BR0316309B1 - acelerador de solidificação e endurecimento para aglutinantes hidráulicos, processo para a produção de um acelerador de solidificação e endurecimento e processo para aceleração de solidificação e do endurecimento de aglutinantes hidráulicos. - Google Patents

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Description

Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "ACELERA- DOR DE SOLIDIFICAÇÃO E ENDURECIMENTO PARA AGLUTINANTES HIDRÁULICOS, PROCESSO PARA A PRODUÇÃO DE UM ACELERADOR DE SOLIDIFICAÇÃO E ENDURECIMENTO E PROCESSO PARA ACELE- RAÇÃO DE SOLIDIFICAÇÃO E DO ENDURECIMENTO DE AGLUTINAN- TES HIDRÁULICOS".
Área Técnica
A invenção refere-se a um acelerador de solidificação e endure- cimento para aglutinantes hidráulicos abrangendo AI2(SO4)3 sulfato de alu- mínio, AI(OH)3 hidróxido de alumínio e ácido mineral em solução aquosa, em que a proporção de sulfato de alumínio é de 10 a 50% em peso e/ou a pro- porção de hidróxido de alumínio é de 5 a 30% em peso, o ácido mineral pre- sente compreende de 1 a 5% em peso de H3PO4 ácido fosfórico e/ou 0,5 a 3,0% em peso de H3BO3 ácido bórico. A invenção refere-se igualmente a um processo para produção de um acelerador de solidificação e de endureci- mento para aglutinantes hidráulicos bem como de argamassa ou concreto deles preparados, em que a uma mistura, que contém aglutinantes hidráuli- cos, são adicionados um acelerador de solidificação e de endurecimento em uma quantidade de 0,1 a 10 % em peso com relação ao peso do aglutinante hidráulico.
Estado da Técnica
São conhecidas muitas substâncias, que aceleram a liga e endu- recimento de concreto. São usuais, por exemplo, materiais de forte reação alcalina, como hidróxidos alcalinos, carbonatos alcalinos, silicatos alcalinos, aluminatos alcalinos e cloretos alcalino-terrosos. Mas, no caso de materiais de forte reação alcalina, podem ocorrer indesejados problemas para os pro- cessadores, como corrosões, e reduzem a resistência final e a durabilidade do concreto.
Da EP 0 076 927 B1 são conhecidos aceleradores de pega isen- tos de álcalis para aglutinantes hidráulicos, que devem evitar essas desvan- tagens. Para aceleração da liga e do endurecimento de um aglutinante hi- dráulico, como cimento, cal, cal hidráulica e gesso bem como argamassas e concreto deles produzidos, à mistura, que contém o mencionado aglutinante, são acrescentados 0,5 a 10 % em peso, com relação ao peso desse agluti- nante, de um acelerador de liga e de endurecimento isento de álcalis, sendo que esse acelerador contém hidróxido de alumínio.
Tais argamassas e concretos são especialmente bem apropria- dos como argamassa e concreto injetado devido à liga e endurecimento ace- lerados.
Da EP 0 946 451 B1 são conhecidos aceleradores de solidifica- ção e endurecimento em forma dissolvida para aglutinantes hidráulicos, que quando da injeção do concreto podem ser mais facilmente misturados ao concreto. Um tal acelerador de solidificação e endurecimento consiste, entre outros, em hidróxido de alumínio, sais de alumínio e ácidos carboxílicos or- gânicos. A desvantagem desses aceleradores de solidificação e endureci- mento é, contudo, a estabilidade da solução. Descrição da Invenção
A invenção tem por objetivo, em um acelerador de solidificação e endurecimento para aglutinantes hidráulicos do tipo mencionado no início, obter um efeito de aceleração tão alto quanto possível com vida útil tão lon- ga quanto possível do acelerador.
De acordo com a invenção, isso é obtido pelas características do acelerador de solidificação e endurecimento para aglutinantes hidráulicos, abrangendo AI2(S04)3 sulfato de alumínio, AI(OH)3 hidróxido de alumínio e ácido mineral em solução aquosa.
