ITRM950705A1 - Miscuglio anti-efflorescenza per prodotti di calcestruzzo - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
"Miscuglio anti-efflorescenza per prodotti di calcestruzzo" .
1 . Campo dell'Invenzione
La presente invenzione si riferisce ai prodotti di calcestruzzo e più particolarmente ad un miscuglio additivo formulato per controllare l'efflorescenza in prodotti di calcestruzzo, particolarmente i prodotti di calcestruzzo realizzati per colata o gettata a secco.
2. Descrizione della Tecnica Relativa
L’efflorescenza può essere un problema significativo nei prodotti di calcestruzzo, particolarmente i prodotti di calcestruzzo realizzati per colata a secco esposti ad umidità durante il servizio. L'efflorescenza è il deposito di sali sulla superficie del calcestruzzo. I sali vengono asportati dal calcestruzzo mediante lisciviazione con acqua e cristallizzano a seguito di successiva evaporazione dell'acqua.
Vi sono due tipi di efflorescenza, l'efflorescenza primaria (primitiva, a breve termine) e l'efflo rescenza secondaria. L'efflorescenza primaria è il ri sultato dei sali che si separano per lisciviazione dal miscuglio cementizio a seguito della evaporazione dell'acqua di mescola. L'efflorescenza secondaria è il r_i_ sultato dei sali che si separano dal calcestruzzo per lisciviazione con l'acqua che passa attraverso il substrato del calcestruzzo, in maniera continua oppure in termittente, oppure con acqua che proviene dalla esposizione della superficie del calcestruzzo a cicli alternati di inumidimento ed essiccamento.
Vi sono dei miscugli additivi disponibili che sono diretti verso la minimizzazione della efflorescen^ za, però la maggior parte di essi sono efficaci soltan to per controllare l'efflorescenza primaria o l'efflorescenza secondaria. Vi è ancora il bisogno di un prodotto che riduca al minimo sia l'efflorescenza primaria sia l'efflorescenza secondaria nei prodotti di cal cestruzzo, particolarmente i prodotti di calcestruzzo realizzati per colata a secco , senza significativamen te compromettere i criteri di comportamento, per esempio la resistenza alla compressione ed alla flessione.
SOMMARIO DELL'INVENZIONE
In conformità con la presente invenzione, è sta to constatato che un miscuglio additivo comprendente: a) un acido grasso di tallolio e b) un acido grasso in saturo avente da 8 a 28 atomi di carbonio, in un rapporto in peso fra acido grasso di tallolio ed acido grasso insaturo fra 1:10 e 2:1, preferibilmente fra 1:5 e 2:1 e con la massima preferenza fra 1:2 e 1,5:1 è efficace per minimizzare sia l'efflorescenza primaria sia l'efflorescenza secondaria in prodotti di calcestruzzo, particolarmente i prodotti di calcestruzzo realizzati per colata o gettata a secco.
L'invenzione fornisce, pertanto, in una forma di realizzazione, il summenzionato miscuglio additivo ant i-efflorescenza. In una preferita forma di realizza zione, una porzione del contenuto acido di detto acido grasso di tallolio e/o di detto acido grasso si presen ta nella forma di sale, con almeno un organo formatore di sale scelto fra alcanolammina o alchilammina. In una ulteriore forma di realizzazione, la presente invenzione fornisce un metodo per controllare l'efflorescenza in prodotti di calcestruzzo, consistente nel fornire un miscuglio di calcestruzzo contenente il miscuglio additivo antl-efflorescenza e nel fare in modo che detto miscuglio di calcestruzzo forni un prodotto di calcestruzzo. Ancora in una ulteriore forma di realizzazione, la presente invenzione fornisce un prodotto di calcestruzzo formato da un miscuglio cementizio che comprende il miscuglio additivo anti-efflorescenza.
I miscugli additivi anti-efflorescenza della presente invenzione migliorano la qualità dei prodotti di calcestruzzo, particolarmente i prodotti di calcestruzzo realizzati per colata a secco, mediante il con trollo della efflorescenza primaria e secondaria, ridu zione dell'assorbimento di acqua, miglioramento della resistenza al danneggiamento dovuto a formazione di ghiaccio ed incremento della intensità di colore del calcestruzzo pigmentato. In aggiunta, i miscugli additivi sono sufficientemente stabili per essere manipola ti in massa.
DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELL'INVENZIONE I miscugli additivi della presente invenzione possono essere usati in un qualsiasi tipo di applicazione di calcestruzzo, per esempio il calcestruzzo in miscuglio pronto, il calcestruzzo pregettato, la muratura, la malta per muratura, lo stucco ed i tubi. Tuttavia, i miscugli additivi della presente invenzione sono particolarmente utili per la preparazione di prodotti di calcestruzzo realizzati per colata a secco.
I prodotti di calcestruzzo realizzati per colata a secco sono ben noti nella tecnica e sono formati da un miscuglio relativamente secco che comprende cemento ed aggregato e contenente esattamente la quantità di acqua sufficiente per la idratazione del cemento.
I prodotti di calcestruzzo per colata a secco comprendono i blocchi di calcestruzzo, le pietre per pavimentazioni di calcestruzzo e le piastrelle per pezzi di calcestruzzo.
L'acido grasso di tallolio è quella frazione di acido grasso prodotta dalla distillazione frazionata del tallolio grezzo. L'acido grasso di tallolio è disponibile in commercio e varia alquanto nella sua costituzione in dipendenza dalla particolare sorgente, ma in generale contiene circa dall 84 al 94% di acidi grassi, dal 2 all 8% di acido di colofonia e dal 2 all'ex di componenti non saponificabili. La frazione di acido grasso in generale contiene circa dal 45 al 55% di acido oleico, dal 40 al 50% di acidi linoleici e dal 2 al 7% di acidi grassi saturi.
Gli acidi grassi insaturi utili nella presente invenzione sono acidi grassi insaturi aventi da 8 a 28 atomi di carbonio. Gli acidi grassi insaturi possono essere a catena diritta o ramificata e possono essere sostituiti o non sostituiti con altri gruppi funzionali, per esempio gruppi alcoolici oppure gruppi amminici o una qualsiasi loro combinazione. Preferibilmente, l'acido grasso insaturo è un acido grasso a ca tena rettilinea, non sostituito, per esempio acido oleico, acido paImitoleico, acido, linoleico ed i loro miscugli. Con la massima preferenza, l'acido grasso in saturo è acido oleico.
In una ulteriore preferita forma di realizzazio ne, una porzione del contenuto acido dell'acida grasso di tallolio e/o dell'acido grasso insaturo è facolta vamente presente nel miscuglio additivo in forma di sa_ le, con almeno un componente formatore di sale scelto fra un alcanolammina oppure una alchilammina. Le alcanolammine sono scelte fra le monoalcanolammine, le dialcanolammine e le trialcanolammine, per esempio la etanolammina, la dietanolammina e la trietanolammina. Le alchìlammine sono scelte fra le monoalchilammine, le dialehilammine e le trialchilammine e possono essere a catena diritta oppure ramificata, a condizione che esse siano capaci di formare un sale con un acido grasso. PreferibiImente, la alchilammina è una alchilammina C.1-Cc0, per esempio etilammina, dietilammina, diisopropi lammina o tributi1ammina. PreferibiImente, una trialcanolammina, come trietanolammina, viene usata per formare un sale con l'acido grasso di tallolio e/o con l'acido grasso insaturo. I miscugli additivi contenenti un sale di alcanolammina e/o un sale di alchilammina presentano perfezionate proprietà disperde^ ti quando mescolati con i materiali cementizi e tendono a migliorare la resistenza alla compressione dei prodotti di calcestruzzo relativamente ai prodotti di calcestruzzo che contengono il miscuglio additivo senza un sale di alcanolammina oppure un sale di alchilammina .
