BR112015008601B1

BR112015008601B1 - Argamassa

Info

Publication number: BR112015008601B1
Application number: BR112015008601-2A
Authority: BR
Inventors: Grit Grote; Marc SCHMITZ; Robert Baumann
Original assignee: Dow Global Technologies Llc
Priority date: 2012-10-18
Filing date: 2013-10-07
Publication date: 2021-04-27
Also published as: WO2014062401A1; JP6294331B2; EP2890657A1; US20150259248A1; PL2890657T3; BR112015008601A2; US9346712B2; CN104703943B; JP2015534936A; CN104703943A; DK2890657T3; ES2731759T3; EP2890657B1

Abstract

argamassa uma argamassa contém cimento, um ou mais de um aditivo mineral, superplastificante, agregados, hidroxietil metil celulose e água, metil em que a hidroxietil metil celulose é caracterizada pela soma de sua substituição molecular com hidroxietila e grau de substituição de metila é 1,90 e superior e 2,30 ou inferior e sua viscosidade como uma solução aquosa a 2 por cento em peso que é abaixo de 30.000 milipascal * segundo.

Description

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO Campo da invenção

[01] A presente invenção refere-se a argamassas adequadas para utilização em formulações de concreto de autocompactação e, em particular, tais argamassas compreendendo hidroxietil metil celulose.

Introdução

[02] Concreto especializado conhecido como concreto de autocompactação (SCC), também conhecido como concreto de autoconsolidação, é material especializado relativamente novo. Desenvolvimento da SCC tem sido atribuído a pesquisadores japoneses que descobriram uma formulação concreta agora conhecido como SCC. Composições de SCC são diferentes de outras formulações de concreto. SCC pode fluir em torno das obstruções num molde e fluir para dentro de cantos de um molde exclusivamente sob o seu próprio peso sem a necessidade de vibração para distribuir o concreto no molde. SCCs tendem a fluir sem retenção de ar, assim permitindo vazamento de estruturas de concreto duráveis de formas complexas sem a complicação de vibração da estrutura durante a fundição para distribuir o material e retirar o ar.

[03] Para obter o desempenho desejado de um SCC, a formulação deve ter uma baixa tensão de escoamento e uma elevada viscosidade plástica. Tensão de escoamento é uma medida da quantidade de energia necessária para fazer o SCC fluir. Para se qualificar como um SCC, o concreto deve fluir sob seu próprio peso. Para um concreto fluir sob seu próprio peso deve ter uma baixa de tensão de escoamento. Viscosidade plástica é uma medida da resistência de um material tem que fluir, como um resultado do atrito interno. SCC deve ter uma elevada viscosidade plástica, a fim de manter uma mistura homogênea de agregados suspensos em vez de permitir os agregados de segregar dentro da formulação de concreto. O SCC deve ter uma viscosidade plástica alta, evitando a segregação, vazamento excessivo e aprisionamento de ar excessivo. A fim de alcançar estas propriedades desejáveis, a SCC tem uma composição única e é sensível a mudanças de composição.

[04] A tensão de escoamento, viscosidade plástica e outras propriedades reológicas de um SCC são ditadas pela argamassa SCC (isto é, as propriedades de uma argamassa de SCC). É comum desenvolver formulações de concreto por primeiro desenvolvendo composições de argamassa com propriedades reológicas desejáveis. A argamassa pode então ser formulada com agregado apropriado para formar um SCC. Métodos úteis para a caracterização de uma argamassa para determinar se ela é adequada como uma argamassa SCC inclui um teste de assentamento, tempo de descarga de funil em V e valor de vazamento. Para ser adequado para utilização como uma formulação de SCC, é particularmente desejável para uma argamassa ter simultaneamente um valor de assentamento que é maior de 290 milímetros, um tempo de descarga de funil em V que é menos de cinco segundos e um valor de vazamento que é menos de três por cento.

[05] Um dos componentes frequentemente utilizados em SCC e argamassa SCC é um agente modificador da viscosidade (VMA). VMAs normalmente servem para aumentar a viscosidade de uma argamassa e concreto. VMAs ajudam a evitar a segregação e vazamento e fornecem uma formulação de concreto de é robusto contra a variação de água e variação de matérias-primas. No entanto, a seleção de um VMA adequado é um desafio, porque enquanto desejavelmente aumenta a viscosidade, o VMA também pode aumentar indesejavelmente a tensão de escoamento da SCC e, assim, inibir a sua natureza de autocompactação ou aumentar a sua probabilidade de interceptar as bolhas de ar. Portanto, a seleção de um VMA apropriado para SCCs e argamassas de SCC é restringido, principalmente, a um grupo relativamente pequeno de materiais. Exemplos de VMA comum utilizados em SCCs incluem amido (o que tende a influenciar negativamente a tensão de escoamento) de argila (o que tende a influenciar negativamente a tensão de escoamento), goma Welan e goma diutan (que são caras e que tendem a impactar negativamente a viscosidade plástica), hidroxietil celulose (que tende a impactar negativamente as propriedades de fluxo) e polímeros sintéticos baseados em poliacrilatos (que são caros e que tendem a impactar negativamente a tensão de escoamento).