As vantagens da invenção devem ser vistas, inclusive, no fato de que pelos aceleradores de acordo com a invenção é obtida uma elevada estabilidade, isto é, estabilização da solução de acelerador, e uma elevada aceleração para a liga e endurecimento de aglutinantes hidráulicos.
Aglutinantes hidráulicos com adição do acelerador de acordo com a invenção podem ser processados vantajosamente por injeção graças a seu acelerado comportamento de solidificação e endurecimento.
Outras configurações vantajosas da invenção resultam das suas modalidades preferidas. Execução da Invenção
Um acelerador de solidificação e endurecimento de acordo com a invenção para aglutinantes hidráulicos abrange:
AI2(S04)3 sulfato de alumínio, AI(OH)3 hidróxido de alumínio e ácido mineral em solução aquosa.
Um tal acelerador de solidificação e endurecimento de acordo com a invenção consiste vantajosamente essencialmente em (em % em pe- so):
- 50% de AI2(SO4)3 sulfato de alumínio, - 30% de AI(OH)3 hidróxido de alumínio, 0,5 -10% de ácido mineral, 0 -10% de alcanolamina, 0 - 5,0% de solvente,
0-20 % de estabilizador, em solução aquosa.
Como ácido mineral é empregado de preferência ácido fosfórico e ácido bórico, mas também podem ser empregados ácidos minerais de i- gual efeito, como ácido nitroso, ácido sulfúrico, etc.
Como alcanolamina é empregada vantajosamente dietanolami- na.
Como solvente é empregado vantajosamente policarboxilato e especialmente vantajosamente Sika ViscoCrete®, especialmente Sika Vis- coCrete® 20HE.
Como estabilizador é empregado vantajosamente sol de sílica. Aceleradores de solidificação e endurecimento especialmente vantajosos consistem essencialmente em (em % em peso):
- 50% de AI2(SO4)3 sulfato de alumínio, especialmente 40 - 45%, e/ou - 20% de AI(OH)3 hidróxido de alumínio, especialmente 10 -17%, e/ou 0,5 - 8% de ácido mineral e/ou 0 - 5% alcanolamina e/ou
0,1 - 3,0% de solvente, especialmente 0,1 a 1,0% e/ou - 0 -10 % de estabilizador.
É ainda vantajoso adicionar a fração de ácido mineral de 0,5 - 10% como H3PO4 ácido fosfórico e/ou H3BO3 ácido bórico. Faixas especial- mente vantajosas se situam em 1 - 5% de H3PO4 ácido fosfórico e/ou 0,5 - 3,0 % de H3BO3 ácido bórico.
Foram produzidas várias amostras de um acelerador de acordo com a invenção nas faixas acima indicadas. A composição dessas amostras está indicada nos seguintes exemplos. Exemplo 1:
7,60 kg de hidróxido de alumínio AI(OH)3 são adicionados a uma solução de 22,50 kg de sulfato de alumínio com água cristal AI2(SO4)3 χ 14 H2O em 17,06 kg de água H2O a 70 - 80°C. Em seguida, à solução assim obtida são adicionados 1,14 kg de uma solução de ácido fosfórico H3PO4 (75%), 2 kg de um sol de sílica (10% de teor de sólidos) e 1,70 kg de um inibidor de corrosão, de uma solução a 90% de dietanolamina, e essa mistu- ra é agitada por uma meia hora. A estabilidade dessa mistura é de ao menos 70 dias.
Exemplo 2:
7,60 kg de hidróxido de alumínio AI(OH)3 são adicionados a uma solução de 22,50 kg de sulfato de alumínio com água cristal AI2(SO4)3 χ 14 H2O em 14,86 kg de água H2O a 70 - 80°C. Em seguida, à solução assim obtida são adicionados 2,84 kg de uma solução de ácido fosfórico H3PO4 (75%), 0,50 kg de policarboxilatos, por exemplo, Sika ViscoCrete® 20HE, que representa um Iiquefator de alta potência, e 1,70 kg de um inibidor de corrosão, de uma solução a 90% de dietanolamina, e essa mistura é agitada por uma meia hora. A estabilidade dessa mistura é de ao menos 70 dias.
