BR112015012662B1 - processo para a preparação de uma composição aceleradora de endurecimento, composição aceleradora de endurecimento, mistura de material de construção e processo - Google Patents

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Abstract

PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE UMA COMPOSIÇÃO ACELERADORA DE ENDURECIMENTO, COMPOSIÇÃO ACELERADORA DE ENDURECIMENTO, USO DA MESMA E MISTURAS DE MATERIAL DE CONSTRUÇÃO CONTENDO UMA COMPOSIÇÃO ACELERADORA DE ENDURECIMENTO A invenção refere-se a um Processo para a preparação de uma composição aceleradora de endurecimento para reação a uma fonte de cálcio, selecionada a partir de hidróxido de cálcio ou óxido de cálcio com um composto de silicato solúvel em água na presença de pelo menos um agente dispersante polimérico solúvel em água e a composição aceleradora de endurecimento obtenível por dito processo. A composição tem um baixo conteúdo de ânions e de cátions alcalinos e, portanto, é amplamente aplicável em misturas de material de construção.

Description

[0001] A presente invenção refere-se a um processo para a preparação de uma composição aceleradora de endurecimento, a composição aceleradora de endurecimento e o uso da composição aceleradora de endurecimento.
[0002] É conhecido que admisturas sob a forma de dispersantes são frequentemente adicionadas para lamas aquosas de substâncias orgânicas ou inorgânicas pulvurentas, tais como argilas, pó de silicato, gizes, negros de carbono, pó de rochas e ligantes hidráulicos, para melhorar a sua trabalhabilidade, ou seja, capacidade de amassar, espalhabilidade, capacidade de pulverizar, capacidade de bombeamento ou fluidez. Tais misturas são capazes de quebrar aglomerados sólidos, dispersar as partículas formadas e desta forma melhorar a fluidez. Este efeito é também utilizado de forma orientada em particular na preparação de misturas de materiais de construção as quais contenham ligantes hidráulicos, tais como cimento, Cal, gesso, hemihidrato de sulfato de cálcio (bassanita), sulfato de cálcio anidro (anidrita) ou ligantes hidráulicos latentes, tais como cinza volante, escória de alto forno ou pozolanas.
[0003] Para converter estas misturas de material de construção com base em ditos ligantes em uma forma viável pronta para uso, como regra substancialmente mais água de mistura é necessária do que seria necessário para o processo de endurecimento e hidratação subsequente. A proporção de cavidades as quais são formadas no corpo concreto pelo excesso de água a qual evapora posteriormente leva a durabilidade e resistência mecânica significativamente mais pobres.
[0004] A fim de reduzir essa proporção de excesso de água em uma consistência de processamento pré-determinada e/ou para melhorar a trabalhabilidade em uma razão de água/ligante predeterminada, adjuvantes, os quais são geralmente referidos como composições de redutoras de água ou plastificantes são usados. Em particular, copolímeros os quais são preparados por copolimerização de radicais livres de monômeros ácidos com Macro monômeros de poliéter são utilizados na prática como tal composições.
[0005] Além disso, admisturas para misturas de material de construção compreendendo ligantes hidráulicos normalmente também contém aceleradores de endurecimento os quais encurtam o tempo de assentamento do ligante hidráulico. De acordo com WO 02/070425, hidrato de silicato de cálcio em particular presente na forma dispersa (finamente ou particularmente finamente disperso), pode ser usado como tal acelerador de endurecimento. No entanto, hidrato de silicato de cálcio disponíveis comercialmente ou dispersões de hidrato de silicato de cálcio correspondente podem ser consideradas apenas como aceleradores os quais têm pouco efeito de endurecimento.
[0006] Um outro método para produzir um acelerador de endurecimento com base em C-S-H é descrito em 2010 WO/026155, o qual divulga um processo para a preparação de uma composição aceleradora de endurecimento pela reação de um composto de silicato solúvel em água com um composto de silicato de cálcio solúvel em água, a reação do composto de cálcio solúvel em água com o composto de silicato solúvel em água sendo realizados na presença de uma solução aquosa a qual contém um polímero em favo de mel solúvel em água adequado como um plastificante para ligantes hidráulicos. O composto de cálcio solúvel em água em particular é cloreto de cálcio ou nitrato de cálcio. Como vidro solúvel de composto de silicato solúveis em água tendo um baixo módulo é usado preferencialmente. Em uma modalidade, hidróxido de cálcio é reagido com dióxido de silício sob condições alcalinas.
[0007] Os aceleradores de endurecimento conhecidos têm desvantagens, em especial devido os íons restantes no produto. Aceleradores de endurecimento com base em C-S-H os quais são preparados usando ditos compostos de cálcio como uma fonte de cálcio solta uma parte da sua atividade após a secagem. O uso de cloreto de cálcio resulta em misturas corrosivas e o uso de nitrato de cálcio juntamente com compostos orgânicos são críticos de um aspecto de segurança. Produtos com base em acetato de cálcio são higroscópicos, considerando que sulfato de cálcio pode resultar em problemas de solubilidade. A presença de uma elevada quantidade de íons alcalinos é desvantajosa a partir de um aspecto ambiental.
[0008] Para essas desvantagens, os aceleradores de endurecimento conhecidos podem ser usados somente sob certas condições. Como água é desvantajosa para ligantes secos, em particular cimento, a suspensão de acelerador de endurecimento conhecida não pode ser usada para ligantes secos.
[0009] O objeto da presente invenção é, portanto, prover uma composição aceleradora de endurecimento a qual é amplamente aplicável. Um objeto adicional da presente invenção é prover uma composição aceleradora de endurecimento a qual tem um baixo conteúdo de ânions, em particular cloreto e nitrato e um baixo conteúdo de cátions alcalinos. Um objeto adicional da presente invenção é prover uma composição aceleradora de endurecimento, a qual pode ser preparada em forma de pó, para que possa ser usada para ligantes secos.
[0010] Esse objeto é alcançado por um processo para a preparação de uma composição aceleradora de endurecimento com base no hidrato de silicato de cálcio (C-S-H) ao reagir a uma fonte de cálcio a qual é selecionada a partir de hidróxido de cálcio ou óxido de cálcio com um composto de silicato solúvel em água na presença de pelo menos um agente dispersante polimérico solúvel em água, o qual inclui grupos aniônicos e/ou aniogênicos e cadeias laterais de poliéter. MODALIDADES DA INVENÇÃO: 1. Processo para a preparação de uma composição aceleradora de endurecimento para reação a uma fonte de cálcio selecionada a partir de hidróxido de cálcio ou óxido de cálcio com um composto de silicato solúvel em água na presença de pelo menos um agente dispersante polimérico solúvel em água, o qual inclui grupos aniônicos e/ou aniogênicos e cadeias laterais de poliéter. 2. Processo, de acordo com a Modalidade 1, em que a fonte de cálcio e o composto de silicato solúvel em água são adicionados a uma solução aquosa do agente dispersante polimérico solúvel em água. 3. Processo, de acordo com a Modalidade 1, em que solução ou suspensão da fonte de cálcio e uma solução de um composto de silicato solúvel em água são adicionados a uma solução aquosa do agente dispersante solúvel em água. 4. Processo, de acordo com a Modalidade 3, em que a solução ou suspensão da fonte de cálcio, contendo o agente dispersante solúvel em água e a solução do composto de silicato solúvel em água opcionalmente contendo o agente dispersante solúvel em água são misturados ou a solução/suspensão de fonte de cálcio, opcionalmente contendo o agente dispersante solúvel em água e a solução do composto de silicato solúvel em água contendo o agente dispersante solúvel em água são misturados. 5. Processo, de acordo com a Modalidade 3, em que a solução aquosa contendo o agente dispersante solúvel em água e a fonte de cálcio são misturados com uma solução de composto de silicato solúvel em água ou solução aquosa contendo o agente dispersante solúvel em água e um composto de silicato solúvel em água é misturado com uma solução ou suspensão da fonte de cálcio. 6. Processo, de acordo com qualquer uma das Modalidades 2 ou 5, a fonte de cálcio é usada na forma sólida. 7. Processo, de acordo com qualquer uma das Modalidades 1 ou 6, em que os componentes são usados nas seguintes razões: i) 0,01 a 75, preferencialmente de 0,01 a 51, mais preferencialmente 0.01 a 15% em peso de hidróxido de cálcio ou óxido de cálcio, ii) 0,01 a 75, preferencialmente de 0,01 a 55, mais preferencialmente 0,01 a 10% em peso dos compostos de silicato solúvel em água, iii) 0.001 a 60, preferencialmente de 0,1 a 30, mais preferencialmente 0,1 a 10% em peso, de agente dispersante solúvel em água, iv) 24 a 99, preferencialmente de 50 a 99, mais preferencialmente 70 a 99% em peso de água. 8. Processo de acordo com qualquer uma das Modalidades de 1 a 7, em que a solução aquosa além disso contém íons de alumínio e/ou magnésio dissolvidos. 9. Processo de acordo com qualquer uma das Modalidades 1 a 8, em que o hidróxido de cálcio ou óxido de cálcio é usado em conjunto com um sal de cálcio solúvel em água, selecionado a partir de cloreto de cálcio, nitrato de cálcio, formiato de cálcio, acetato de cálcio, bicarbonato de cálcio, brometo de cálcio, carbonato de cálcio, citrato de cálcio, clorato de cálcio, fluoreto de cálcio, gluconato de cálcio, hipoclorito de cálcio, iodato de cálcio, iodeto de cálcio, lactato de cálcio, nitrito de cálcio, oxalato de cálcio, fosfato de cálcio , propionato de cálcio, silicato de cálcio, estearato de cálcio, sulfamato de cálcio, sulfato de cálcio, cloridrato de sulfato de cálcio, sulfato de cálcio di- hidratado, sulfeto de cálcio, tartarato de cálcio, aluminato de cálcio, silicato tricálcico, silicato dicálcico e misturas de dois ou mais dos mesmos. 10. Processo, de acordo com a Modalidade 9, em que o composto de cálcio solúvel em água é selecionado a partir de sulfamato de cálcio, acetato de cálcio, cloreto de cálcio, formiato de cálcio, sulfato de cálcio e misturas de dois ou mais dos mesmos. 11. Processo, de acordo com qualquer uma das Modalidades 1 a 10, em que o composto de silicato solúvel em água é selecionado a partir de silicato de sódio, silicato de potássio, vidro solúvel, silicato de alumínio, silicato tricálcico, silicato dicálcico, silicato de cálcio, ácido silícico, metassilicato de potássio metassilicato de sódio e misturas de dois ou mais dos mesmos. 12. Processo, de acordo com qualquer Modalidade 11, em que o composto de silicato solúvel em água é selecionado a partir de um silicato de metal alcalino com a fórmula m SiO2^ n M2O, em que M é Li, Na, K eNH4, preferencialmente Na ou K ou suas misturas, m e n são números molares e a razão m:n é a partir de cerca de 0,9 a cerca de 4. 13. Processo, de acordo com a Modalidade 12, em que razão de m:n é a partir de cerca de 0,9 a cerca de 3.8, em particular a partir de cerca de 0,9 para cerca de 3.6. 14. Processo, de acordo com a Modalidade 12, em que razão de m:n é a partir de cerca de 2,5 a cerca de 3.8, em particular a partir de cerca de 3 para cerca de 3.6. 15. Processo, de acordo com qualquer uma das Modalidades 12 a 14, em que o composto de silicato solúvel em água é pó de vidro solúvel. 16. Processo, de acordo com qualquer uma das Modalidades de 1 a 15, em que o agente dispersante solúvel em água é um copolímero o qual é produzido por polimerização do radical livre na presença de monômero ácido, preferencialmente monômero de ácido carboxílico e macro monômero de poliéter, assim que completamente pelo menos 45% em mol, preferencialmente pelo menos 80% em mol, de todas as unidades estruturais do copolímero sejam produzidas pela incorporação de monômero ácido , preferencialmente monômero de ácido carboxílico e macro monômero de poliéter sob a forma de unidades polimerizadas. 17. Processo, de acordo com qualquer uma das Modalidades 1 a 16, em que o agente dispersante é um copolímero o qual inclui pelo menos uma unidade estrutural, tendo a fórmula geral (Ia), (Ib), (Ic) e/ou (Id):