[06] É desejável identificar uma alternativa de VMA adequado para utilização em SCC e argamassa SCC que oferece vantagens sobre o atual VMA. Por exemplo, hidroxietil metil celulose (HEMC) é um VMA que é menos caro do que muitos dos VMA comuns. No entanto, os polímeros HEMC não são usados em formulações de SCC porque eles tendem a ter muito alta, de uma viscosidade, o que resulta em um valor de assentamento que é demasiado baixo para uma qualidade SCC. HEMCs também tendem a induzir a incorporação de ar em uma argamassa e concreto, resultando assim em menor densidade e argamassa de qualidade inferior e concreto. É desejável identificar uma alternativa de VMA que é adequado para a formulação de uma argamassa SCC que tem simultaneamente um valor de assentamento que é maior de 290 milímetros, um tempo de descarga de funil em V que é menos de cinco segundos e um valor de vazamento que é menos do que três por cento. Seria ainda desejável que o VMA não resultasse em indesejavelmente elevada retenção de ar como experimentado com HEMCs típicos.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[07] A presente invenção oferece uma argamassa adequada, como argamassa SCC, ou mesmo um SCC, que compreende um VMA alternativo. Em particular, a presente invenção fornece uma argamassa SCC que compreende um HEMC especial que proporciona, surpreendentemente uma combinação adequada de propriedades que satisfaz as necessidades de uma argamassa SCC. Em contraste com a maioria de HEMCs, as HEMCs utilizadas na presente invenção não têm uma viscosidade excessivamente elevada (superior a 30.000 miliPascals * segundos para uma solução aquosa a 2% em peso) e pode produzir uma argamassa SCC com um assentamento desejável (superior a 290 milímetros), um tempo de descarga de funil em V que é de cinco segundos ou menos e um valor de vazamento, que é inferior a três por cento. O HEMC ainda mais surpreendentemente induz menos aprisionamento de ar do que outras opções de HEMC.

[08] Surpreendentemente a pesquisa que conduziu a presente invenção revelou que HEMCs com uma viscosidade numa solução aquosa a 2 por cento em peso que está abaixo de 30.000 miliPascals * segundos e caracterizado pela soma da substituição molecular de hidroxietila (MS) e grau de substituição de metila (DS) sendo 1,90 ou superior e 2,30 ou menor pode servir como agentes modificadores de viscosidade como adequados na preparação de argamassas aceitável como argamassas SCC (isto é, argamassas com os acima desejavelmente mencionados valores de assentamento, tempos de descarga de funil em V e valores vazamento), mesmo quando outras HEMCs não são adequadas, em tal um uso. Mais surpreendentemente, o HEMC particular, caracterizado ainda por um valor maior do que MS 0,01 e 0,5 ou menos em combinação com um valor DS superior a 1,65 e 2,2 ou menos é particularmente benéfico na obtenção de valores de assentamento desejáveis, o tempo de descarga de funil em V e valores de vazamento enquanto alcançando menos aprisionamento de ar do que outras HEMCs.

[09] Num primeiro aspecto, a presente invenção é uma argamassa que compreende cimento, um ou mais de um aditivo mineral, superplastificante, agregados, uma hidroxietil metil celulose e água, em que a hidroxietil metil celulose é caracterizado por a soma da sua substituição molecular de hidroxietila e grau de substituição de metila é de 1,90 ou superior e 2,30 ou inferior e a sua viscosidade como uma solução aquosa a 2 por cento em peso que está abaixo de 30.000 miliPascals * segundos.

[10] A presente invenção é particularmente útil como um concreto de autocompactação para uso em qualquer lugar onde o concreto de autocompactação é utilizado atualmente.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[11] Os métodos de ensaio se referem ao método de ensaio mais recente a partir da data de prioridade do presente documento, a menos que o número do método de ensaio compreenda uma data diferente. Referências a métodos de ensaio contêm tanto uma referência para a sociedade de ensaio e o número do método de ensaio. As seguintes abreviaturas do método de ensaio se aplicam aqui: ASTM refere-se a ASTM International (anteriormente conhecida como American Society for Testing and Materials); EN refere-se a Norma Europeia; NF refere-se a Associação Francesa de normalização; DIN refere-se ao Instituto Deutsches für Normung; e ISO refere-se à International Organization for Standards.

[12] "Múltiplo" significa dois ou mais. "E/ou" significa "e, ou como uma alternativa". Todas as faixas incluem pontos extremos salvo indicação em contrário. "Comp Ex" e "Exemplo Comparativo" são intercambiáveis como são "Exemplo" e "Ex".

[13] "Argamassa" aqui refere-se a uma formulação que compreende cimento, água, e opcionalmente aditivos adicionais. Argamassas tipicamente ainda compreendem aditivos minerais, agregados e um modificador de viscosidade.

[14] "Concreto" aqui refere-se a uma argamassa que compreende agregados grosseiros.

[15] Argamassas da presente invenção compreendem cimento, água, finos, superplastificante, agregados e hidroxietil metil celulose e são particularmente desejáveis para utilização em formulações de autocompactação de concreto.

[16] O cimento pode ser qualquer cimento adequado para utilização em formulações de autocompactação de concreto (SCC). Por exemplo, o cimento pode ser um ou qualquer combinação de mais de um cimento selecionado a partir de cimento de silicato de cálcio hidráulico, cal contendo cimento, cimento alcalino, estuque e gesso. Particularmente desejável é o cimento Portland, especialmente os tipos CEM I, II, III, IV, e V e/ou cimento de alumina (cimento de aluminato).

