modo muy especialmente preferente 0,3 a 1,0 % en peso, y/o cloruro de zirconilo (ZrOCb) en una proporción de 0,001 a 6 % en peso, preferentemente 0,1 a 3 % en peso, de modo especialmente preferente 0,2 a 1,5 % en peso, de modo muy especialmente preferente 0,3 a 1,0 % en peso, referido respectivamente al peso de la mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido.
4. Mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido según una o varias de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que el acelerador de zirconio(IV) se añade,
como material sólido,
como suspensión basada en agua,
como disolución y/o
absorbido sobre un soporte,
a la mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido.
5. Mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido según una o varias de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizada por que el cemento es un cemento aluminoso y/o cemento Portland.
6. Mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido según una o varias de las reivindicaciones 1 a 5, caracterizada por que la proporción molar acelerador a base de zirconio(IV) respecto al compuesto CaO en los compuestos (mmoles de acelerador a base de zirconio(IV) : moles de compuesto CaO en los compuestos) es de 0,1 a 300, preferentemente 2 a 100, de modo especialmente preferente 3 a 50.
7. Mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido según una o varias de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizada por que se emplea sulfato de calcio, sulfato de magnesio, sulfato de sodio, sulfato de potasio, sulfato de hierro, sulfato de manganeso, sulfato de cobalto, sulfato de níquel y/o peroxomonosulfato de potasio, preferentemente sulfato de calcio y/o sulfato de magnesio, como soporte de sulfato.
8. Mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido según una o varias de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizada por que como activador alcalino se emplea cemento Portland, óxidos alcalinos, óxidos alcalinotérreos, hidróxidos alcalinos y/o hidróxidos alcalinotérreos y sus mezclas.
9. Mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido según una o varias de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizada por que como aditivo se emplean retardadores de fraguado, aceleradores de fraguado, polvos de material sintético dispersables, antiespumantes, agentes de hidrofobización, agentes porógenos, licuefactores, estabilizadores, agentes de retención de agua y/o aditivos que influyen sobre la reología de la mezcla de materiales de construcción.
10. Mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido según una o varias de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizada por que la mezcla mineral de agentes aglutinantes comprende:
cemento en una proporción de 5 a 80 % en peso, preferentemente 15 a 70 % en peso, de modo especialmente preferente 25 a 50 % en peso;
acelerador a base de zirconio(IV) en una proporción de 0,001 a 15 % en peso, preferentemente 0,1 a 6 % en peso, de modo especialmente preferente 0,2 a 3 % en peso, de modo muy especialmente preferente 0,3 a 1 % en peso; soporte de sulfato en una proporción de 15 a 80 % en peso, preferentemente 25 a 50 % en peso;
componente alcalino en una proporción de 0 a 10 % en peso, preferentemente 1 a 8 % en peso, de modo especialmente preferente 1,5 a 6 % en peso, de modo muy especialmente preferente 2 a 3 % en peso; y aditivo en una proporción de 0 a 15 % en peso, preferentemente 1 a 9 % en peso, de modo especialmente preferente 2 a 7 % en peso, de modo muy especialmente preferente 3 a 6 % en peso,
sumándose
los % en peso respectivamente para dar 100 % en peso y
refiriéndose los % en peso respectivamente a la mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido.
11. Mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido según una o varias de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada por que la mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido comprende adicionalmente sales de litio.
12. Empleo de nitrato de zirconio (Zr(NO3)4), sulfato de zirconio(IV) (Zr(SO4)2), hidrogenofosfato de zirconio(IV) (Zr(HPO4)2, nitrato de zirconilo (ZrO(NO3)2) y/o cloruro de zirconilo (ZrOCh) como acelerador para una mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido según una o varias de las reivindicaciones 1 a 11.
13. Empleo de la mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido según una o varias de las reivindicaciones 1 a 11 en un material de construcción.
14. Empleo de la mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido según la reivindicación 13, caracterizado por que el material de construcción comprende mortero, mortero de rejuntado, revoque, solado, solado autonivelante, piezas acabadas, masilla para paredes, masilla para suelos, adoquines, piedras para terraza, paneles de construcción, mortero de reparación, lechada, pegamentos de construcción de cemento como pegamento para azulejos, pegamento para piedra natural, pegamento WDV, mortero de anclado, enlucidos minerales flexibles y/u hormigón.
15. Procedimiento para la producción de un material de construcción elaborable que comprende los pasos:
puesta a disposición de la mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido según una o varias de las reivindicaciones 1 a 11 como material sólido;
mezclado de la mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido con materiales de relleno y/o materiales de relleno ligeros para obtener un material de construcción seco; y
mezclado del material de construcción seco con agua para obtener un material de construcción elaborable.
16. Procedimiento para la producción de un material de construcción elaborable que comprende los pasos:
mezclado de nitrato de zirconio (Zr(NO3)4), sulfato de zirconio(IV) (Zr(SO4)2), hidrogenofosfato de zirconio(IV) (Zr(HPO4)2, nitrato de zirconilo (ZrO(NO3)2) y/o cloruro de zirconilo (ZrOCb) con agua para obtener una primera mezcla; y
mezclado de la primera mezcla con una mezcla de agentes aglutinantes que contiene:
• cemento que contiene uno o varios componentes seleccionados a partir de los compuestos 3 CaO * AhO3, 12CaO * 7Al2O3, CaO * Al2O3, CaO * 2AbO3, CaO * 6Al2O3 y/o 4CaO * 3Al2O3 * SO3,
• un soporte de sulfato en una proporción de 15 a 80 % en peso, preferentemente 25 a 50 % en peso,
• materiales de relleno y/o materiales de relleno ligeros,
• opcionalmente uno o varios componentes alcalinos, y
• opcionalmente uno o varios aditivos,
para obtener el material de construcción elaborable.
17. Procedimiento para la producción de un material de construcción elaborable que comprende los pasos:
mezclado de nitrato de zirconio (Zr(NO3)4), sulfato de zirconio(IV) (Zr(SO4)2), hidrogenofosfato de zirconio(IV) (Zr(HPO4)2, nitrato de zirconilo (ZrO(NO3)2) y/o cloruro de zirconilo (ZrOCb) con agua para obtener una primera mezcla; mezclado de la primera mezcla con una mezcla de agentes aglutinantes que contiene:
• cemento que contiene uno o varios componentes seleccionados a partir de los compuestos 3 CaO * Al2O3, 12CaO * 7Al2O3, CaO * Al2O3, CaO * 2AbO3, CaO * 6Al2O3 y/o 4CaO * 3Al2O3 * SO3,
• un soporte de sulfato en una proporción de 15 a 80 % en peso, preferentemente 25 a 50 % en peso,
• materiales de relleno y/o materiales de relleno ligeros,
• opcionalmente al menos un componente alcalino y
• opcionalmente al menos un aditivo,
para obtener una segunda mezcla; y
mezclado de la primera mezcla con la segunda mezcla para obtener el material de construcción elaborable.
18. Empleo de un material de construcción elaborable producido según un procedimiento definido según las reivindicaciones 15-17 en construcción de túneles o en una impresora de hormigón 3D.
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