Figure img0001
em que: R1 é H ou alquil C1 - C4 ramificado ou não ramificado, CH2COOH ou CH2CO-X-R3, preferencialmente H ou CH3; X é-NH (CnH2n) ou O-(CnH2n), onde n = 1, 2, 3 ou 4, em que o átomo de nitrogênio ou o átomo de oxigênio é ligado ao grupo CO, ou X é uma ligação química, preferencialmente uma ligação química ou O-(CnH2n); R2 é OM, PO3M2, ou O-PO3M2; com a ressalva de que X é uma ligação química, se R2 é OM; R3 é PO3M2, ou O-PO3M2;
Figure img0002
em que: R3 é H ou alquil C1-C4 ramificado ou não ramificado, preferencialmente H ou CH3; n = 0, 1, 2, 3 ou 4, preferencialmente 0 ou 1; R4 é PO3M2, O-PO3M2;
Figure img0003
em que: R5 é H ou alquil C1-C4 ramificado ou não ramificado, preferencialmente H ou CH3; Z é O ou NR7, preferencialmente O; R7 é H, (CnH2n)-OH, (CnH2n)-PO3M2, (CnH2n)-OPO3M2, (C6H4)- PO3M2, ou (C6H4)-OPO3M2; n é 1, 2, 3 ou 4, preferencialmente 1, 2 ou 3; (Id) H R6
Figure img0004
em que: R6 é H ou alquil C1-C4 ramificado ou não ramificado, preferencialmente H; Q é O ou NR7, preferencialmente O; R7 é H, (CnH2n)-OH, (CnH2n)-PO3M2, (CnH2n)-OPO3M2, (C6H4)- PO3M2, ou (C6H4)-OPO3M2; n é 1, 2, 3 ou 4, preferencialmente 1, 2 ou 3; e em que cada M independentemente é H ou um cátion equivalente. 18. Processo, de acordo com a Modalidade 17, em que o agente dispersante inclui como grupos aniônicos ou anionogênicos pelo menos uma unidade estrutural da fórmula (Ia), em que R1 é H ou CH3; e/ou pelo menos uma unidade estrutural da fórmula (Ib), onde R3 é H ou CH3; e/ou pelo menos uma unidade estrutural da fórmula (Ic), em que R5 é H ou CH3 e Z é O; e/ou pelo menos uma unidade estrutural de fórmula (Id), em que R6 é H e Q é O. 19. Processo, de acordo com a Modalidade 17 ou 18, em que o agente dispersante inclui como grupos aniônicos ou anionogênicos pelo menos uma unidade estrutural de fórmula (Ia), em que R1 é H ou CH3 e XR2 é OM ou X é O (CnH2n) com n = 1, 2 , 3 ou 4, em particular 2 e R2 é O-PO3M2. 20. Processo, de acordo com qualquer uma das Modalidades 1 a 19, em que o agente dispersante é um copolímero o qual compreende pelo menos uma unidade estrutural, tendo a fórmula geral (IIa), (IIb), (IIc) e/ou (IId): (IIa)
Figure img0005
em que: R10, R11 e R1. são independentemente uma da outra, H alquil C1 - C4ramificado ou não ramificado; E é alquileno C1- C6- ramificado ou não ramificado, ciclohexileno, CH.-C6H1010, 1,.-fenileno, 1,3-fenileno ou 1,4-fenileno; G é O, NH ou CO-NH, ou E e G juntos formam uma ligação A é CxH2 x onde x = 2, 3, 4 ou 5 (preferencialmente x = 2 ou 3) ou CH2CH(C6H5); N é 0, 1, 2, 3, 4 ou 5, preferencialmente 0, 1 ou 2; a é um número inteiro de 2 a 350 (preferencialmente 5 a 150); R13 é H, alquil C1 - C4 ramificado ou não ramificado, CO-NH2ou COCH3;
Figure img0006
em que: R14 é H ou alquil C1 - C4 ramificado ou não ramificado; E é alquileno C1- C6- ramificado ou não ramificado, ciclohexileno, CH2-C6H1010, 1,2-fenileno, 1,3-fenileno ou 1,4-fenileno; A é CxH2 x onde x = 2, 3, 4 ou 5 preferencialmente 2 ou 3 ou CH2CH(C6H5); L é CxH2 x com x = 2, 3, 4 ou 5 preferencialmente x = 2 ou 3 ou CH2CH(C6H5); a é um número inteiro a partir de 2 a 350 preferencialmente 5 a 150; d é um número inteiro a partir de 1 a 350 preferencialmente 5 a 150; R19 é H ou alquil C1-C4 ramificado ou não ramificado; R20 é H ou alquil C1 - C4 ramificado ou não ramificado; e n é 0, 1, 2, 3, 4 ou 5, preferencialmente 0, 1 ou 2;
Figure img0007
em que: R21, R22 e R23 independentemente um do outro são H ou alquil C1- C4ramificado ou não ramificado; W é O, NR25 ou N; Y é 1, se W = O ou NR25, e é 2, se W = N; A é CxH2 x com x = 2, 3, 4 ou 5 preferencialmente 2 ou 3 ou CH2CH(C6H5); a é um número inteiro a partir de 2 a 350 preferencialmente 5 a 150; R24 é H ou alquil C1-C4 ramificado ou não ramificado; R25 é H ou alquil C1-C4 ramificado ou não ramificado;
Figure img0008
em que R6 é H ou alquil C1-C4 ramificado ou não ramificado; Q é NR10, N ou O; Y é 1, se W = O ou NR25, e é 2, se W = N; R10 é H ou alquil C1-C4 ramificado ou não ramificado; A é CxH2 x com x = 2, 3, 4 ou 5 preferencialmente 2 ou 3 ou CH2CH(C6H5; e a é um número inteiro a partir de 2 a 350 preferencialmente 5 a 150; 21. Processo, de acordo com a modalidade 20, em que a cadeia lateral de poliéter do agente dispersante compreende (a) pelo menos uma unidade estrutural (IIa), em que R10 e R12 são H, R11 é H ou CH3, E e G em conjunto formam uma ligação química, A é CxH2 x com x = 2 ou 3, a é 3 a 150 , e R13 é H ou alquil C1-C4 ramificado ou não ramificado; e/ou (b) pelo menos uma unidade estrutural (IIb), em que R16 e R18 são H, R17 é H ou CH3, E é alquileno C1- C4- ramificado ou não ramificado, A é CxH2x com x = 2 ou 3, L é CxH2x com x = 2 ou 3, a é um número inteiro de 2 a 150, d é um número inteiro de 1 a 150, R19 é H ou alquil C1-C4 ramificado ou não ramificado; e R20 é H ou alquil C1-C4 ramificado ou não ramificado; e/ou (c) pelo menos uma unidade estrutural (IIc), em que R21 e R23 são H, R22 é H ou CH3, A é CxH2 x com x = 2 e/ou 3, a é um número inteiro a partir de 2 a 150, e R24 é H ou alquil C1-C4 ramificado ou não ramificado; e/ou (d) pelo menos uma unidade estrutural (IId), onde R6 é H, Q é O, R7 é (CnH2n)-O-(AO)α-R9, n é 2 e/ou 3, A para CxH2 x com x = 2 ou 3 , a é um número inteiro de 1 a 150, e R9 é H ou alquil C1- C4-ramificado ou não ramificado. 22. Processo de acordo com a Modalidade 20 ou 21, em que o agente dispersante compreende pelo menos uma unidade estrutural de fórmula (IIa) e/ou (IIc). 23. Processo, de acordo com qualquer uma das Modalidades 1 a 15, em que o agente dispersante é um produto de poli condensação compreendendo unidades estruturais (III) e (IV):
Figure img0009
em que T é fenil substituído ou não substituído ou naftil ou substituído ou não substituído, heteroaril com 5 a 10 átomos de anel, dos quais 1 ou 2 átomos são heteroátomos, os quais são selecionados a partir de N, O e S; né 1 ou 2; B é N, NH ou O, com a ressalva de que n é 2, se B for N e com a ressalva de que n é 1, se B é NH ou O; A é CxH2x com x = 2, 3, 4 ou 5 preferencialmente x = 2 ou 3 ou CH2CH(C6H5; a é um número inteiro a partir de 1 a 300, preferencialmente 5 a 150; R25 é H ou alquil C1- C10 ramificado ou não ramificado, cicloalquil, aril ou heteroaril C5- C8 com 5 a 10 átomos de anel, dos quais 1 ou 2 átomos são heteroátomos, os quais são selecionados a partir de N, O e S, e preferencialmente H; em que unidade estrutural (IV) é selecionada a partir de unidades estruturais (IVa) e (IV b):
Figure img0010
em que D é fenil substituído ou não substituído, ou naftil ou substituído ou não substituído, heteroaril com 5 a 10 átomos de anel, dos quais 1 ou 2 átomos são heteroátomos, os quais são selecionados a partir de N, O e S; E é N, NH ou O, com a ressalva de que n é 2, se E for N e com a ressalva de que n é 1, se E for NH ou O; A é CxH2x com x = 2, 3, 4 ou 5 preferencialmente x = 2 ou 3 ou CH2CH(C6H5; b é um número inteiro a partir de 1 a 300, preferencialmente 5 a 150; M é independentemente é H ou um cátion equivalente;
Figure img0011
em que V é fenil ou naftil substituído ou não substituído ou naftil que opcionalmente é substituído por um ou dois grupos selecionados a partir de R8, OH, OR8, (CO)R8, COOM, COOR8, SO3R8 e NO2, preferencialmente, alquil OH, OC1-C4 e alquil C1- C4; R7 é COOM, OCH2COOM, SO3M ou OPO3M2; M é H ou um cátion equivalente; e R8 é C-alquil, fenil, naftil, fenil C1-C4 alquil C1-C4 ou alquilfenil C1- C4. 24. Processo, de acordo com a Modalidade 23, em que o agente dispersante inclui um produto de poli condensação compreendendo unidades estruturais (III) e (IV), em que T é fenil substituído ou naftil não substituído, E é NH ou O, A é CxH2 x com x = 2 e/ou 3, a é um número número inteiro de 1 a 150, e R25 é H ou alquil C1- C10ramificado ou não ramificado. 25. Processo, de acordo com a Modalidade 23, em que D é fenil substituído ou naftil não substituído, E é NH ou O, A é CxH2 x com x = 2 e/ou 3, e b é um número inteiro de 1 a 150. 26. Processo, de acordo com qualquer uma das modalidades 22 a 25, em que T e/ou D é fenil ou naftil o qual é substituído por 1 ou 2 alquil C1-C4, hidroxi ou alcóxi 2 C1-C4. 27. Processo, de acordo com a Modalidade 23, em que V é fenil ou naftil o qual é substituído por 1 ou 2 alquil C1- C4, OH, OCH3 ou COOM, e R7 é COOM ou OCH2COOM. 28. Processo, de acordo com qualquer uma das Modalidades 22 a 27, em que o produto de poli condensação compreende uma unidade estrutural adicional (V) da fórmula
Figure img0012