[17] Aditivos minerais são selecionados a partir de escória (como definido em NF EN 197-1 Padrão, ponto 5.2.2), materiais pozolânicos (conforme definido na NF EN197-1 Padrão, ponto 5.2.3), cinza como (como definido na NF En 197-1 Padrão, ponto 5.2.4), cinzas volantes (como definido na NF EN 197-1 parágrafo Padrão 5.2.4), xisto (como definido na NF EN 197-1 parágrafo Padrão 5.2.5), calcário (conforme definido em NF EN 197-1 parágrafo Padrão 5.2.6), e/ou sílica fumada (como definido na NF EN 197-1 parágrafo Padrão 5.2.7).

[18] Superplastificante é um componente característico da argamassa SCC que aumenta a fluidez da argamassa, que permite que a argamassa SCC (ou o próprio SCC) conformar facilmente em torno de obstáculos e preencher os espaços vazios num espaço. Superplastificantes são também conhecidos como redutores de água, pois podem reduzir a proporção de água-cimento de uma argamassa. Superplastificantes adequados para utilização na argamassa da presente invenção incluem qualquer um dos que são adequados para utilização na formulação SCC. Exemplos de superplastificantes adequados para utilização na argamassa da presente invenção incluem condensados sulfonados de melamina-formaldeído, condensados sulfonados de naftaleno formaldeído, policarboxilatos e lignossulfonatos. Superplastificantes estão tipicamente presentes numa concentração de 0,1% em peso ou mais e 2,0% em peso ou menos com base no peso total de cimento.

[19] Os agregados são normalmente classificados como agregados finos e grossos. A argamassa da presente invenção pode conter apenas os agregados finos, apenas os agregados grosseiros ou, de preferência, uma combinação de agregados finos e grosseiros. Os agregados são classificados como finos ou grosseiros de acordo com a classificação da ASTM C33. Em geral, os agregados finos passam integralmente através de uma peneira de 9,5 milímetros (mm) e até 10 por cento em assa vai passar por uma peneira de 150 micrômetros (peneira No. 100). Agregados grosseiros são classificados em um número de diferentes tipos de acordo com a norma ASTM C33 e são de maior distribuição total de tamanho do que os agregados finos. Os agregados são materiais inorgânicos em geral que ocorrem naturalmente, tais como rochas e/ou minerais, onde as rochas são geralmente compostas de vários minerais. Agregados finos são geralmente em uma forma de areia. Agregados grosseiros são frequentemente escolhidos de cascalho, brita e materiais semelhantes.

[20] A argamassa da presente invenção compreende ainda um tipo particular de hidroxietil metil celulose (HEMC). Surpreendentemente, a presente invenção é um resultado da descoberta de um tipo particular de HEMC que é adequado para utilização em argamassas, particularmente argamassas SCC. Os compostos de HEMC da presente invenção fornecem exclusivamente tanto do ponto de escoamento ideal quanto níveis de viscosidade plástica em uma argamassa. Descobriu-se ainda que alguns dos compostos de HEMC aprisionam menos ar do que outros compostos de HEMC, causando assim menos aprisionamento de ar em uma argamassa do que outros compostos de HEMC. Geralmente, HEMC serve para aumentar a viscosidade plástica numa argamassa sem aumentar o ponto de escoamento para um nível indesejavelmente elevado. Os compostos de HEMC da presente invenção têm níveis e tipos particulares de substituição que foram surpreendentemente encontrados para aumentar a viscosidade plástica numa argamassa sem aumentar o ponto de escoamento para um nível indesejavelmente elevado. Além disso, a HEMC da presente invenção proporciona para uma argamassa que tem um assentamento desejável (mais de 290 mm), descarga de funil em V desejável (menos de cinco segundos no teste aqui descrito), e os valores desejáveis de vazamento (menos do que três por cento). Modalidades preferidas da presente invenção possuem ainda menos ar aprisionado do que as argamassas feitas com outras HEMCs.

[21] A HEMC da presente invenção pode ser caracterizada pelos seus valores de MS e DS. O valor MS é uma medida do nível de substituição molecular de grupos hidroxietila por unidade de anidroglicose da espinha dorsal de celulose na HEMC (isto é, o grau de substituição molecular da hidroxietila). O valor DS é uma medida do grau de substituição com grupos metila por unidade de anidroglicose da espinha dorsal de celulose (isto é, grau de substituição de metila). Determinar valores de MS e DS para uma HEMC pelo método de Zeisel para determinar ligações alcoxi num composto orgânico por tratamento com iodeto de hidrogênio e de fósforo vermelho. O exame dos alcaloides resultantes e alquenos por cromatografia gasosa permite a determinação de valores de MS e DS.

[22] A HEMC da presente invenção é caracterizada pela soma dos valores de MS e DS como sendo 1,90 ou superior, de preferência 1,95 ou superior e, ao mesmo tempo que é 2,30 ou inferior, e que pode ser 2,20 ou inferior, 2,15 ou inferior, 2,13 ou inferior, mesmo 2,10 ou inferior.