I miscugli additivi della presente invenzione sono preparati combinando l'acido grasso di tallolio e l'acido grasso insaturo e mescolandoli a temperatura ambiente fino ad ottenere un miscuglio omogeneo, generalmente per un periodo da 20 a 30 minuti. Nel caso in cui si desideri includere un sale di alcanolammina o di alchilammina dell'acido grasso di tallolio e/o dell'acido grasso insaturo nei miscugli additivi, i sali possono essere formati in situ oppure un sale preforma to di alcanolammina o di alchilammina pud essere aggiunto direttamente al miscuglio additivo. L'ordine del mescolamento dei componenti non è critico. Preferì burnente, il sale viene formato in situ mediante comb^ nazione dell'acido grasso di tallolio e dell'acido grasso insaturo e mescolando a temperatura ambiente fj_ no ad ottenere un miscuglio omogeneo e quindi aggiungendo lentamente la desiderata alcanolammina o alchilammina per formare il sale. Alternativamente, tutti i tre materiali possono essere combinati ed agitati fino ad ottenere un miscuglio omogeneo.
Quando si desidera formare il sale in situ, la a Icanolammina e/o la alchilammina vengono generalmente combinate con gli altri componenti in quantità sufficiente per formare almeno il 2% in peso dei sali, sulla base del peso totale del miscuglio additivo. In generale, la alcanolammina e/o la alchilammina vengono combinate con gli altri componenti del miscuglio additivo in quantità sufficiente per formare fra il 2% ed il 50% in peso dei sali, preferibilmente fra il 4 ed il 15% in peso dei sali, sulla base del peso totale del miscuglio additivo. Alternativamente, un sale preformato di alcanolammina o alchilammina di un acido grasso insaturo o di un acido grasso di tallolio può essere combinato con l'acido grasso di tallolio e con l'acido grasso insaturo per formare i miscugli additivi della presente invenzione contenenti almeno il 2% in peso di sale, sulla base del peso totale del miscuglio additivo. Quantità del sali dell'acido grasso di tallolio e/o dell'acido grasso insaturo al disopra di circa 15% in peso, sulla base del peso totale del miscuglio additivo, tendono a diminuire l'efficacia del miscuglio additivo in qualità di agenti anti-eff1crescenza. Ciò può essere compensato, almeno in parte, aumentando il dosaggio del miscuglio additivo per una particolare applicazione.
Come sopra menzionato, l'acido grasso di tallolio e l'acido grasso insaturo sono presenti nel miscuglio additivo in un rapporto in peso fra acido grasso di tallolio ed acido grasso insaturo fra 1:10 e 2:1, preferibilmente fra 1:5 e 2:1 e con maggiore preferenza fra 1:2 e 1,5:1. Se l'acido grasso di tallolio e/o l'acido grasso insaturo sono presenti in forma di sale, il rapporto viene calcolato come se tutto l'acido gras^ so di tallolio e l'acido grasso insaturo esistessero in forma di acido.
I miscugli additivi anti-efflorescenza secondo la presente invenzione sono utili per ridurre al minimo l'efflorescenza nei prodotti di calcestruzzo realiz zati per colata a secco, come precedentemente descritto. I prodotti di calcestruzzo realizzati per colata a secco sono ben noti nella.tecnica e possono essere pre parati con un qualsiasi procedimento riconosciuto nella tecnica, nel quale il miscuglio additivo della presente invenzione viene aggiunto al miscuglio di calcestruzzo in un qualsiasi stadio prima della idratazione. Preferibilmente, il miscuglio additivo viene aggiunto al miscuglio di calcestruzzo durante lo stadio di preinumidimento, vale a dire all'aggregato e ad una porzione dell'acqua di mescolamento, prima che venga aggiunto il cemento.
II tipo e la quantità di aggregato utili nela presente invenzione sono quelli normalmente usati nei prodotti di calcestruzzo e dipenderanno dalla particolare applicazione e dalai disponibilità dei materiali.
La quantità del miscuglio additivo che deve essere aggiunta al miscuglio di calcestruzzo secondo la presente invenzione varierà in dipendenza dalla particolare applicazione. In generale, quantità comprese fra 3 e 12 once fluide del miscuglio additivo per 100 libbre di cemento (fra 196 e 782 millilitri del miscuglio additivo per 100 Kg di cemento) sono usate per ot tenere un efficace controllo della efflorescenza.
I seguenti esempi sono offerti allo scopo di il lustrare ulteriormente la presente invenzione e non so no da intendere in senso restrittivo.