em que R5 eR6 podem ser iguais ou diferentes e são H, CH3, COOH ou fenil ou naftil substituído ou não substituído ou heteroaril substituído ou não substituído com 5 a 10 átomos de anel, dos quais 1 ou 2 átomos são heteroátomos, os quais são selecionados a partir de N, O e S. 29. Processo, de acordo com a Modalidade 28, em que R5 e R6 na unidade estrutural (V) podem ser os mesmos ou diferentes e são, preferencialmente, H, CH3, ou COOH, em particular H ou um dos R5 r R6 é H e o outro é CH3. 30. Processo, de acordo com qualquer uma das Modalidades 1 a 27, em que o agente dispersante polimérico compreende unidades estruturais das fórmulas (I) e (II), em particular de fórmulas (Ia) e (IIa). 31. Processo, de acordo com qualquer uma das Modalidades 30, em que o agente dispersante polimérico compreende unidades estruturais (Ia) e (IIc). 32. Processo, de acordo com a Modalidade 30, em que o agente dispersante polimérico compreende unidades estruturais das fórmulas (Ic) e (IIa). 33. Processo, de acordo com qualquer uma das Modalidades 30, em que o agente dispersante polimérico compreende unidades estruturais (Ia), (Ic) e (IIa). 34. Processo, de acordo com a Modalidade 30, em que o agente dispersante polimérico é formado a partir de (i) unidades estruturais aniônicas ou anionogênicas derivados de monômeros selecionados a partir de: ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido maleico, éster de ácido fosfórico hidroxietilacrilato, e/ou éster de ácido fosfórico Hidroxietilmetacrilato, diéster de ácido fosfórico de hidroxietilacrilato, e/ou diéster de ácido fosfórico de hidroxietilacrilato e (ii) unidades estruturais de cadeia lateral de poliéter derivadas de éster de ácido acrílico polietilenoglicol alquil C1-C4, éster de ácido acrílico de polietilenoglicol, éster de ácido metacrílico de polietilenoglicol de alquil C1-C4, éster de ácido metacrílico de polietilenoglicol, éster de ácido acrílico de polietilenoglicol de alquil C1-C4, éster de ácido acrílico de polietilenoglicol, viniloxi-C2-C4- alquileno-polietilenoglicol viniloxi-C2-C4alquileno- polietilenoglicol-C1-C4-alquiléter, aliloxi-polietilenoglicol, aliloxi-polietilenoglicol- C1-C4-alquiléter, metaliloxi-polietilenoglocol, metaliloxi-polietilenoglicol-C1-C4- alquiléter, isopreniloxi-polietilenoglicol, isopreniloxi-polietilenoglicol-C1-C4- alquiléter e misturas de dois ou mais dos mesmos. 35. Processo, de acordo com a modalidade 30, em que o agente dispersante polimérico é formado de unidades estruturais (i) e (ii) a quais são derivadas dos seguintes monômeros (i) Hidroxietilacrilato de éster de ácido fosfórico e/ou hidroximetilacrilato de éster de ácido fosfórico e (ii) éster de ácido acrílico de alquil-polietilenoglicol-C1-C4 e/ou éster de ácido metacrílico de alquil- polietilenoglicol C1-C4; ou (i) Ácido acrílico e/ou ácido metacrílico e (ii) éster de ácido acrílico de polietilenoglicol alquil C1- C4 e/ou éster de ácido metacrílico de polietilenoglicol alquil C1-C4; ou (i) ácido acrílico, ácido metacrílico e/ou ácido maleico e (ii) viniloxi- C2- C4- alquileno-polietilenoglicol, aliloxi-polietilenoglicol, metaliloxi- polietilenoglicol ou isopreniloxi-polietilenoglicol. 36. Processo, de acordo com a Modalidade 35, em que o agente dispersante polimérico é formado de unidades estruturais (i) e (ii) a quais são derivadas dos seguintes monômeros (i) Hidroxietilmetacrilato de éster de ácido fosfórico e (ii) ácido de éster metacrílico de polietilenoglicol de alquil-C1-C4 ou éster de ácido metacrílico de polietilenoglicol; ou (i) Ácido acrílico e (ii) éster de ácido metacrílico de polietilenoglicol alquil C1-C4 ou éster de ácido metacrílico de polietilenoglicol; ou (i) ácido acrílico e ácido maleico e (ii) viniloxi-C2- C4- alquileno- polietilenoglicol ou (i) ácido acrílico e ácido maleico e (ii) isopreniloxi-polietilenoglicol ou (i) ácido acrílico e (ii) viniloxi-C2- C4- alquileno-polietilenoglicol ou (i) ácido acrílico e (ii) isopreniloxi-polietilenoglicol ou (i) ácido acrílico e (ii) metaliloxi-polietilenoglicol ou (i) ácido maleico e (ii) isopreniloxi-polietilenoglicol ou (i) o ácido maleico e (ii) aliloxi-polietilenoglicol ou (1) ácido maleico e (ii) metaliloxi-polietilenoglicol ou 37. Processo, de acordo com qualquer uma das Modalidades 17 a 22, em que a razão molar de unidades estruturais (I): (II) é de 1:4 a 15:1, em particular de 1:1 a 10:1. 38. Processo, de acordo com qualquer uma das Modalidades 23 a 29, em que a razão molar de unidades estruturais (III):(IV) 4:1 para 1:15, em particular 2:1 para 1:10. 39. Processo, de acordo com qualquer uma das Modalidades 23 a 30, em que a razão molar de unidades estruturais (III + IV): (V) 2:1 para 1:3, em particular 1:0,8 para 1:2. 40. Processo, de acordo com qualquer uma das Modalidades 23 a 30, 38 ou 39, em que o agente dispersante polimérico é formado a partir de unidades estruturais das fórmulas (III) e (IV) em que T e D são fenil ou naftil, em que o fenil ou naftil opcionalmente é substituído por 1 ou 2 alquil C1- C4, hidroxi ou alcoxi 2 C1-C4, B e E são O, A é CxH2 x com x = 2, a é de 3 a 150, em especial de 10 a 150, e b é 1, 2 ou 3. 41. Processo, de acordo com qualquer uma das Modalidades anteriores, em que a razão molar de cálcio a silício nas partículas de hidrato de silicato de cálcio é 0,6 a 2, preferencialmente 0,8 a 1,8, mais preferencialmente 0,9 a 1,6 e em particular de 1.0 a 1.5. 42. Processo, de acordo com qualquer uma das Modalidades anteriores, em que a razão molar de cálcio a água nas partículas de hidrato de silicato de cálcio é de 0,6 a 6, preferencialmente de 0,6 a 4 e em particular de 0,8 a 2. 43. Processo, de acordo com qualquer uma das Modalidades anteriores, em que a reação é realizada completamente ou parcialmente na presença de um polímero potenciador de viscosidade, selecionado a partir do grupo dos derivados de polissacarídeo e/ou (co)polímeros, com um peso molecular médio Mw superior 500,000 g/mol, mais preferencialmente superior a 1.000.000 g/mol, os (co)polímeros contendo unidades estruturais derivadas (preferencialmente por polimerização do radical livre) de derivados de monômero de (met)acrilamida não iónicos e/ou derivados de monômero ácido sulfônico. 44. Processo, de acordo com a Modalidade 43, em que o polímero potenciador de viscosidade é um derivado de polissacarídeo selecionado a partir do grupo de metilcelulose, hidroxietilcelulose (HEC), hidroxipropilcelulose (HPC), metilhidroxietilcelulose (MHEC), metilhidroxipropilcelulose (MHPC) e/ou (co)polímeros com um peso molecular médio Mw superior a 500.000 g/mol, mais preferencialmente superior a 1.000.000 g/mol, os (co)polímeros contendo unidades estruturais derivadas (preferencialmente por polimerização de radical livre) a partir de derivados de monômero de (met)acrilamida não iônicos selecionados a partir do grupo de acrilamida, metacrilamida, N-metilacrilamida, N-metilmetacrilamida, N, N- dimetilacrilamida, N-etilacrilamida, N, N-dietilacrilamida, N-ciclohexilacrilamida, N-benzilacrilamida, N, N-dimetilaminopropilacrilamida, N, N- dimetilaminoetilacrilamida e/ou N-terc-butilacrilamida, preferencialmente acrilamida, e/ou derivados de monômero de ácido sulfônico selecionados a partir do grupo de ácido 2-acrilamida-2-metilpropanosulfonico, ácido 2- metacrilamida-2-metilpropanosulfonico, ácido 2-acrilamidobutanosulfônico, e/ou ácido 2-acrilamida-2, 4,4-trimetilpentanosulfônico ou os sais dos ácidos mencionados. 45. Processo, de acordo com qualquer uma das Modalidades anteriores, em que a reação é realizada completamente ou parcialmente na presença de uma solução aquosa contendo aceleradores de endurecimento, selecionados a partir do grupo de alcanolaminas, preferencialmente triisopropanolamina e / ou tetrahidroxietil etileno diamina. 46. Processo, de acordo com qualquer uma das Modalidades anteriores em que a reação é realizada completamente ou parcialmente na presença de um retardador de configuração selecionado a partir do grupo do ácido cítrico, ácido tartárico, ácido glucônico, ácido fosfônico, ácido amino- trimetilenofosfônico, ácido etilenodiaminotetra(metilenofosfônico), ácido dietilentriaminopenta(metilenofosfônico), em cada caso, incluindo os respectivos sais a ácidos, pirofosfatos, pentaboratos, metaboratos e/ou açúcares. 47. Processo, de acordo com qualquer uma das Modalidades anteriores, seguido por uma etapa do processo na qual a composição aceleradora de endurecimento é seca, preferencialmente por uma secagem por pulverização ou processo de secagem por tambor. 48. Processo de acordo com a Modalidade 47, em que o pó tem um conteúdo de água de menos de 10% em peso, conforme determinado pela perda de peso após o aquecimento a 100 °C por 3 h. 49. Composição aceleradora de endurecimento que pode ser obtida pelo processo de acordo com qualquer uma das Modalidades 1 a 48. 50. Composição, de acordo com a reivindicação 49, preferencialmente suspensão aceleradora de endurecimento aquosa, contendo partículas de hidrato de silicato de cálcio com um diâmetro de partícula inferior a 500 nm, preferencialmente menor que 300 nm, mais preferencialmente menor que 200 nm, o tamanho de partícula do hidrato de silicato de cálcio sendo medido por ultracentrifugação analítica. 51. Composição de acordo com a Modalidade 50, na qual o hidrato de silicato de cálcio é fosagita, hilebrandita, xonotlita, necoita, clinotobermorita, 9A - tobermorita (riversiderita), 11A - tobermorita, 14 C A - tobermorita (plombierita), jenita, metajenita, condrodita de cálcio, afwilita, α- 2SH, delaita, jafeita, rosenhanita, quilalaita ou suolunita. 52. Composição, de acordo com a Modalidade 51, na qual o hidrato de silicato de cálcio é xonotlita, 9A - tobermorita (riversiderita), 11A - tobermorita, 14 C A - tobermorita (plombierita), jenita, metajenita, afwilita, e/ou jafeita. 53. Uso de composição aceleradora de endurecimento, de acordo com qualquer uma das Modalidades 49 a 52, em misturas de material de construção contendo cimento, gesso, anidrita, escória, preferencialmente escória de alto forno preferencialmente de solo granulado, cinzas volantes, pó de sílica, Metacaulina, pozolanas naturais, xisto betuminoso calcinado, cimento de sulfoaluminato de cálcio e/ou cimento de aluminato de cálcio, preferencialmente em misturas de material de construção os quais contêm substancialmente de cimento como um ligante hidráulico. 54. Misturas de material de construção contendo uma composição aceleradora de endurecimento conforme qualquer uma das Modalidades 49 a 52 e cimento, gesso, anidrita, escória, preferencialmente escória de alto forno preferencialmente de solo granulado, cinzas volantes, pó de sílica, Metacaulina, pozolanas naturais, xisto betuminoso calcinado, cimento de sulfoaluminato de sulfo cálcio e/ou cimento de aluminato de cálcio. 55. O uso da composição aceleradora de endurecimento do cimento de acordo com qualquer uma das Modalidades 49 a 52 como um agente de moagem na preparação de cimento(portland), escória, cinzas volantes, Cal, puzolano ou uma mistura dos mesmos, em particular cimento (Portland). 56. O uso da composição aceleradora de endurecimento de acordo com qualquer uma das Modalidades 49 a 52 em perfurações de petróleo e gás, em particular na exploração, desenvolvimento e conclusão dos reservatórios subterrâneos de petróleo e gás, bem como perfurações profundas. 57. O uso de composição aceleradora de endurecimento de acordo com qualquer uma das Modalidades 49 a 52 para a aceleração do assentamento de lamas de cimento na cimentação de perfurações de poço de petróleo e gás.