[23] É ainda desejável que s HEMC tenha um MS que é maior do que 0,01, de preferência, que é de 0,05 ou superior, ainda mais preferencialmente, que é de 0,1 ou superior e ainda mais preferencialmente, que é de 0,18 ou superior e, ao mesmo tempo que é de 0,5 ou menos, preferencialmente de 0,4 ou menos, ainda mais preferencialmente 0,35 ou menos, ainda mais preferencialmente 0,33 ou menos. Ao mesmo tempo, o HEMC da presente invenção, desejavelmente, tem um DS que é maior do que 1,65, preferencialmente 1,70 ou superior, mais preferivelmente de 1,72 ou superior e ainda mais preferencialmente 1,8 ou superior e, ao mesmo tempo que é inferior a 2,2, de preferência 2,0 ou menos e mais preferencialmente de 1,9 ou menos. Se o valor de MS é inferior a 0,01, então, o polímero seria essencialmente metil celulose, que tem uma temperatura de termogelação suficientemente baixa que o controle de reologia seria indesejavelmente perdido a uma temperatura acima de 30°C. Se o valor de MS é maior do que 0,5, então a HEMC tende a resultar numa argamassa que tem aprisionamento de ar e propriedades de retenção excessivas, o que resulta em indesejável argamassas de baixa densidade e de concreto de qualidade inferior. Se o valor DS é inferior a 1,65, então, a HEMC teria um efeito inaceitável sobre o retardo da fixação de cimento. Se o valor de DS é maior do que 2,2, então a HEMC não é suficientemente solúvel em água para uso em uma argamassa. Quando a HEMC tem valores de MS e DS nestas faixas preferidas, foi descoberto que a HEMC é menos susceptível de aprisionar ar numa argamassa que quando os valores de MS e DS estão fora destas faixas preferidas.

[24] A HEMC da presente invenção tem uma viscosidade em solução aquosa a dois por cento em peso (% em peso) que é inferior a 30.000 miliPascals * segundos (mPa * s). Ao mesmo tempo, é desejável que o HEMC tenha uma viscosidade de 1.500 mPa * s ou superior, de preferência 3.000 mPa * s ou superior, e mais preferencialmente de 5.000 mPa * s ou superior. Determinar a viscosidade de uma solução aquosa a dois por cento em peso de HEMC a 20°C a uma taxa de cisalhamento fixa de 2,55 seg-1 num reômetro Rotovisco. Determinar solução aquosa % em peso pelo peso de HEMC em relação ao peso total da solução. Se a HEMC tem uma viscosidade em uma solução aquosa de dois % em peso que é maior do que 30.000 mPa * s, então, a argamassa resultante tende a ter um assentamento indesejavelmente baixa e/ou um tempo de funil em V que é indesejavelmente longo, o que significa que as propriedades de escoamento da argamassa tornaram-se indesejáveis. Se a viscosidade do HEMC é inferior a 1.500 mPa * s, a HEMC tende a ser muito ineficaz a modificar a viscosidade de uma argamassa, necessária uma grande quantidade de HEMC a ser adicionada para modificar a viscosidade.

[25] A concentração de HEMC na argamassa da presente invenção é desejavelmente de 0,01% em peso ou mais, preferivelmente 0,05% em peso ou mais e, ao mesmo tempo é desejavelmente 1,0% em peso ou menos, preferivelmente 0,5% em peso ou menos baseados no peso total do cimento. Se a concentração de HEMC é menos do que 0,01% em peso, então, a argamassa ou concreto vai vazar e segregar devido à insuficiente estabilidade. Se a concentração de HEMC é mais do que 1,0% em peso, então a formulação da argamassa torna-se cara e, dependendo da viscosidade de HEMC, a viscosidade da argamassa pode tornar-se demasiado alta.

[26] A água também está presente na argamassa da presente invenção. Para formar uma argamassa de qualidade, a proporção em volume de água para cimento (água/cimento) deve ser tão pequena quanto possível. É desejável que a argamassa tenha uma proporção de água/cimento menor do que 0,5. Maiores proporções de água/cimento irão resultar em resistência do concreto indesejavelmente baixa. A proporção de água/cimento deve ser suficientemente elevada de modo a hidrolisar completamente o cimento na argamassa. Tipicamente, a proporção água/cimento é de 0,4 ou superior. Se a proporção água/cimento é abaixo de 0,4, é difícil hidratar suficientemente o cimento e insuficientemente cimento hidratado vai resultar em indesejavelmente baixa resistência da argamassa ou concreto.

[27] A argamassa pode, opcionalmente, compreender um ou qualquer combinação de mais de um aditivo adicional, se desejado. Por exemplo, um ou qualquer combinação de mais do que um dos seguintes aditivos pode estar presente na argamassa: aceleradores, retardadores, dispersantes, espessantes sintéticos, pigmentos, agentes de redução, e antiespumantes. Geralmente, a argamassa compreende até cinco % em peso de um ou uma combinação de mais do que um aditivo adicional.

[28] A argamassa tem as seguintes características, quando caracterizada por uma ausência de agregado grosseiro: valor de assentamento de mais de 290 milímetros, um tempo de descarga de funil em V que é menos de cinco segundos e um valor de vazamento, que é menos do que três por cento.