ESEMPIO 1
Un miscuglio additivo secondo la presente inveri zione viene preparato come segue: 17 libbre (7,7 Kg) di acido grasso di tallolio CA 0406, fornito dalla Che mical Associates of Illinois, Ine., Copley, Ohio, e 17 libbre (7,7 Kg) di acido oleico vengono combinate ed a gitate per 30 minuti e quindi trasferite ad un conveniente recipiente di immagazzinamento per l'uso succes sivo (vedere gli Esempi 4 e 5).
ESEMPIO 2
Un miscuglio additivo secondo la presente inven zione viene preparato come segue: 16,2 libbre (7,3 Kg) di acido grasso di tallolio CA 0406, 16,2 libbre (7,3 Kg) di acido oleico e 1,7 libbre (0,77 Kg) di trietanolammina vengono combinate ed agitate per 30 minuti e quindi trasferite ad.un conveniente recipiente di imrna gazz inamento per essere usato successivamente (vedere g li Esempi 3 e 4).
ESEMPIO 3
Ciottoli per pavimentazioni in calcestruzzo ven gono preparati in modo da contenere 3, 5 e 7 once flui de del miscuglio additivo dell'Esempio 2 per 100 libbre di cemento (196, 326 e 456 mi per 100 Kg di cemento). Le procedure sono le seguenti.
In un miscelatore a turbina, conveniente per lo impiego'nel la produzione di ciottoli per pavimentazioni in calcestruzzo, vengono introdotte 2.520 libbre (1.143 Kg) di aggregato il quale viene mescolato con il 10% dell'acqua di mescolamento per approssimativamente 30 secondi, durante il quale tempo si aggiunge l'appropriata quantità del miscuglio additivo dello Esempio 2. L'aggregato è costituito da un miscuglio di 250 libbre (113 Kg) di pietra di calce No.89 e 2.270 libbre (1.029 Kg) di sabbia trattata. Con il continuare dell'azione di mescolamento, si introducono approssimativamente 480 libbre (218 Kg) di cemento di Tipo 1 nella parte restante dell'acqua di mescolamento. Dopo un tempo di mescolamento totale di 3 minuti, il miscuglio viene caricato per mezzo di un nastro trasportata re nella tramoggia di alimentazione di una macchina pa^ vimentatrice a singola paletta. A mano a mano che vengono prodotti i ciottoli di pavimentazione, le palette vengono caricate a rastrelliera e quindi trasportate ad una camera di indurimento dove rimangono approssiina tivamente per 18 ore. Dopo rimozione dalla camera di indurimento, i ciottoli di pavimentazione vengono combinati in modo da formare cubi, nastrati e collocati in cortile come inventario.
Campioni dei ciottoli di pavimentazione vengono scelti in maniera casuale in modo da contenere 3, 5 e 7 once fluide del miscuglio additivo dell'Esempio 2 per 100 libbre di cemento (196, 326 e 456 ml/100 Kg di cemento) e vengono quindi collaudati o testati per misurare la resistenza alla compressione, l'assorbimento di acqua e l'efflorescenza. La resistenza alla compres sione e l'assorbimento di acqua vengono misurati in conformità con la procedura C140 del sistema ASTM ed i risultati sono riportati nella Tabella 1. Altri campici ni del ciottolato per pavimentazione sono scelti casualmente alla fine del periodo di indurimento di 18 ore e vengono lasciati essiccare in.un'area ombreggiata del cortile In modo da essiccarsi lentamente nel corso di un periodo di 4 giorni. Non si osserva lo svi luppo di alcuna efflorescenza (primaria) durante il pe riodo dei 4 giorni. Tuttavia, acciottolato di pavimentazione di riferimento, preparato nella stessa maniera di prima con eccezione per il fatto che al miscuglio cementizio non viene aggiunto alcun miscuglio additivo anti-eff lorescenza, presentano una "velatura" biancastra indicativa dell'efflorescenza primaria nel giro di 4 giorni. Dopo 5 giorni di invecchiamento, il pietrisco di pavimentazione viene selezionato casualmente e sottoposto ad una serie di cicli di inumidimento ed essiccamento. Le pietre di pavimentazione vengono sottoposte a 3 ore di spruzzatura di acqua da un irrorato re per prati, a cui viene fatto seguire un essiccamento rallentato in aria ombreggiata. I cicli di inumidimento/essiccamento continuano per un periodo di 20 giorni lavorativi durante il quale tempo le pietre di pavimentazione vengono anche sottoposte ad una periodi_ ca caduta di pioggia. Si riscontra soltanto una lieve evidenza di efflorescenza (secondaria) negli strati di fondo del pietrisco di pavimentazione. Una efflorescen za (secondaria) consisderevolmente maggiore viene osservata nelle pietre di pavimentazione di riferimento (che non contenevano un miscuglio additivo anti-efflorescenza).