[0011] No contexto da presente invenção, o agente dispersante, em geral, é um polímero de pente apropriado como um plastificante para ligantes hidráulicos. Polímeros de pente devem ser entendidos como polímeros os quais têm relativamente longas cadeias laterais (com um peso molecular em cada caso de pelo menos 200 g/mol, particularmente preferencial de pelo menos 400 g/mol) em uma cadeia principal linear em intervalos mais ou menos regulares. Os comprimentos dessas cadeias laterais frequentemente são aproximadamente iguais, mas também podem diferir consideravelmente um do outro (por exemplo, quando Macro monômeros de poliéter com cadeias laterais de comprimento diferente são incorporados na forma de unidades polimerizadas). Tais polímeros podem ser obtidos por exemplo por uma polimerização radical de monômeros de ácido e Macro monômeros de poliéter. Esterificação e/ou amidação de ácido poli(met)acrílico e (co) polímeros similares dos mesmos, como por exemplo copolímeros de ácido acrílico/maleico com monohidroxi apropriado funcional, respectivamente glicóis de polialquileno funcionais de monoamino, preferencialmente alquil Polietilenoglicóis é uma rota alternativa para tais polímeros de pente. Polímeros de pente podem ser obtidos por esterificação e/ou amidação de ácido poli(met)acrílico são descritos por exemplo em EP1138697B1, cuja divulgação é incorporada por referência.
[0012] Preferencialmente o peso molecular médio Mw conforme determinado por cromatografia de permeação de gel (GPC) do polímero pente solúvel em água apropriado como um plastificante para ligantes hidráulicos é de 5.000 a 200.000 g/mol, mais preferencialmente de 10.000 para 80.000 g/mol, mais preferencialmente de 20.000 a 70.000 g/mol. Os polímeros foram analisados por meio de cromatografia de exclusão em relação a massa molar média e conversão (combinação de coluna: OH-Pak SB-G, OH-Pak SB 804 HQ e OH-Pak SB 802.5 HQ de Shodex, Japan; Eluent: 80% em volume de solução aquosa de HCO2NH4 (0,05 mol/l) e 20% em volume de acetonitrila; volume de injeção de 100 μ l; taxa de fluxo de 0,5 ml/min). A calibração para determinar a massa molar média foi efetuada usando padrões de polietileno glicol e poli(óxido de etileno) linear. Como uma medida da conversão, o pico do copolímero é padronizado para uma altura relativa igual a 1 e a altura do pico do oligômero contendo macro monômero/PEG é usado como uma medida do conteúdo de monômero residual.
[0013] Preferencialmente o polímero de pente solúvel em água apropriado como um plastificante para ligantes hidráulicos preenche os requisitos da norma industrial EN 934-2 (fevereiro de 2002).
[0014] Em princípio, o acelerador contém um componente inorgânicos e um componente orgânico. O componente inorgânico pode ser considerado como modificado, hidrato de silicato de cálcio finamente disperso, o qual pode conter íons estrangeiros, tais como alumínio e magnésio. O hidrato de silicato de cálcio é preparado na presença do plastificante de polímero de pente (componente orgânico). Normalmente, é obtida uma suspensão contendo o hidrato de silicato de cálcio em forma finamente dispersa, cuja suspensão efetivamente acelera o processo de endurecimento de ligantes hidráulicos e pode atuar como um plastificante. A suspensão pode ser seca de forma convencional, por exemplo por secagem por pulverização ou secagem por tambor para resultar num pó tendo uma atividade aceleradora que é comparável à atividade do produto de suspensão.
[0015] O componente inorgânico pode na maioria dos casos ser descrito no que respeita sua composição pela seguinte fórmula empírica: um CaO, SiO2, b Al2O3, c H2O, d X, e W X é um metal alcalino W é um metal alcalino terroso 0,1 < a < 2 preferencialmente 0,66< a < 1,8 0 < b < 1 1 < c < 6 0 < d < 1 preferencialmente preferencialmente preferencialmente 0 < b < 0.1 1 < c < 6.0 0< d < 0.4 ou 0.2 0 < e < 2 preferencialmente 0 < e < 0.1
[0016] Em uma modalidade preferencial, a solução aquosa também contém, além de íons silicato e cálcio, adicionalmente íons dissolvidos os quais preferencialmente são providos na forma de sais de alumínio dissolvidos e/ou sais de magnésio dissolvidos. Como sais de alumínio, preferencialmente haletos de alumínio, nitrato de alumínio, hidróxido de alumínio e/ou sulfato de alumínio pode ser usado. Mais preferencial dentro do grupo de haletos de alumínio é o cloreto de alumínio. Sais de magnésio podem ser, preferencialmente, nitrato de magnésio, cloreto de magnésio e/ou sulfato de magnésio.
[0017] Os sais de alumínio e sais de magnésio têm a vantagem de que defeitos no hidrato de silicato de cálcio pode ser criados através da introdução de íons diferentes de cálcio e silício. Isto leva a um melhor efeito de aceleração de endurecimento. Preferencialmente a razão molar de alumínio ou magnésio a cálcio e silício é pequena. Mais preferencialmente, as razões molares são selecionadas de forma que na fórmula empírica anterior as faixas preferenciais para a, b e e sejam cumpridas (0,66 < a < 1,8; 0 < b < 0.1; 0 < e < 0.1).
[0018] Em uma modalidade preferencial da invenção, em uma primeira etapa, a fonte de cálcio é misturada com a solução aquosa a qual contém um polímero de pente solúvel em água apropriado como um plastificante para ligantes hidráulicos. Para a mistura obtida, composto de silicato solúvel em água é adicionado em uma segunda etapa subsequente. O composto de silicato solúvel em água da segunda etapa também pode conter o polímero de pente solúvel em água.
[0019] A solução aquosa também pode conter um ou mais solventes adicionais (por exemplo, álcoois como etanol e/ou isopropanol) Além de água. Preferencialmente, a proporção em peso do solvente, com exclusão da água para a soma da água e solvente adicional (álcool, por exemplo) é até 20% em peso, mais preferencialmente inferior a 10% em peso e mais preferencialmente menos do que 5% em peso. No entanto mais preferenciais são sistemas aquosos sem qualquer solvente.
[0020] A escala de temperatura na qual o processo é realizado não é especialmente limitada. No entanto, certos limites são impostos pelo estado físico do sistema. É preferencial trabalhar no intervalo de 0 a 100 °C, mais preferencial 5 a 80 °C e mais preferencial 15 a 35 °C. Altas temperaturas podem ser alcançadas, especialmente quando é aplicado um processo de moagem. É preferencial não deve exceder 80 °C.
[0021] Também o processo pode ser realizado em diferentes pressões, preferencialmente em uma faixa de 1 a 5 bars.
[0022] O valor do pH depende da quantidade de reagentes (fonte de cálcio e de silicato solúvel em água) e a solubilidade do hidrato de silicato de cálcio precipitado. É preferencial que o valor de pH é superior a 8 no final da síntese, preferencialmente em um intervalo entre 8 e 13.5.
[0023] Em uma modalidade preferencial, a solução aquosa contendo o polímero de pente contém a fonte de cálcio e o silicato de composto solúvel em água. Isto significa que a reação do hidróxido de cálcio e o composto de silicato solúvel em água para precipitar hidrato de silicato de cálcio ocorre na presença de uma solução aquosa a qual contém um polímero de pente solúvel em água apropriado como um plastificante para ligantes hidráulicos.
[0024] Em uma modalidade preferencial, uma solução ou suspensão da fonte de cálcio e uma solução de um composto de silicato solúvel em água são adicionados, preferencialmente separadamente e simultaneamente, para a solução aquosa contendo um polímero de pente solúvel em água apropriado como um plastificante para ligantes hidráulicos. A vantagem deste método de preparação é sua boa praticabilidade e os tamanhos de partícula relativamente pequeno dos C-S-H obtidos.
[0025] Em uma modalidade adicionalmente preferencial da invenção, a solução ou suspensão da fonte de cálcio e/ou a solução de um composto de silicato solúvel em água contém o polímero de pente solúvel em água. Neste caso, a pessoa versada na técnica vai entender que o polímero de pente solúvel em água é distribuído para pelo menos duas ou três soluções ou suspensões. É vantajoso que 1 a 50%, preferencialmente 10 a 25% do total do polímero de pente solúvel em água estejam contidos na suspensão ou solução de fonte de cálcio e/ou solução de composto de silicato.
[0026] Em uma modalidade adicional, a adição de fonte de cálcio e o composto de silicato solúvel em água para a solução aquosa contendo um polímero de pente solúvel em água é realizado em um processo cíclico de semi lote com um primeiro e um segundo reator em série. O segundo reator inicialmente contém uma solução aquosa do polímero de pente solúvel em água. O primeiro reator é alimentado com a solução do composto de silicato solúvel em água e a solução/suspensão da fonte de cálcio e com o conteúdo do segundo reator. A saída do primeiro reator é adicionada para o segundo reator. Isso significa que o conteúdo do segundo reator é circulado através do primeiro reator.
[0027] Como alternativa, dita adição é realizada em um processo contínuo no qual a fonte de cálcio, o composto de silicatos solúvel em água e a solução aquosa a qual contém o polímero de pente solúvel em água são misturados no primeiro reator e o fluxo resultante é alimentado em um reator de fluxo misto ou em um reator de fluxo de plug.
[0028] Preferencialmente a razão dos volumes do primeiro e segundo reator é de 1/10 a 1/20.000. Preferencialmente a taxa de fluxo em massa do cálcio solúvel em água e compostos de silicatos solúveis em água é pequeno em comparação com o fluxo em massa, deixando o segundo e entrando o primeiro reator, preferencialmente a razão é de 1/5 a 1/1000. Normalmente o primeiro reator pode ser uma unidade de mistura dinâmica ou estática, preferencialmente a mistura no primeiro reator deve ser eficaz.