[29] Assentamento é uma medida de quanto uma argamassa é capaz de fluir sob o seu próprio peso e, assim, fornece uma indicação da tensão de escoamento da argamassa. Medida do assentamento, também chamada de fluxo do assentamento, mediante depósito de um determinado volume de argamassa no vidro úmido e medir a extensão que a argamassa se espalha. Definir um funil de cone (cone de assentamento) tendo um diâmetro de abertura inferior de 100 mm, um diâmetro de abertura de topo de 70 mm e uma altura de 60 mm, com a abertura de fundo sobre uma placa de vidro umedecido (úmido 10 segundos antes de testar). Encher o cone com argamassa e, em seguida, rapidamente puxar o cone verticalmente fora a partir da placa para liberar totalmente a argamassa sobre a placa. Uma vez que a argamassa deixa de se espalhar medir o diâmetro do bolo de argamassa resultante em quatro localizações espaçadas igualmente em torno do bolo de argamassa. A média dos quatro diâmetros é o valor de assentamento para a argamassa. Um valor de assentamento de mais de 290 milímetros é desejável e corresponde a uma argamassa tendo uma tensão de escoamento baixa suficiente para servir como uma argamassa SCC.

[30] Tempo de descarga de funil em V fornece uma medida da fluidez e viscosidade de uma argamassa. O teste de descarga de funil em V utiliza um funil retangular em forma de V possuindo uma abertura de topo retangular que é de 275 mm de comprimento e 30 mm de largura. A abertura do funil diminui uniformemente na dimensão 275 milímetros a 30 milímetros mais de uma altura de 245 mm para formar um bico de funil quadrado de 30 milímetros por 30 milímetros que se estende por uma altura adicional de 75 mm, quando o funil tem uma aba que pode de modo reversível fechar para selar o fundo de 30 milímetros por 30 milímetros do funil. Umedecer a superfície interior do funil em V e, com a aba fechada, enchê-lo com argamassa. Abrir a aba uma vez que o funil em V é cheio e registrar o tempo que leva para que a argamassa escoe para fora do fundo do funil. Esse tempo é o tempo de descarga do funil em V. Argamassas da presente invenção têm, desejavelmente, um tempo de descarga do funil em V que é menos do que cinco segundos. Se o tempo de descarga do funil em V é mais de cinco segundos a argamassa tende a ter propriedades de fluxo insuficientes para um SCC.

[31] Valor de vazamento é uma medida do grau de vazamento que uma argamassa experimenta. O vazamento é o desenvolvimento de uma camada de água no topo ou superfície de concreto recentemente colocado. É causada pela sedimentação das partículas sólidas na argamassa acompanhadas por deslocamento ascendente da água. Enquanto alguns vazamentos são aceitáveis, vazamento excessivo aumenta a relação de água-cimento arruma a superfície superior e que pode resultar em uma superfície superior fraca de concreto. Determinar um valor de vazamento para uma argamassa por pesagem de um copo de 500 mililitros (ml), acrescentando ao copo aproximadamente 375 ml de argamassa, pesando novamente para determinar o peso da argamassa no copo, cobrindo o copo e argamassa para evitar a evaporação da água e deixar descansar por 30 minutos. Após assentar, retirar toda a água de superfície a partir do topo da argamassa e pesar o copo e argamassa novamente para determinar quanta água foi removida. Repita a remoção de água e pesagem do copo a cada hora até vazamento cessar. Calcular o valor do vazamento como uma percentagem usando a seguinte fórmula: Vazamento (%) = 100 x [massa total de água retirada (g)] / [(W) x (Massa da Argamassa)] onde a Massa da Argamassa, é massa de argamassa inicialmente colocada no copo, em gramas, e W é a relação de massa de água na argamassa inicial, tal como determinado pela divisão da massa de água na argamassa em gramas, dividido pela massa da argamassa em gramas. Argamassas da presente invenção têm, desejavelmente, um valor de vazamento, que é menos do que três por cento.

[32] A argamassa desejavelmente aprisiona tão pouco ar quanto possível durante a mistura, transporte e distribuição. Quando o ar fica retido numa argamassa, quer na forma de argamassa ou concreto, os vazios de ar resultantes formam heterogeneidades indesejáveis no material resultante que podem ser visualmente não atraentes e que podem enfraquecer estruturalmente o material. Uma das desvantagens do uso de HEMCs típicas como VMA numa argamassa é que HEMC tende a facilitar a retenção do ar numa argamassa. Surpreendentemente, as formulações de argamassa da presente invenção retêm menos ar do que as formulações de argamassa contendo HEMCs diferentes dos descritos na presente invenção. Em particular, foi descoberto que quando a HEMC tem um MS que é maior do que 0,01, de preferência, que é de 0,05 ou superior, ainda mais preferencialmente, que é de 0,1 ou superior e ainda mais preferencialmente, que é de 0,18 ou superior e, ao mesmo tempo que é de 0,5 ou menos, preferivelmente 0,4 ou menos, ainda mais preferencialmente 0,35 ou menos, ainda mais preferencialmente 0,33 ou menos e, ao mesmo tempo, tem um DS que é maior do que 1,65, preferencialmente 1,70 ou mais, mais preferivelmente de 1,72 ou mais e ainda mais preferencialmente 1,8 ou superior e, ao mesmo tempo que é inferior a 2,2, preferivelmente 2,0 ou menos e mais preferencialmente de 1,9 ou menos a argamassa tende a aprisionar menos ar do que as argamassas contendo HEMCs fora desta descrição.

[33] Uma maneira de comparar a extensão do aprisionamento de ar numa argamassa é através da comparação da densidade de argamassas. Argamassas similares devem ter densidades semelhantes. Uma argamassa com uma densidade menor do que uma argamassa semelhante tem mais ar retido do que a argamassa de maior densidade. Os Exemplos e Exemplos Comparativos ilustram aqui que as argamassas da presente invenção tendem a ter uma densidade mais baixa do que as argamassas comparáveis com HEMCs fora do âmbito da presente invenção.