Exemplo 3:
8,00 kg de hidróxido de alumínio AI(OH)3 são adicionados a uma solução de 22,50 kg de sulfato de alumínio com água cristal AI2(SO4)3 χ 14 H2O em 16,56 kg de água H2O a 70 - 80°C. Em seguida à solução obtida são adicionados 1,14 kg de uma solução de ácido fosfórico H3PO4 (75%), 0,10 kg de ácido bórico H3BO3 e 1,70 kg de um inibidor de corrosão, de uma solução a 90 % de dietanolamina, e essa mistura é agitada por uma meia hora.
A estabilidade dessa mistura é de ao menos 70 dias.
Exemplo 4:
8,10 kg de hidróxido de alumínio AI(OH)3 são adicionados a uma solução de 20,60 kg de sulfato de alumínio com água cristal AI2(SO4)3 χ 14 H2O em 21,00 kg de água H2O a 70 - 80°C. Em seguida à solução assim obtida é adicionado 0,30 kg de um ácido bórico H3BO3 e essa mistura é agi- tada por uma meia hora.
A estabilidade dessa mistura é de ao menos 70 dias.
Exemplo 5:
8,00 kg de hidróxido de alumínio AI(OH)3 são adicionados a uma solução de 21,00 kg de sulfato de alumínio com água cristal AI2(SO4)3 χ 14 H2O em 20,00 kg de água H2O a 70 - 80°C. Em seguida à solução obtida é adicionado 1,00 kg de uma solução de ácido bórico H3BO3 e 0,50 kg de poli- carboxilato, por exemplo, Sika ViscoCrete® 20HE, que representa um Iique- fator de alta potência, e essa mistura é agitada por uma meia hora.
A estabilidade dessa mistura é de ao menos 70 dias.
Ao aglutinante hidráulico podem ser adicionados 0,1 a 10 % em peso do acelerador de acordo com a invenção. Para a determinação da eficácia do acelerador de acordo com a
invenção segundo os exemplos 1 a 5, a cimento portland foram adicionados respectivamente 6% do acelerador segundo os exemplos acima menciona- dos e determinados os valores de penetrômetro. Na tabela abaixo estão in- dicados os valores de penetrômetro com o respectivo período de tempo até que seja alcançada uma resistência de 200 g, 600 g e 2200 g. Esses valores de penetrômetro foram determinados com uma agulha de 3 mm de diâmetro e com um aparelho de teste de RMU.
Como comparação foi empregada uma amostra de cimento por- tland sem acelerador e os valores de penetrômetro foram determinados para igual composição de amostras quando o acelerador foi riscado sem substitu- ição respectivamente quando o acelerador foi substituído por uma corres- pondente quantidade de água. Valor de Penetrômetro a 200 g 600 g 2200 g Exemplo 1 5 min 7 min 15 min Exemplo 2 6 min 8 min 16 min Exemplo 3 6 min 9 min 20 min Exemplo 4 7 min 14 min 40 min Exemplo 5 12 min 20 min 55 min Amostra sem acelerador 450 min 485 min 540 min Amostra sem acelerador com fração de água 490 min 522 min 579 min
Os aceleradores preparados segundo os exemplos 1 a 5 resul- tam assim em soluções, que apresentam suficientes valores de aceleração e permanecem estáveis por um período de tempo suficientemente longo.
Os aceleradores de acordo com a invenção podem também ser empregados para outros aglutinantes hidráulicos como cimento com cimen- tos mistos, cal, cal hidráulica e gesso e argamassa e concreto deles produ- zidos.