[0029] Em geral, os componentes são usados nas seguintes relações: i)0,01 a 75, preferencialmente de 0,01 a 51, mais preferencialmente 0.01 a 15% em peso de fonte de cálcio, 58. 0,01 a 75, preferencialmente de 0,01 a 55, mais preferencialmente 0,01 a 10% em peso do composto de silicato solúvel em água, 111. 0.001 a 60, preferencialmente de 0,1 a 30, mais preferível 0,1 a 10%, em peso, de polímeros de pente solúveis em água apropriado como um plastificante para ligantes hidráulicos, 112. 24 de 99, preferencialmente de 50 a 99, mais preferencialmente 70 a 99% em peso de água. Preferencialmente a composição aceleradora de endurecimento é dosada em 0,01 a 10% de peso, mais preferencialmente em 0,1 a 2% em peso do conteúdo de sólidos no que diz respeito a ligante hidráulico, preferencialmente cimento. O conteúdo de sólidos é determinado em estufa a 60 °C até atingir um peso constante da amostra.
[0030] A fonte de cálcio pode ser usada em conjunto com um composto de cálcio solúvel em água, selecionado a partir de cloreto de cálcio, nitrato de cálcio, formiato de cálcio, acetato de cálcio, bicarbonato de cálcio, brometo de cálcio, carbonato de cálcio, citrato de cálcio, clorato de cálcio, fluoreto de cálcio, gluconato de cálcio, hipoclorito de cálcio, iodato de cálcio, iodeto de cálcio, lactato de cálcio, nitrito de cálcio, oxalato de cálcio, fosfato de cálcio , propionato de cálcio, silicato de cálcio, estearato de cálcio, sulfamato de cálcio, sulfato de cálcio, cloridrato de sulfato de cálcio, sulfato de cálcio di- hidratado, sulfeto de cálcio, tartarato de cálcio, aluminato de cálcio, silicato tricálcico e/ou silicato dicálcico. Preferencialmente, o composto de cálcio solúvel em água não é um silicato de cálcio. O silicato de silicato de cálcio, silicato dicálcico e/ou silicato tricálcico é menos preferencial por causa da baixa solubilidade (especialmente no caso de silicato de cálcio) e por razões econômicas (preço) (especialmente no caso de silicato dicálcico e silicato tricálcico).
[0031] O composto de cálcio solúvel em água é preferencialmente presente como sulfamato de cálcio, acetato de cálcio, cloreto de cálcio, formiato de cálcio e/ou sulfato de cálcio. Vantagem destes compostos de cálcio é sua não-corrosividade.
[0032] A razão do peso de hidróxido de cálcio ou óxido de cálcio para o composto de cálcio solúvel em água é em geral na faixa de 1:0.01 a 1:0. 5, em particular 1:0.1 de 1:0. 3.
[0033] Em geral, o composto de silicato solúvel em água é selecionado a partir de um silicato de metal alcalino com a fórmula m SÍO2 • n M2O, em que M é Li, Na, K e NH4, preferencialmente Na ou K ou suas misturas, m e n são números molares e a razão m:n é a partir de cerca de 0,9 a cerca de 4. Preferencialmente, razão de m:n é de cerca de 0,9 para cerca de 3.8, em particular de a partir de cerca de 0,9 para cerca de 3.6. de acordo com uma modalidade mais preferencial, a razão é de cerca de 2,5 a cerca de 3.8, em particular de cerca de 3 a cerca de 3,6. Preferencialmente, o composto de silicato solúvel em água é vidro solúvel o qual pode ser usado como solução aquosa ou como pó.
[0034] Íons de metais de alcalinos solúveis em água (por exemplo, lítio, sódio, íons de potássio) podem ser removidos a partir da composição aceleradora de endurecimento por permutadores de cátion e/ou íons nitrato e/ou cloreto solúveis em água pode ser retirada da composição aceleradora de endurecimento por permutadores de ânions. Preferencialmente a remoção de ditos cátions e/ou ditos ânions é feita em uma segunda etapa do processo após a preparação da composição aceleradora de endurecimento. Por exemplo, permutadores de íons de ácido adequados como permutadores de cátion baseiam-se em poliestireno sulfonato de sódio ou ácido poli-2- acrilamido-2-propano-sulfônico (poli AMPS). Permutadores de íons básico por exemplo são baseados em grupos aminoácidos, como por exemplo poli (cloreto de acrilamida-N-propiltrimetilamônia) (poliAPTAC).
[0035] Em uma modalidade preferencial, o polímero de pente solúvel em água apropriado como um plastificante para ligantes hidráulicos é um copolímero o qual contém, na cadeia principal, cadeias laterais tendo funções éter e grupos aniônicos e/ou anionogênicos. Grupos aniônicos são grupos de ácido desprotonados no agente dispersante polimérico. Grupos Anionogênicos são os grupos ácidos no agente dispersante polimérico. Também é possível que o agente dispersante polimérico contém grupos aniônicos e anionogênicos simultaneamente, por exemplo, grupos ácido parcialmente desprotonados os quais são pelo menos dibásicos.
[0036] Em uma modalidade preferencial, o polímero de pente solúvel em água adequado como um plastificante para ligantes hidráulicos é um copolímero o qual é produzido por polimerização do radical livre na presença de monômero ácido, preferencialmente monômero de ácido carboxílico e macro monômero de poliéter, assim que completamente pelo menos 45% em mol, preferencialmente pelo menos 80% em mol, de todas as unidades estruturais do copolímero sejam produzidas pela incorporação de monômero ácido , preferencialmente monômero de ácido carboxílico e macro monômero de poliéter sob a forma de unidades polimerizadas. Monômero ácido deve ser entendido como significando monômeros os quais são capazes de copolimerização de radicais livres, têm pelo menos uma ligação dupla de carbono, contendo pelo menos uma função ácida, preferencialmente uma função ácido carboxílico e reage como um ácido em meio aquoso. Além disso, o monômero ácido também deve ser entendido como significando monômeros os quais são capazes de copolimerização de radical livre, têm pelo menos uma ligação dupla de carbono, formam pelo menos uma função ácida, preferencialmente uma função de ácido carboxílico, em um meio aquoso, como resultado de uma reação de hidrólise e reage como um ácido em um meio aquoso (exemplo: anidrido maleico ou ésteres hidrolisáveis de ácido (met)acrílico).
[0037] No contexto da presente invenção, Macro monômeros de poliéter os quais são compostos capazes de copolimerização de radicais livres, têm pelo menos uma ligação dupla de carbono e têm pelo menos dois átomos de oxigênio de éter, com a ressalva de que as unidades estruturais de macro monômero de poliéter presentes no copolímero têm cadeias laterais as quais contêm pelo menos dois átomos de oxigênio de éter, preferencialmente pelo menos 4 átomos de oxigênio éter , mais preferencialmente pelo menos 8 átomos de oxigênio éter, mais preferencialmente pelo menos 15 átomos de oxigênio éter.
[0038] Unidades estruturais, as quais não constituem um monômero ácido ou um macro monômero de poliéter pode ser por exemplo estireno e derivados de estireno (por exemplo derivados de metil substituído), acetato de vinil, vinil pirrolidona, butadieno, vinil proprionato, hidrocarbonetos não saturados como por exemplo, (iso)butileno, etileno e/ou propileno. Monômeros são preferenciais com não mais de um carbono de dupla ligação.
[0039] Em uma modalidade preferencial da invenção do polímero pente solúvel em água apropriado como plastificante para ligantes hidráulicos é um copolímero de estireno e um meio éster de ácido maleico com um glicol de polialcaleno monofuncional. Preferencialmente, tais copolímeros podem ser produzidos pela polimerização de radical livre do estireno de monômeros e anidrido maleico (ou ácido maleico) em uma primeira etapa. Na segunda etapa, glicóis de polialcaleno, preferencialmente glicóis depolialcaleno de alquil (preferencialmente Polietilenoglicóis de alquil, mais preferencialmente metil polietilenoglicol) são reagidos com o copolímero de estireno e anidrido maleico para atingir uma esterificação dos grupos ácidos. Estireno pode ser completamente ou parcialmente substituído por derivados de estireno, por exemplo derivados substituídos por metil. Copolímeros desta modalidade preferencial são descritos nos EUA 5.158.996, cuja divulgação é incorporada no presente pedido de patente.
[0040] Em uma modalidade, o agente dispersante polimérico é um copolímero compreendendo pelo menos uma unidade estrutural, tendo a fórmula geral (Ia), (Ib), (Ic) e/ou (Id) (ditas unidades podem ser as mesmas ou diferentes dentro de uma molécula de polímero e dentro de moléculas de polímero diferentes)
Figure img0013
em que: R1 é H ou alquil C1 - C4 ramificado ou não ramificado, CH2COOH ou CH2CO-X-R3, preferencialmente H ou CH3; X é-NH (CnH2n) ou O-(CnH2n), onde n = 1, 2, 3 ou 4, em que o átomo de nitrogênio ou o átomo de oxigênio é ligado ao grupo CO, ou X é uma ligação química, preferencialmente uma ligação química ou O-(CnH2n); R2 é OM, PO3M2, ou O-PO3M2; com a ressalva de que X é uma ligação química, se R2 é OM; R3 é PO3M2, ou O-PO3M2;
Figure img0014
em que: R3 é H ou alquil C1-C4 ramificado ou não ramificado, preferencialmente H ou CH3; n = 0, 1, 2, 3 ou 4, preferencialmente 0 ou 1; R4 é PO3M2, O-PO3M2;
Figure img0015
em que: R5 é H ou alquil C1-C4 ramificado ou não ramificado, preferencialmente H ou CH3 Z é O ou NR7, preferencialmente O; R7 é H, (CnH2n)-OH, (CnH2n)-PO3M2, (CnH2n)-OPO3M2, (C6H4)- PO3M2, ou (C6H4)-OPO3M2, n é 1, 2, 3 ou 4, preferencialmente 1, 2 ou 3; (Id)
Figure img0016
em que: R6 é H ou alquil C1-C4 ramificado ou não ramificado, preferencialmente H; Q é O ou NR7, preferencialmente O; R7 é H, (CnH2n)-OH, (CnH2n)-PO3M2, (CnH2n)-OPO3M2, (C6H4)- PO3M2, ou (C6H4)-OPO3M2, n é 1, 2, 3 ou 4, preferencialmente 1, 2 ou 3; e em que cada M independentemente é H ou um cátion equivalente.
[0041] Preferencialmente, o polímero inclui como grupos aniônicos ou anionogênicos pelo menos uma unidade estrutural da fórmula (Ia), em que R1 é H ou CH3; e/ou pelo menos uma unidade estrutural da fórmula (Ib), onde R3 é H ou CH3; e/ou pelo menos uma unidade estrutural da fórmula (Ic), em que R5 é H ou CH3 e Z é O; e/ou pelo menos uma unidade estrutural de fórmula (Id), em que R6 é H e Q é O.
[0042] O polímero inclui como um grupo aniônico ou anionogênico especialmente preferencial pelo menos uma unidade estrutural de fórmula (Ia), em que R1 é H ou CH3 e XR2 é OM ou X é O (CnH2n) com n = 1, 2 , 3 ou 4, em particular 2 e R2 é O-PO3M2.