[34] Preparar argamassas da presente invenção adicionando primeiro todos os componentes secos em conjunto e misturar, em seguida adicionar quaisquer componentes aquosos e, em seguida, toda a água restante e em seguida misturados. É desejável de se tomar cuidado durante a mistura para minimizar ou evitar a retenção de ar na argamassa, enquanto se mistura.

[35] Os exemplos seguintes servem para ilustrar modalidades da presente invenção.

Exemplos Formulação da Argamassa

[36] Preparar as argamassas para os exemplos e exemplos comparativos usando os componentes da Tabela 1, preparando primeiro uma Mistura a seco 1, combinando o cimento, cinzas volantes e estabilizador. Em seguida, preparar uma Mistura a seco 2 combinando o Agregados 1 a 3. Em seguida, combinar a água e superplastificante em uma tigela de mistura para um misturador ToniMIX (disponível a partir de Toni Technik). Durante a mistura no nível 1 de mistura adicionar Mistura a seco 1 e Mistura a seco 2 a tigela de mistura. Misturar os componentes resultantes durante 30 segundos no nível um e, em seguida, por 30 segundos no nível dois. Deixar a mistura em repouso durante 90 segundos para dissolver aditivo solúvel e depois homogeneizar de novo durante 60 segundos no nível 2. A mistura resultante serve como uma argamassa. Tabela 1

Preparação de HEMC

[37] Prepare os HEMCs usando uma reação padrão de pressão de dois estágios tal como descrito, por exemplo, nas EP1180526B1 e EP1589035A1. As discussões seguintes fornecem orientação mais específica para as HEMCs dos presentes exemplos.

HEMC para Exemplo (Ex) 1

[38] Carga de polpa de celulose de madeira finamente moída tendo uma viscosidade intrínseca de aproximadamente 800 mililitros por grama (ml/g) para, um reator agitado com camisa. Evacuar, purgar o reator com nitrogênio e, em seguida evacuar de novo para remover o oxigênio. Ajustar a temperatura para 25°C. No primeiro estágio, pulverizar 4,7 moles de éter dimetílico e 3,2 mol de cloreto de metila sobre a pasta de celulose por mol de celulose. Em seguida, adicionar rapidamente 1,19 moles de hidróxido de sódio (solução aquosa a 50% em peso) por mol de celulose. Agitar a mistura resultante durante 30 minutos a 25°C e em seguida adicionar 0,5 moles de óxido de etileno por mol de celulose para o reator. Continuamente aquecer os conteúdos do reator para 80°C pela elevação de temperatura ao longo de 30 minutos. Permitir a mistura reagir durante 30 minutos a 80°C.

[39] Comece um segundo estágio por adição de uma outra dose de 1,3 moles de cloreto de metila por mol de celulose. Em seguida, após adição completa do cloreto de metila, adicionar rapidamente uma nova dose de 0,9 moles de hidróxido de sódio (solução aquosa a 50% em peso) por mol de celulose. Manter uma temperatura de 80°C durante 80 minutos para completar a reação. Secar e moer a HEMC úmida resultante por qualquer método conhecido na técnica.

HEMC para o Ex 2

[40] Preparado da mesma maneira como a HEMC para Ex 1, com exceção da utilização de 1,0 mol de hidróxido de sódio por mol de celulose no segundo estágio.

HEMC para o Ex 3

[41] Carga de polpa de celulose de madeira finamente moída (viscosidade intrínseca aprox. 800 ml/g) para um reator agitado com camisa. Evacuar, purgar o reator com nitrogênio e, em seguida aspirar de novo para remover o oxigénio. Ajustar a temperatura para 45°C. No primeiro estágio, pulverizar 5,8 moles de éter dimetílico por mol de celulose e 2,7 moles de cloreto de metila por mol de celulose na polpa de celulose. Em seguida, adicionar continuamente 2,3 moles de hidróxido de sódio (solução aquosa a 50% em peso) por mol de celulose ao longo de 18 minutos. Agitar a mistura resultante durante 2 minutos a 45°C e depois adicionar 0,48 moles de óxido de etileno por mol de celulose para o reator. Continuamente aquecer os conteúdos do reator para 70°C ao longo de um período de 45 minutos. Comece um segundo estágio da reação pela adição de 1,9 moles de cloreto de metila por mol de celulose. Diretamente após adicionar o cloreto de metila uniformemente adicionar 1,2 moles de hidróxido de sódio (solução aquosa a 50% em peso) por mol de celulose mais 31 minutos. Manter uma temperatura de 70°C durante 10 minutos. Em seguida, aquecer os conteúdos do reator em 15 minutos a 80°C e deixar reagir a esta temperatura durante 55 minutos para completar a reação. Secar e moer a HEMC úmido resultante por qualquer método conhecido na técnica.

HEMC para o Ex 4

[42] Preparado da mesma maneira como a HEMC para o Ex 3, exceto usar uma pasta de madeira com uma viscosidade intrínseca tendo aproximadamente 1.300 ml/g e 0,32 moles de óxido de etileno por mol de celulose em vez de 0,48 na primeira etapa da reação.

HEMC para o Ex 5

[43] Preparado do modo como a HEMC para Ex 3 exceto usar uma pasta de madeira com uma viscosidade intrínseca de aproximadamente 600 ml/g.