A invenção não está naturalmente restrita ao exemplo de execu- ção mostrado e descrito. Os aceleradores presentes em solução aquosa po- dem também ser empregados secos, por exemplo por um processo de pul- verização a seco em geral conhecido. O pó seco assim obtido, que é facil- mente solúvel em água, é dissolvido em água antes do emprego e depois empregado como o acelerador líquido. As amostras preparadas segundo os exemplos 1 a 5 podem também ser produzidas em uma faixa de temperatura da temperatura ambiente TA até 90°C, de preferência, no entanto em uma faixa de 50 a 80°C.

Claims (14)

1. Acelerador de solidificação e endurecimento para aglutinantes hidráulicos, caracterizado pelo fato de abranger Al2(SC>4)3 sulfato de alumí- nio, AI(OH)3 hidróxido de alumínio e 0,5 a 10% em peso de ácido mineral em solução aquosa, em que (em % em peso) a proporção de sulfato de alumínio é de 10 a 50% e a proporção de hidróxido de alumínio é de 5 a 30%, o ácido mineral presente compreende (em % em peso) de 1 a 5% de H3PO4 ácido fosfórico e/ou 0,5 a 3,0% de H3BO3 ácido bórico.
2. Acelerador de solidificação e endurecimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que (em % em peso) a fração de sulfato de alumínio abrange 30 - 50 % e/ou a fração de hidróxido de alumíni 5 - 20 %.
3. Acelerador de solidificação e endurecimento de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que (em % em peso) a fra- ção de sulfato de alumínio abrange 40 - 45 % e/ou a fração de hidróxido de alumínio 10 -17 % e/ou a fração de ácido mineral 0,5 - 8%.
4. Acelerador de solidificação e de endurecimento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que (em % em peso) estão presentes 0 -10% de alcanolamina e/ou 0 - 5,0 % de solvente e/ou 0-20 % de estabilizador,
5. Acelerador de solidificação e de endurecimento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que (em % em peso) estão presentes 0 - 5 % de alcanolamina e/ou 0 - 10 % de estabilizador e/ou 0 - 3,0 % de solvente.
6. Acelerador de solidificação e de endurecimento de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que a alcanolamina é uma dietanolamina.
7. Acelerador de solidificação e de endurecimento de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que o estabilizador é um sol de sílica.
8. Acelerador de solidificação e de endurecimento de acordo com a reivindicação 4 ou 5, caracterizado pelo fato de que o solvente é um policarboxilato.
9. Acelerador de solidificação e de endurecimento para agluti- nantes hidráulicos de acordo com uma das reivindicações 1 a 8, caracteriza- do pelo fato de ser empregado para um concreto injetado ou argamassa inje- tada.
10. Processo para a produção de um acelerador de solidificação e endurecimento, caracterizado pelo fato de que um acelerador de solidifica- ção e endurecimento presente em solução aquosa como definida nas reivin- dicações 1 a 8, é seco, especialmente por um processo de secagem por a- tomização.
11. Processo para a produção de um acelerador de solidificação e endurecimento de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo fato de que a mistura seca obtida antes da adição ao aglutinante hidráulico é dissol- vida em água.
12. Processo para a produção de um acelerador de solidificação e endurecimento como definido em uma das reivindicações 1 a 8, caracteri- zado pelo fato de que quando da produção da solução aquosa e da adição dos componentes quando da produção da solução esta é aquecida em uma faixa da temperatura ambiente até 90°C.
13. Processo para a produção de um acelerador de solidificação e endurecimento de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo fato de que a solução é aquecida em 50 - 80°C.
14. Processo para aceleração de solidificação e do endureci- mento de aglutinantes hidráulicos bem como de argamassa ou concreto de- Ies preparados, caracterizado pelo fato de que a uma mistura, que contém aglutinantes hidráulicos, é adicionado um acelerador de solidificação e de endurecimento como definido nas reivindicações 1 a 8, em uma quantidade de 0,1 a 10 % em peso com relação ao peso do aglutinante hidráulico.
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