[0043] As cadeias laterais do agente dispersante polimérico compreendem pelo menos uma unidade estrutural, tendo as fórmulas gerais (IIa), (IIb), (IIc) e/ou (IId)
Figure img0017
R10 R11 4HP R12 (CnH2^)-^^^(AO)a-R13 em que: R10, R11 e R12 são independentemente uma da outra, H alquil C1 - C4ramificado ou não ramificado; E é alquileno C1- C6- ramificado ou não ramificado, ciclohexileno, CH2-C6H1010, 1,2-fenileno, 1,3-fenileno ou 1,4-fenileno; G é O, NH ou CO-NH, ou E e G juntos formam uma ligação química; A é CxH2 x onde x = 2, 3, 4 ou 5 (preferencialmente x = 2 ou 3) ou CH2CH(C6H5); n é 0, 1, 2, 3, 4 ou 5, preferencialmente 0, 1 ou 2; a é um número inteiro de 2 a 350 (preferencialmente 5 a 150); R13 é H, alquil C1 - C4 ramificado ou não ramificado, CO-NH2or COCH3;
Figure img0018
em que: R14 é H ou alquil C1 - C4 ramificado ou não ramificado; E é alquileno C1- C6- ramificado ou não ramificado, ciclohexileno, CH2-C6H1010, 1,2-fenileno, 1,3-fenileno ou 1,4-fenileno; A é CxH2 x onde x = 2, 3, 4 ou 5 preferencialmente 2 ou 3 ou CH2CH(C6H5); L é CxH2 x com x = 2, 3, 4 ou 5 preferencialmente x = 2 ou 3 ou CH2CH(C6H5); a é um número inteiro a partir de 2 a 350 preferencialmente 5 a 150; d é um número inteiro a partir de 1 a 350 preferencialmente 5 a 150; R19 é H ou alquil C1-C4 ramificado ou não ramificado; R20 é H ou alquil C1 - C4 ramificado ou não ramificado; e n é 0, 1, 2, 3, 4 ou 5, preferencialmente 0, 1 ou 2;
Figure img0019
em que: R21, R22 e R23 independentemente um do outro são H ou alquil C1- C4ramificado ou não ramificado; W é O, NR25 ou N; Y é 1, se W = O ou NR25, e é 2, se W = N; A é CxH2 x com x = 2, 3, 4 ou 5 preferencialmente 2 ou 3 ou CH2CH(C6H5); a é um número inteiro a partir de 2 a 350 preferencialmente 5 a 150; R24 é H ou alquil C1-C4 ramificado ou não ramificado; R25 é H ou alquil C1-C4 ramificado ou não ramificado;
Figure img0020
em que R6 é H ou alquil C1-C4 ramificado ou não ramificado; Q é NR10, N ou O; Y é 1, se W = O ou NR25, e é 2, se W = N; R10 é H ou alquil C1-C4 ramificado ou não ramificado; A é CxH2 x com x = 2, 3, 4 ou 5 preferencialmente 2 ou 3 ou CH2CH(C6H5; e a é um número inteiro a partir de 2 a 350 preferencialmente 5 a 150;
[0044] Preferencialmente, o polímero compreende cadeias laterais de poliéter formadas a partir de (a) pelo menos uma unidade estrutural (IIa), em que R10 e R12 são H, R11 é H ou CH3, E e G em conjunto formam uma ligação química, A é CxH2 x com x = 2 ou 3, a é 3 a 150 , e R13 é H ou alquil C1-C4 ramificado ou não ramificado; e/ou (b) pelo menos uma unidade estrutural (IIb), em que R16 e R18 são H, R17 é H ou CH3, E é alquileno C1- C4- ramificado ou não ramificado , A é CxH2x com x = 2 ou 3 , L é CxH2x com x = 2 ou 3, a é um número inteiro de 2 a 150, d é um número inteiro de 1 a 150, R19 é H ou alquil C1-C4 ramificado ou não ramificado; e R20 é H ou alquil C1-C4 ramificado ou não ramificado; e/ou (c) pelo menos uma unidade estrutural (IIc), em que R21 e R23 são H, R22 é H ou CH3, A é CxH2 x com x = 2 e/ou 3, a é um número inteiro a partir de 2 a 150 , e R24 é H ou alquil C1-C4 ramificado ou não ramificado; e/ou (d) pelo menos uma unidade estrutural (IId), onde R6 é H, Q é O, R7 é (CnH2n)-O-(AO)α-R9, n é 2 e/ou 3, A para CxH2 x com x = 2 ou 3 , a é um número inteiro de 1 a 150, e R9 é H ou alquil C1- C4-ramificado ou não ramificado.
[0045] Especialmente preferencial, o polímero compreende pelo menos uma unidade estrutural de fórmula (IIa) e/ou (CII).
[0046] De acordo com modalidade adicional, o agente dispersante polimérico é um poli condensado, compreendendo pelo menos uma unidade estrutural aromática ou heteroaromática com cadeia lateral de pelo menos uma cadeia lateral de poliéter e ou unidade estrutural aromática ou heteroaromática com pelo menos um grupo de ácido fosfórico ou um sal das mesmas.
[0047] Preferencialmente, o polímero inclui um produto de poli condensação compreendendo unidades estruturais (III) e (IV):
Figure img0021
em que T é fenil substituído ou não substituído ou naftil ou substituído ou não substituído, heteroaril com 5 a 10 átomos de anel, dos quais 1 ou 2 átomos são heteroátomos, os quais são selecionados a partir de N, O e S; né 1 ou 2; B é N, NH ou O, com a ressalva de que n é 2, se B for N e com a ressalva de que n é 1, se B é NH ou O; A é CxH2x com x = 2, 3, 4 ou 5 preferencialmente x = 2 ou 3 ou CH2CH(C6H5; a é um número inteiro a partir de 1 a 300, preferencialmente 5 a 150; R25 é H ou alquil C1- C10 ramificado ou não ramificado, cicloalquil, aril ou heteroaril C5- C8 com 5 a 10 átomos de anel, dos quais 1 ou 2 átomos são heteroátomos, os quais são selecionados a partir de N, O e S; em que unidade estrutural (IV) é selecionada a partir de unidades estruturais (IVa) e (IV b):
Figure img0022
em que D é fenil substituído ou não substituído, ou naftil ou substituído ou não substituído, heteroaril com 5 a 10 átomos de anel, dos quais 1 ou 2 átomos são heteroátomos, os quais são selecionados a partir de N, O e S; E é N, NH ou O, com a ressalva de que n é 2, se E for N e com a ressalva de que n é 1, se E for NH ou O; A é CxH2x com x = 2, 3, 4 ou 5 preferencialmente x = 2 ou 3 ou CH2CH(C6H5; b é um número inteiro a partir de 1 a 300, preferencialmente 5 a 150; M é independentemente é H ou um cátion equivalente;
Figure img0023
em que V é fenil ou naftil substituído ou não substituído ou naftil que opcionalmente é substituído por um ou dois grupos selecionados a partir de R8, OH, OR8, (CO)R8, COOM, COOR8, SO3R8 e NO2, preferencialmente, alquil OH, OC1-C4 e alquil C1- C4; R7 é COOM, OCH2COOM, SO3M ou OPO3M2; M é H ou um cátion equivalente; e R8 é C-alquil, fenil, naftil, fenil C1-C4 alquil C1-C4 ou alquilfenil C1- C4.
[0048] Preferencialmente, o polímero inclui um produto de poli condensação compreendendo unidades estruturais (III) e (IV), em que T é fenil substituído ou naftil não substituído, E é NH ou O, A é CxH2 x com x = 2 e/ou 3, a é um número número inteiro de 1 a 150, e R25 é H ou alquil C1- C10ramificado ou não ramificado.
[0049] Preferencialmente, o polímero inclui um produto de poli condensação compreendendo unidades estruturais (III) e (IV), em que D é fenil ou naftil substituído ou não substituído, E é NH ou O, o A é CxH2 x com x = 2 ou 3, e b é um número inteiro de 1 a 150.
[0050] Especialmente preferencial, o polímero inclui um produto de poli condensação compreendendo unidades estruturais (III) e (IV), onde T e/ou D é fenil ou naftil o qual é substituído por 1 ou 2 alquil C1- C4, hidroxi ou alcoxi C 21- C4.
[0051] O produto de poli condensação pode compreender unidades estruturais (IVb), em que V é fenil ou naftil o qual é substituído por 1 ou 2 alquil C1- C4, OH, OCH3 ou COOM, e R7 é COOM ou OCH2COOM.
[0052] O produto de poli condensação pode compreender pelo menos uma unidade estrutural adicional (V) da fórmula
Figure img0024
em que
[0053] R5 eR6 podem ser iguais ou diferentes e são H, CH3, COOH ou fenil ou naftil substituído ou não substituído ou heteroaril substituído ou não substituído com 5 a 10 átomos de anel, dos quais 1 ou 2 átomos são heteroátomos, os quais são selecionados a partir de N, O e S.
[0054] R5 e R6 na unidade estrutural (V) podem ser os mesmos ou diferentes e são, preferencialmente, H, CH3, ou COOH, em particular H ou um dos R5 e R6 é H e o outro é CH3.
[0055] As unidades estruturais (III) derivam preferencialmente de compostos aromáticos ou heteroaromáticos amino-acrescidos ou hidroxi- alcoxilado, por exemplo fenoxietanol alcoxilado, fenoxipropanol, 2- alcoxifenoxietanolas, 4-alcoxifenoxietanolas, 2-alquilfenoxietanolas e 4- alquilfenoxietanolas, N, N-(amilamina) anilina, N-(hidroxietil)anilina, N, N- (dihidroxipropíl)anilina e N-(hidroxipropil) anilina. Especialmente preferenciais são derivados de fenol alcoxilado (por exemplo, fenoxietanol ou fenoxipropanol), em particular derivados de fenol alcoxilados, especialmente derivados de fenol tendo um peso molecular médio de 300 g/mol a 10.000 g/mol (por exemplo monofeniléter de polietilenoglicol).
[0056] As unidades estruturais (IV) derivam, preferencialmente, de compostos aromáticos ou heteroaromáticos amino-funcionalizados ou hidroxi alcoxilados, por exemplo fenoxietanolfosfato, monofeniléterfosfatos de polietilenoglicol, N, N-(dihidroxietil)-anilindifosfato, N, N- (dihidroxietil)anilinafosfato, N-(hidroxipropil)anilinafosfato), a qual têm pelo menos um grupo de éster de ácido fosfórico e/ou um sal do grupo éster de ácido fosfórico (por exemplo por esterificação com ácido fosfórico e, opcionalmente, adição de bases). Especialmente preferenciais são fenolas alcoxiladas com pelo menos um grupo de éster de ácido fosfórico e/ou um sal do grupo éster de ácido fosfórico (por exemplo monofenileterfosfatos de polietilenoglicol com menos de 25 unidades de etilenoglicol) e especialmente preferenciais os fenóis alcoxilados tendo um peso molecular médio de 200 g/mol a 600 g/mol (por exemplo fenoxietanolfosfato, monofenileterfosfatos de polietilenoglicol com 2 a 10 unidades de etilenoglicol) , os fenóis alcoxilados tendo pelo menos um grupo de éster de ácido fosfórico e/ou um sal do grupo de éster de ácido fosfórico (por exemplo por esterificação com ácido fosfórico e, opcionalmente, adição de bases).
[0057] As unidades estruturais (IV) preferencialmente são derivadas de formaldeído, acetaldeído, acetona, ácido glioxílico, e/ou benzaldeído. Formaldeído é preferencial.
[0058] Em uma modalidade o polímero compreende unidades estruturais das fórmulas (I) e (II), em particular de fórmulas (Ia) e (IIa).
[0059] Em uma modalidade adicional, o polímero compreende unidades estruturais das fórmulas (I) e (II), em particular de fórmulas (Ia) e (CII).
[0060] Em uma modalidade adicional o polímero compreende unidades estruturais das fórmulas (I) e (II), em particular de fórmulas (Ia) e (IIa).