TABELLA 1
ESEMPIO 4
Vengono preparati blocchi per architettura, alcuni contenenti 7 once fluide del miscuglio additivo dell’Esempio 1 per 100 libbre di cemento (326 mi per 100 Kg), alcuni contenenti 14 once fluide del miscuglio additivo dell'Esempio 1 per 100 libbre di cemento (652 mi per 100 Kg) ed alcuni contenenti 7 once fluide del miscuglio additivo dell'Esempio 2 per 100 libbre di cemento (326 mi per 100 Kg). I blocchi vengono preparati con classiche procedure con un rapporto fra cemento ed aggregato di 1:8 ed aggiungendo il miscuglio additivo durante lo stadio preliminare all inumidimento all'aggregato e ad una porzione dell'acqua di mesco lamento. Dopo la estrazione dalla camera di indurimento, i blocchi per architettura vengono nastrati e collocati in cortile come inventario.,
Campioni dei blocchi per architettura vengono selezionati casualmente e collaudati come nell'Esempio 3. La resistenza alla compressione ed i dati di assorbimento appaiono nella Tabella 2. L'efflorescenza primaria e l'efflorescenza secondaria sono visualmente o_s servate in maniera analoga a quella dell'Esempio 3. Non viene osservata alcuna efflorescenza primaria entro 4 giorni di indurimento per I blocchi contenenti i miscugli additivi anti-efflorescenza dell'Esempio 1 e dell'Esempio 2, mentre i blocchi di riferimento per ar chitettura che non contenevano un miscuglio additivo anti-eff lorescenza presentavano segni di efflorescenza primaria entro 4 giorni di indurimento. I blocchi contenenti il miscuglio additivo anti-efflorescenza dello Esempio’ 1 ed i blocchi contenenti il miscuglio additivo anti-efflorescenza dell'Esempio 2 vengono sottoposti a ripetuti cicli di umldo/secco simili a quelli dell'Esempio 3 e soltanto una lieve efflorescenza secondaria, nella peggiore delle ipotesi, viene osservata dopo 20 giorni. Tuttavia, una efflorescenza seconda ria di entità considerevolmente maggiore viene osserva ta entro 20 giorni per ì blocchi di riferimento che non contengono il miscuglio additivo anti-efflorescenza.
TABELLA 2
ESEMPIO 5
Blocchi grigi classici vengono preparati, alcuni contenenti 8 once fluide del miscuglio additivo de_l_ l'Esempio 1 per 100 libbre di cemento (522 mi per 100 Kg) ed alcuni contenenti 12 once fluide del miscuglio additivo dell'Esempio 1 per 100 libbre di cemento (784 mi per 100 Kg). I blocchi vengono preparati con classi che procedure della tecnica con un rapporto fra cemento ed aggregato di 1:11 ed aggiungendo il miscuglio aci ditivo durante lo stadio preliminare al l inumidimento all'aggregato e ad una porzione dell'acqua di mescolamento. Dopo la estrazione dalla camera di indurimento, i blocchi vengono nastrati e collocati in cortile come inventario.