HEMC para o Ex 6

[44] Preparado da mesma maneira como a HEMC para o Ex 1 exceto o uso de uma pasta de celulose com uma viscosidade intrínseca de aproximadamente 1.300 ml/g e na primeira etapa de reação utiliza 0,85 mol de óxido de etileno por mol de celulose e, no segundo estágio da reação utiliza 1,6 moles de hidróxido de sódio (solução aquosa a 50% em peso) por mol de celulose.

HEMC para o Ex 7

[45] Preparado da mesma maneira como a HEMC para o Ex 1 exceto o uso de uma pasta de celulose com uma viscosidade intrínseca de aproximadamente 600 ml/g, no primeiro estágio da reação usa 5,5 moles de éter dimetílico por mol de celulose e 2,3 moles de cloreto de metila por mol de celulose, 2,2 moles de hidróxido de sódio (solução aquosa a 50% em peso) por mol de celulose, e 0,28 moles de óxido de etileno por mol de celulose e, no segundo estágio da reação utiliza 2,3 moles de cloreto de metila por mol de celulose e 1,9 moles de hidróxido de sódio por mol de celulose (solução aquosa a 50% em peso).

HEMC para o Exemplo Comparativo (Ex Comp) A

[46] Preparado da mesma maneira como a HEMC para o Ex 1 exceto o uso de uma pasta de celulose com uma viscosidade intrínseca de aproximadamente 1.300 ml/g, no primeiro estágio da reação usa 4,5 moles de éter dimetílico por mol de celulose e 1,8 moles de hidróxido de sódio (solução aquosa a 50% em peso) por mol de celulose, e 0,14 mol de óxido de etileno por mol de celulose e, no segundo estágio da reação utiliza 0,8 mol de cloreto de metila por mol de celulose e zero mol de hidróxido de sódio por mol de celulose (solução aquosa a 50% em peso).

HEMC para o Ex Comp B

[47] Preparado da mesma maneira como a HEMC para o Ex 1 exceto o uso de uma pasta de celulose com uma viscosidade intrínseca de aproximadamente 1.300 ml/g, no primeiro estágio da reação usa 0,14 mol de óxido de etileno por mol de celulose e, no segundo estágio da reação utiliza 0,2 mol de hidróxido de sódio por mol de celulose (solução aquosa a 50% em peso).

HEMC para o Ex Comp C

[48] Preparado da mesma maneira como a HEMC para o Ex 1 exceto o uso de uma pasta de celulose com uma viscosidade intrínseca de aproximadamente 1.300 ml/g, no primeiro estágio da reação usa de 0,75 mol de óxido de etileno por mol de celulose e, no segundo estágio da reação utiliza 0,3 mol de hidróxido de sódio por mol de celulose (solução aquosa a 50% em peso).

HEMC para o Ex Comp D

[49] Preparado da mesma maneira como a HEMC para o Ex 1 exceto o uso de uma pasta de celulose com uma viscosidade intrínseca de aproximadamente 1.300 ml/g.

HEMC para o Ex Comp E

[50] Preparado da mesma maneira como a HEMC para o Ex 3 exceto por usar uma polpa de celulose com uma viscosidade intrínseca de aproximadamente 1.500 ml/g, no primeiro estágio da reação usa 5,6 moles de éter dimetílico por mol de celulose, 3,1 moles de cloreto de metila por mol de celulose, 2,4 moles de hidróxido de sódio (solução aquosa a 50% em peso) por mol de celulose, 0,35 moles de óxido de etileno por mol de celulose e, no segundo estágio da reação utiliza 1,5 moles de cloreto de metila por mol de celulose e 0,8 mol de hidróxido de sódio (solução aquosa a 50% em peso) por mol de celulose .

HEMC para o Ex Comp F

[51] Preparado da mesma maneira como a HEMC para o Ex 1 exceto o uso de uma pasta de celulose com uma viscosidade intrínseca de aproximadamente 1.500 ml/g, no primeiro estágio da reação usa 4,5 moles de éter dimetílico por mol de celulose, 0,13 mol de óxido de etileno por mol de celulose e no segundo estágio da reação utiliza 1,5 moles de hidróxido de sódio (solução aquosa a 50% em peso) por mol de celulose.

HEMC para o Ex Comp G

[52] Preparado da mesma maneira como a HEMC para o Ex 1 exceto o uso de uma pasta de celulose com uma viscosidade intrínseca de aproximadamente 1.800 ml/g.

HEMC para o Ex Comp H

[53] Preparado da mesma maneira como a HEMC para o Ex 3 exceto o uso de uma pasta de celulose com uma viscosidade intrínseca de aproximadamente 1.500 ml/g.

HEMC para o Ex Comp I

[54] Preparado da mesma maneira como a HEMC para o Ex 1 exceto o uso de uma pasta de celulose com uma viscosidade intrínseca tendo aproximadamente 1.500 ml/g, no primeiro estágio da reação usa 0,13 mol de óxido de etileno por mol de celulose e no segundo estágio da reação usa 0,7 mol de hidróxido de sódio (solução aquosa a 50% em peso) por mol de celulose.

HEMC para o Ex Comp J

[55] Preparado da mesma maneira como a HEMC para o Ex 1 exceto o uso de uma pasta de celulose com uma viscosidade intrínseca de aproximadamente 1.800 ml/g.