[0061] Em uma modalidade adicional o polímero compreende unidades estruturais das fórmulas (I) e (II), em particular de fórmulas (Ia) e (IIa).
[0062] O polímero pode ser formado a partir de (i) unidades estruturais aniônicas ou anionogênicas derivada do ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido maleico, éster de ácido fosfórico hidroxietilacrilato, e/ou éster de ácido fosfórico Hidroxietilmetacrilato, diéster de ácido fosfórico de hidroxietilacrilato e/ou Hidroxietilmetacrilato de diéster de ácido fosfórico e (ii) unidades estruturais de cadeia lateral de poliéter derivadas de éster de ácido acrílico C1-C4-alquil-polietilenoglicol , éster de ácido acrílico de polietilenoglicol, éster de ácido metacrílico C1-C4-alquil-polietilenoglicol, éster de ácido metacrílico de polietilenoglicol, éster de ácido acrílico C1-C4-alquil- polietilenoglicol, éster de ácido acrílico de polietilenoglicol, viniloxi-C2-C4- alquileno-polietilenoglicol, viniloxi-C2-C4- alquileno-polietilenoglicol-C1-C4- alquiléter , aliloxi-polietilenoglicol, aliloxi-polietilenoglicol-C1-C4- alquiléter, metaliloxi-polietilenoglicol, metaliloxi-polietilenoglicol-C1-C4- alquiléter, isopreniloxi-polietilenoglicol e/ou isopreniloxi-polietilenoglicol-C1-C4-alquiléter.
[0063] Preferencialmente, o polímero é formado a partir de unidades estruturais (i) e (ii) as quais são derivadas de (i) Hidroxietilacrilato de éster de ácido fosfórico e/ou hidroximetilacrilato de éster de ácido fosfórico e (ii) éster de ácido acrílico de alquil-polietilenoglicol-C1-C4 e/ou éster de ácido metacrílico de alquil- polietilenoglicol C1-C4; ou (i) Ácido acrílico e/ou ácido metacrílico e (ii) éster de ácido acrílico de polietilenoglicol alquil C1- C4 e/ou éster de ácido metacrílico de polietilenoglicol alquil C1-C4; ou (i) ácido acrílico, ácido metacrílico e/ou ácido maleico e (ii) viniloxi- C2- C4- alquileno-polietilenoglicol, aliloxi-polietilenoglicol, metaliloxi- polietilenoglicol ou isopreniloxi-polietilenoglicol. Especialmente preferencial, o polímero é formado a partir de unidades estruturais (i) e (ii) derivadas de (i) Hidroxietilmetacrilato de éster de ácido fosfórico e (ii) ácido de éster metacrílico de polietilenoglicol de alquil-C1-C4 ou éster de ácido metacrílico de polietilenoglicol; ou (i) Ácido acrílico e (ii) éster de ácido metacrílico de polietilenoglicol alquil C1-C4 ou éster de ácido metacrílico de polietilenoglicol; ou (i) ácido acrílico e ácido maleico e (ii) viniloxi-C2- C4- alquileno- polietilenoglicol ou (i) ácido acrílico e ácido maleico e (ii) isopreniloxi-polietilenoglicol ou (i) ácido acrílico e (ii) viniloxi-C2- C4- alquileno-polietilenoglicol ou (i) ácido acrílico e (ii) isopreniloxi-polietilenoglicol ou (i) ácido acrílico e (ii) metaliloxi-polietilenoglicol ou (1) ácido maleico e (ii) isopreniloxi-polietilenoglicol ou (2) o ácido maleico e (ii) aliloxi-polietilenoglicol ou (1) ácido maleico e (ii) metaliloxi-polietilenoglicol ou
[0064] Em uma modalidade, a razão molar de unidades estruturais (I): (II) é de 1:4 a 15:1, em particular de 1:1 a 10:1.
[0065] Em uma outra modalidade, a razão molar de unidades estruturais (III):(IV) 4:1 para 1:15, em particular 2:1 para 1:10.
[0066] Em uma modalidade, a razão molar de unidades estruturais (III + IV): (V) 2:1 para 1:3, em particular 1:0,8 para 1:2.
[0067] Em uma modalidade especialmente preferencial, o polímero compreende um produto de poli condensação formado a partir de unidades estruturais das fórmulas (III) e (IV) em que T e D são fenil ou naftil, em que o fenil ou naftil opcionalmente é substituído por 1 ou 2 alquil C1- C4, hidroxi ou alcoxi 2 C1-C4, B e E são O, A é CxH2 x com x = 2, a é de 3 a 150, em especial de 10 a 150, e b é 1, 2 ou 3.
[0068] A preparação dos agentes dispersante poliméricos contendo unidades estruturais (I) e (II) ocorre de forma convencional, por exemplo pela polimerização do radical livre a qual é descrita por exemplo em EP 894 811, EP 1 851 256, EP 2463314, EP 753488, incorporados neste documento na sua totalidade.
[0069] A preparação dos agentes dispersante poliméricos contendo unidades estruturais (III), (IV) e (V) ocorre, normalmente, de acordo com um processo no qual os compostos correspondentes a unidades estruturais (III), (IV) e (V) são reagidos. A preparação dos poli condensados é descrita em US 2008/0108732, WO 2006/042709, e WO 2010/026155 incorporada aqui na sua totalidade.
[0070] Isoprenol alcoxilado e/ou éter vinílico de hidroxibutil alcoxilado e/ou álcool (met)alílico alcoxilado e/ou metilpolialquileno glicol vinilatado tendo, preferencialmente, em cada caso, um número de média aritmética de 4 a 340 grupos oxialquilenos preferencialmente é usado como o macro monômero de poliéter. Ácido metacrílico, ácido acrílico, ácido maleico, anidrido maleico, um monoéster de ácido maleico ou uma mistura de uma pluralidade destes componentes é usada, preferencialmente, como o monômero ácido.
[0071] A composição de acelerador como obtida após a reação é uma suspensão. Preferencialmente, é seca e usada em forma de pó. Alternativamente, ela pode ser usada como suspensão. Nesse caso, o processo, de acordo com esta invenção, pode ser efetuado em um sítio de produção de concreto (por exemplo um betão pronto, usina de betão pré- fabricado ou qualquer outra usina onde a argamassa, concreto ou quaisquer outros produtos cimentícios sejam produzidos). Então é preferencial usar a suspensão como os lotes de água. Água em tratamento de lotes neste contexto é a água, a qual é utilizada na produção de concreto ou produção de materiais cimentícios semelhantes. Normalmente a água tratamento em lote é misturada com cimento e para exemplos agregados em uma usina de concreto pronto ou usina de betão pronto ou qualquer outro local de construção ou qualquer outro lugar onde os concretos ou outros materiais de cimento são produzidos. Normalmente a água em tratamento de lote pode conter uma vasta gama de aditivos, como por exemplo, plastificantes, aceleradores de endurecimento, retardadores, aditivos de redução de encolhimento, aditivo solubilizante de ar e/ou antiespumantes. É vantajoso produzir os aceleradores de endurecimento de acordo com esta invenção na água em tratamento de lotes destinada à produção de materiais de concretos ou similares, porque não há nenhuma necessidade de transportar as respectivas admisturas.
[0072] Em uma modalidade adicionalmente preferencial da invenção, preferencialmente realizada em um sítio de produção de concreto (por exemplo um de betão pronto, usina de cimento de concreto ou pré- moldado) a razão de peso da soma de fonte de cálcio, composto de silicato solúvel em água e polímero de pente para água, preferencialmente água de tratamento em lotes, é entre 1/1000 e 1/10, mais preferencialmente entre 1/500 e 1/100.
[0073] A solução aquosa na qual a reação é realizada pode conter além do polímero de pente um segundo polímero. O segundo polímero é um poli condensado, conforme descrito no texto anterior desta modalidade e modalidades seguintes. Preferencialmente o polímero de pente utilizado em conjunto com o poli condensado é obtido por uma polimerização radical.
[0074] Em uma modalidade adicional da invenção, a reação é realizada completamente ou parcialmente na presença de uma solução aquosa contendo um polímero potenciador de viscosidade, selecionado a partir do grupo dos derivados de polissacarídeo e/ou (co)polímeros, com um peso molecular médio Mw superior 500,000 g/mol, mais preferencialmente superior a 1.000.000 g/mol, os (co)polímeros contendo unidades estruturais derivadas (preferencialmente por polimerização do radical livre) de derivados de monômero de (met)acrilamida não iónicos e/ou derivados de monômero de ácido sulfônico. É possível que o polímero de potenciador de viscosidade é adicionado no início, durante o processo ou no fim do processo. Por exemplo, ele pode ser adicionado à solução aquosa do polímero de pente para o composto de cálcio e/ou o composto de silicato. O polímero potenciador de viscosidade também pode ser usado durante o processo de preparação de uma composição aceleradora de endurecimento pela reação de um composto de cálcio, preferencialmente um sal de cálcio, mais preferencialmente um sal de cálcio solúvel em água com um dióxido de silício, contendo componente. Preferencialmente o polímero potenciador de viscosidade é adicionado ao final da reação (no final da adição de reagentes) para evitar que as partículas a serem desestabilizadas e para manter a melhor estabilidade. O potencializador de viscosidade tem uma função estabilizadora em que segregação (agregação e sedimentação) de por exemplo hidrato de silicato de cálcio) pode ser prevenida. Preferencialmente os potencializadores de viscosidade são usados em uma dosagem de 0,001 a 10% em peso, mais preferencialmente de 0.001 a 1% em peso em relação ao peso de suspensão aceleradora de endurecimento. O polímero de potenciador de viscosidade preferencialmente deve ser dosado de forma que uma viscosidade plástica das suspensões aceleradoras de endurecimento superiores a 80 mPa • s é obtido.
[0075] É dada preferência de derivados de polissacarídeo para éteres de celulose, por exemplo, alquilceluloses como a metilcelulose, etilcelulose, propilcelulose e metiletilcelulose, hidroxialquilceluloses como hidroxietilcelulose (HEC), hidroxipropilcelulose (HPC) e hidroxietilhidroxipropilcelulose, alquilhidroxialquilceluloses, como metilhidroxietilceluose (MHEC), metilhidroxipropilceluose (MHPC) e propilhidroxipropilcelulose. É dada preferência à metilcelulose derivada de éter de celulose (MC), hidroxipropilcelulose (HPC), hidroxietilcelulose (HEC) e etilhidroxietilcelulose (EHEC), e é dada especial preferência a metilhidroxietilceluose (MHEC) e metilhidroxipropilceluose (MHPC). Os derivados de éter de celulose acima referidos, os quais podem, em cada caso, ser obtidos por alquilação apropriada ou alcoxilação de celulose, estão preferencialmente presentes como estruturas não iônicas, no entanto, seria possível utilizar, por exemplo, também carboximetilcelulose (CMC). Além disso, é também dada preferência usando derivados de éter de amido não iônicos tais como hidroxipropilamido, hidroxietilamido e metilhidroxipropilamido. É dada preferência a hidroxipropilamido. Preferenciais são polissacarídeos também produzidos de forma bacteriana como goma gelana e/ou xantanas e polissacarídeos naturais como alginatos, carragenina e galactomanano. Estas podem ser obtidas a partir de produtos naturais apropriados pelos processos de extração, por exemplo no caso de alginatos e carrageninas de algas, no caso de galactomanano de sementes de alfarroba.