Campioni dei blocchi vengono selezionati in maniera casuale e collaudati come nell'Esempio 3. La resistenza alla compressione ed i dati di assorbimento appaiono nella Tabella 3. La efflorescenza primaria e la efflorescenza secondaria vengono osservate visualmente in maniera analoga a quella dell'Esempio 3. Non viene osservata alcuna efflorescenza primaria entro 4 giorni di indurimento per i blocchi grigi classici co^ tenenti i miscugli additivi anti-efflorescenza dello Esempio 1. mentre i blocchi grigi classici di riferimento che non contengono un miscuglio additivo anti-ef florescenza presentano segni di efflorescenza primaria entro 4 giorni di indurimento. I blocchi grigi classici contenenti il miscuglio additivo anti-efflorescenza dell'Esempio 1 vengono ripetuti a ripetuti cicli di inumidimento/essiccamento simili a quelli dell'Esempio 3 e s\oltanto una lievissima efflorescenza secondarla viene osservata dopo 20 giorni. Tuttavia, una efflorescenza secondaria di entità considerevolmente maggiore viene osservata entro 20 giorni per i blocchi grigi di riferimento classici che non contengono alcun miscuglio additivo anti-efflorescenza.
Claims (10)
- RIVENDICAZIO 1. Miscuglio additivo anti-efflorescenza per prodotti di calcestruzzo, comprendente: a) un acido grasso di tallolio, e b) un acido grasso insaturo avente da 8 a 28 atomi di carbonio, in un rapporto in peso fra acido grasso di tallolio ed acido grasso insaturo fra 1:10 e 2:1; una porzione di tale contenuto acido di a) e/o b) essendo presente facoltativamente in forma di sale, con almeno un membro formatore di sale scelto fra una a 1canolammina ed una alchilammina.
- 2. Miscuglio additivo anti-efflorescenza secondo la rivendicazione 1, in cui detto prodotto di calce struzzo è un prodotto di calcestruzzo ottenuto per colata o gettata a secco.
- 3. Miscuglio additivo anti-efflorescenza secondo la rivendicazione 1 o la rivendicazione 2, il quale comprende una porzione del contenuto acido di a) e/o b) in forma di sale con almeno un membro formatore di sale scelto fra una alcanolammina ed una alchilammina.
- 4. Miscuglio additivo anti-efflorescenza secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-3, in cui detto organo formatore di sale è una alcanolammina, prefe rlbilmente una trialcanolammina, con maggiore prefere^ za una trietanolammina.
- 5. Miscuglio additivo anti-efflorescenza secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-4, in cui la forma di sale è presente in quantità fra il 4 ed il 50Ϊ in peso, sulla base del peso totale del miscuglio additivo.
- 6. Miscuglio additivo anti-efflorescenza secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-5, in cui detto acido grasso di tallolio e detto acido grasso insaturo sono presenti in un rapporto in peso fra 1:5 e 2:1, preferibilmente fra 1:2 e 1,5:1.
- 7. Miscuglio additivo anti-efflorescenza secondo una qualsiasi delle rivendicazioni 1-6, in cui detto acido grasso insaturo contiene da 12 a 20 atomi di carbonio.
- 8. Miscuglio additivo anti-efflorescenza secondo la rivendicazione 7, in cui detto acido grasso ins_a turo è acido oleico.
- 9. Metodo per inibire l'efflorescenza in prodot ti di calcestruzzo consistente nel fornire un miscuglio di calcestruzzo che contiene un miscuglio additivo comprendente: a) un acido grasso di tallolio e b) un acido grasso insaturo avente da 10 a 28 atomi di carbonio, in un rapporto in peso fra acido grasso si tallolio ed acido grasso insaturo fra 1:10 e 2:1; una porzione di tale contenuto acido di a) e/o b) essendo facoltativamente presente in forma di sale con almeno un organo formatore di sale scelto fra una alcanolammi_ na ed una alchilammina, e nel fare in modo che detto miscuglio di calcestruzzo formi un prodotto di calcestruzzo .
- 10. Prodotto di calcestruzzo formato da una com posizione cementizia che contiene un miscuglio additivo comprendente: a) un acido grasso di tallollo e fa) un acido grasso insaturo avente da 8 a 28 atomi di car bonio, in un rapporto in peso fra acido grasso di tallono ed acido grasso insaturo fra 1:10 e 2:1; una por zione di tale contenuto acido di a) e/o fa) essendo facoltativamente presente in forma di sale con almeno un organo formatore di sale scelto fra una alcanolammina ed una alchilammina.
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