HEMC para o Ex Comp K

[56] Preparado da mesma maneira como a HEMC para o Ex 1 exceto o uso de uma pasta de celulose com uma viscosidade intrínseca de aproximadamente 1.300 ml/g, no primeiro estágio da reação usa 3,5 moles de éter dimetílico por mol de celulose, 2,5 moles de hidróxido de sódio (solução aquosa a 50% em peso) por mol de celulose, e 1,7 moles de óxido de etileno por mol de celulose e, no segundo estágio da reação utiliza 2,8 mol de cloreto de metila por mol de celulose e 3.0 moles de hidróxido de sódio (solução aquosa a 50% em peso) por mol de celulose.

HEMC para o Ex Comp L

[57] Preparado da mesma maneira como a HEMC para o Ex 1 exceto o uso de uma pasta de celulose com uma viscosidade intrínseca de aproximadamente 1.300 ml/g, no primeiro estágio da reação usa 1,1 moles de óxido de etileno por mol de celulose e no segundo estágio da reação usa 0,4 mol de hidróxido de sódio (solução aquosa a 50% em peso) por mol de celulose.

Caracterização do Exemplo

[58] A Tabela 2 fornece caracterizações de argamassas da presente invenção com diferentes valores de MS, DS e viscosidade. Determina assentamento, tempo de funil em V e valor de vazamento e como anteriormente descrito aqui. Determina a densidade de uma argamassa fresco imediatamente após preparação de acordo com o método de DIN EN 12350-7.

[59] Para cada um desses Exemplos, cada um do assentamento, tempo de funil V, valor de vazamento e densidade cai dentro dos valores desejados para argamassa SCC. Como afirmado anteriormente, os valores desejados para uma argamassa SCC são um assentamento maior do que 290 milímetros, tempo de V menos de cinco segundos e um valor de vazamento menos do que isso é de três por cento. Para esta composição particular de argamassa, é desejável ter suficientemente baixo aprisionamento de ar de modo a conseguir atingir uma densidade fresca que é maior do que 2000 quilogramas por metro cúbico. Cada um dos Exemplos que tem um DS entre 1,65 e 2,2 e um MS entre 0,01 e 0,5 alcança 0,5 que o nível baixo de retenção de ar, além do assentamento desejado, tempo de funil em V e valores de vazamento. Tabela 2

[60] A Tabela 3 fornece características para argamassas que caem fora do âmbito da presente invenção porque as HEMCs têm um valor para o MS + DS que está abaixo da faixa adequada para utilização na presente invenção. Os dados da Tabela 3 revela que o assentamento e, ocasionalmente, o tempo de funil em V das argamassas resultantes estão fora da faixa desejada para argamassa SCC (mostrado em negrito e itálico). Mesmo que Exs Comps A a C tem uma densidade fresca desejável, elas não conseguem ter Assentamento e tempos de Funil em V desejáveis, portanto estão fora do âmbito da invenção. Tabela 3

[61] A Tabela 4 fornece características para argamassas que caem fora do âmbito da presente invenção porque as HEMCs têm uma viscosidade de uma solução aquosa a dois % em peso que é maior do que 30.000 mPa * s. Os dados da Tabela 3 revelam que quando a HEMC tem como uma alta viscosidade (mesmo se o valor MS + DS está dentro do intervalo) o valor de assentamento e tipicamente o tempo de funil V para a argamassa resultante estão fora das faixas desejadas para uma argamassa SCC (mostrado em negrito e itálico). Tabela 4

[62] Tabela 5 fornece características para argamassas adicionais que caem fora do âmbito da presente invenção porque os valores de viscosidade para a HEMC estão fora da faixa reivindicada (mostradas em negrito). Os dados da Tabela 5 ilustram que estas argamassas têm tempos de Funil em V da Argamassa e tipicamente valores de assentamento que estão fora das faixas desejadas para uma argamassa SSC (mostrado em negrito e itálico). Tabela 5

Claims

1. Argamassa compreendendo cimento, um ou mais de um aditivo mineral, superplastificante, agregados, uma hidroxietil metil celulose (HEMC) e água, em que a hidroxietil metil celulose é caracterizada pelo fato de que a soma da sua substituição molecular (MS) de hidroxietila e grau de substituição (DS) de metila é de 1,90 a 2,30 e sua viscosidade numa solução aquosa a 2 por cento em peso sendo abaixo de 30.000 miliPascal*segundo, a 20°C a uma taxa de cisalhamento fixa de 2,55 seg-1 em um reômetro Rotovisco, em que a MS e o DS são determinados pelo método de Zeisel de tratamento da HEMC com iodeto de hidrogênio e fósforo vermelho, e em que a hidroxietil metil celulose (HEMC) tem uma substituição molecular (MS) de hidroxietila que é superior a 0,01 e menor ou igual a 0,5 e um grau de substituição (DS) de metila que é superior a 1,65 e inferior a 2,2.

2. Argamassa de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a hidroxietil metil celulose está presente a uma concentração de 0,01 por cento em peso ou mais e 1,0 por cento em peso ou menos com base no peso total de cimento.

3. Argamassa de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que ainda compreende agregado grosseiro e fino de modo a formar um concreto, em que o agregado grosseiro tem uma maior distribuição total de tamanho do que o agregado fino que passa integralmente através de uma peneira de 9,5 milímetros e até 10 por cento em massa através de uma peneira de 150 micrômetros, de acordo com ASTM C33.