[0076] (co)Polímeros potencializadores de viscosidade com um peso molecular Mw superior a 500.000 g/mole, mais preferencialmente superior a 1.000.000 g/mole pode ser produzido (preferencialmente por polimerização do radical livre), a partir de derivados de monômero de (met)acrilamida não iônicos e/ou derivados de monômero ácido sulfônico. Os respectivos monômeros podem ser selecionados por exemplo do grupo de acrilamida, preferencialmente de acrilamida, metacrilamida, N-metilacrilamida, N-metilmetacrilamida, N, N-dimetilacrilamida, N-etilacrilamida, N, N- dietilacrilamida, N-ciclohexilacrilamida, N, N-benzilacrilamida, N-dimetilaminopropilacrilamida, N, N-dimetilaminoetilacrilamida e/ou N-terc- butilacrilamida e/ou derivados monômero de ácido sulfônico selecionados a partir do grupo do ácido sulfônico de estireno, ácido 2-acrilamido- 2-metilpropanosulfônico, ácido 2-metacrilamida-2-metilpropanosulfonico, ácido 2-acrilamidabutanosulfonico, ácido 2-acrilamida-2, 4,4-trimetilpentanosulfonico e/ou os sais dos ácidos mencionados. É preferencial que o potencializador de viscosidade contém mais de 50% em mols, mais preferencialmente mais que 70% em mols de unidades estruturais derivadas de derivados de monômero de (met)acrilamida não iônicos e/ou derivados de monômero de ácido sulfônico. Outras unidades estruturais preferencialmente sendo contidas nos copolímeros podem ser derivadas por exemplo do ácido (met)acrílico de monômeros, ésteres de ácido (met)acrílico com álcoois C1 a C10 ramificados ou não- ramificados, acetato de vinil, proprionato de vinil e/ou estireno.
[0077] Em uma modalidade adicional da invenção, o polímero de potenciador de viscosidade é um derivado de polissacarídeo selecionado a partir do grupo de metilcelulose, hidroxietilcelulose (HEC), hidroxipropilcelulose (HPC), metilhidroxietilcelulose (MHEC), metilhidroxipropilcelulose (MHPC) e/ou
[0078] (co)polímeros com um peso molecular médio Mw superior a 500.000 g/mol, mais preferencialmente superior a 1.000.000 g/mol, os (co)polímeros contendo unidades estruturais derivadas (preferencialmente por polimerização de radical livre) a partir de derivados de monômero de (met)acrilamida não iônicos selecionados a partir do grupo de acrilamida, metacrilamida, N-metilacrilamida, N-metilmetacrilamida, N, N-dimetilacrilamida, N-etilacrilamida, N, N-dietilacrilamida, N-ciclohexilacrilamida, N- benzilacrilamida, N, N-dimetilaminopropilacrilamida, N, N- dimetilaminoetilacrilamida e/ou N-terc-butilacrilamida, preferencialmente acrilamida, e/ou derivados de monômero de ácido sulfônico selecionados a partir do grupo de ácido 2-acrilamida-2-metilpropanosulfonico, ácido 2- metacrilamida-2-metilpropanosulfonico, ácido 2-acrilamidobutanosulfônico, e/ou ácido 2-acrilamida-2, 4,4-trimetilpentanosulfônico ou os sais dos ácidos mencionados.
[0079] Dentro do grupo preferencialmente de derivados de monômero de (met)acrilamida não iônicos é dada a metilacrilamida, N, N- dimetilacrilamida e/ou metacrilamida, e é dada particular preferência a acrilamida. Dentro do grupo de monômeros ácidos, ácido 2-acrilamida-2- metilpropanosulfônico (AMPS) e seus sais são preferenciais. Os polímeros potencializadores de viscosidade podem ser adicionados no início do processo ou em qualquer outro momento.
[0080] Em uma modalidade adicional da invenção a reação é realizada completamente ou parcialmente na presença de uma solução aquosa contendo aceleradores de endurecimento, selecionados a partir do grupo de alcanolaminas, preferencialmente triisopropanolamina e / ou tetrahidroxietil etileno diamina (THEED). Os aceleradores de endurecimento são, em geral, adicionados sob a forma de solução aquosa. Preferencialmente as alcanolaminas são usadas em uma dosagem de 0,01 a 2,5% em peso em relação ao peso de ligante hidráulico, preferencialmente de cimento. Efeitos sinérgicos podem ser encontrados ao usar aminas, especialmente triisopropanolamina e tetrahidroxietil etileno diamina, no que diz respeito ao desenvolvimento precoce de força dos sistemas de ligante hidráulico, especialmente sistemas cimentícios. Preferencialmente, a amina é adicionada ao final da reação.
[0081] Em uma outra modalidade, a reação é realizada completamente ou parcialmente na presença de retardantes de assentamento selecionado a partir do grupo do ácido cítrico, ácido tartárico, ácido glucônico, ácido fosfônico, ácido amino-trimetilenofosfônico, ácido etilenodiaminotetra(metilenofosfônico), ácido dietilentriaminopenta- (metilenofosfônico), em cada caso, incluindo os respectivos sais a ácidos, pirofosfatos, pentaboratos, metaboratos e/ou açúcares (por exemplo, glicose, melaço). Os retardantes de assentamento são, em geral, adicionados sob a forma de solução aquosa. A vantagem da adição de retardantes de assentamento é que o momento de abertura pode ser controlado, e em especial, se necessário, pode ser prorrogado. O termo "tempo de abertura" é entendido pela pessoa versada na técnica como o intervalo de tempo depois de preparar a mistura de ligante hidráulico até o ponto do tempo no qual a fluidez é considerada como não suficiente para permitir uma adequada trabalhabilidade e a colocação da mistura de ligante hidráulico. O tempo de abertura depende das exigências específicas no sítio de trabalho e o tipo de aplicação. Como regra, a indústria de pré-moldados requer entre 30 e 45 minutos e a indústria do betão pronto requer cerca de 90 minutos de tempo de abertura. Preferencialmente os retardantes de chama são usados em uma dosagem de 0,01 a 0,5% em peso em relação ao peso de ligante hidráulico, preferencialmente de cimento. Os retardantes podem ser adicionados no início do processo ou em qualquer outro momento.
[0082] Em uma modalidade preferencial, a composição aceleradora de endurecimento obtida de acordo com qualquer uma das modalidades acima mencionadas é seca, preferencialmente por uma secagem por pulverização ou processo de secagem de tambor. O método de secagem não é especialmente limitado, um outro método de secagem possível é por exemplo o uso de um secador de leito fluidizado. É geralmente conhecido que a água, também se apenas em pequena quantidade, é prejudicial para muitos ligantes, principalmente o cimento, devido a processos de hidratação precoce indesejados. Produtos em pó com seu normalmente muito baixo conteúdo de água são vantajosos em comparação com sistemas aquosos, porque é possível misturá-los em cimento e/ou outros ligantes como gesso semi- hidratado de sulfato de cálcio (bassanita), sulfato de cálcio anidro, escórias, preferencialmente escória de alto forno de solo granulado, cinza volante, pó de sílica, Metacaulina, pozolana natural, xistos calcinados, cimento do sulfoaluminata de cálcio e/ou cimento de aluminato de cálcio.
[0083] A invenção, por outro lado, refere-se a uma composição aceleradora de endurecimento a qual é obtida pelo processo acima descrito.
[0084] De acordo com outro aspecto da invenção, a composição de acelerador contém partículas com um diâmetro de partículas abaixo de 500 nm, preferencialmente abaixo de 300 nm, mais preferencialmente abaixo de 200 nm. A medição do diâmetro da partícula é feita a uma temperatura de 25 °C, através de análise ultra centrífuga Beckman modelo Optima XLI da Beckman Coulter GmbH, de acordo com a descrição em H. Colfen, 'Analytical Ultracentrifugation of Nanoparticles', em Encyclopedia of Nanoscience andNanotechnology, (American Scientific Publishers, 2004), pp. 67-88.
[0085] Preferencialmente, a composição aceleradora é livre de ligantes hidráulicos, especialmente livres de cimento. "Livre" significa menos de 10%, preferencialmente menos de 5%, em especial menos de 1% em peso e especialmente de 0%.
[0086] Preferencialmente a composição contém i) 0.1 a 75, preferencialmente de 0.1 a 50, mais preferencialmente de 0,1 a 10% em peso de hidrato de silicato de cálcio, ii) 0.001 a 60, preferencialmente de 0,1 a 30, mais preferencialmente 0,1 a 10%, em peso, de polímeros de pente solúveis em água apropriado como um plastificante para ligantes hidráulicos, iii) 24 a 99, mais preferencialmente de 50 a 99, mais preferencialmente 70 a 99% em peso de água.
[0087] Tipicamente, o hidrato de silicato de cálcio na composição, preferencialmente suspensão aceleradora de endurecimento aquosa é fosagita, hilebrandita, xonotlita, necoita, clinotobermorita, 9Â - tobermorita (riversiderita), 11Â - tobermorita, 14 C Â - tobermorita (plombierita), jenita, metajenita, condrodita de cálcio, afwilita, D-C2SH, delaita, jafeita, rosenhanita, quilalaita ou suolunita.
[0088] Mais preferencialmente, o hidrato de silicato de cálcio na composição, preferencialmente suspensão aceleradora de endurecimento aquosa, é xonotlita, 9Â - tobermorita (riversiderita), 11Â - tobermorita, 14 Â - tobermorita (plombierita), jenita, metajenita, afwilita ou jafeita.
[0089] Em uma modalidade preferencial da invenção, a razão molar de cálcio a silício no hidrato de silicato de cálcio na composição, preferencialmente suspensão aceleradora de endurecimento aquosa, é de 0,6 para 2, preferencialmente de 0,8 a 1,8, mais preferencialmente 0,9 a 1,5.
[0090] Em uma modalidade adicionalmente preferencial da invenção, a razão molar de cálcio à água no hidrato de silicato de cálcio é de 0,6 a 6, preferencialmente de 0,6 a 2, mais preferencialmente 0.8 a 2. Ditos intervalos são semelhantes aos encontrados por exemplo nas fases de hidrato silicato de cálcio, as quais são formadas durante a hidratação do cimento. Vantagem é um bom efeito de aceleração para ligantes hidráulicos.
[0091] É particularmente vantajoso usar os aceleradores de endurecimento de acordo com esta invenção em combinação com cimentos contendo um conteúdo relativamente alto de sulfatos solúveis (a partir de 0,1 a 5% em peso em relação ao cimento). Tais cimentos estão comercialmente disponíveis ou o sal de sulfato solúvel em água pode ser adicionado ao cimento. Dito cimento é preferencialmente rico em fases de aluminato anidro. Preferencialmente o sulfato solúvel em água é selecionado a partir de sódio e/ou sulfato de potássio. Combinar os sulfatos solúveis e aceleradores de endurecimento de acordo com os resultados desta invenção em um efeito de aceleração de endurecimento de cimento sinérgico.
[0092] A composição contém, preferencialmente, retardantes de assentamento selecionado a partir do grupo do ácido cítrico, ácido tartárico, ácido glucônico, ácido fosfônico, ácido amino-trimetilenofosfônico, ácido etilenodiaminotetra(metilenofosfônico), ácido dietilentriaminopenta- (metilenofosfônico), em cada caso, incluindo os respectivos sais a ácidos, pirofosfatos, pentaboratos, metaboratos e/ou açúcares (por exemplo, glicose, melaço). A vantagem da adição de retardantes de assentamento é que o tempo de abertura pode ser controlado, e em especial, se necessário, pode ser prolongado. Preferencialmente os retardantes de chama são usados em uma dosagem de 0,01 a 0,5% em peso em relação ao peso de ligante hidráulico, preferencialmente de cimento.
[0093] As composições também podem conter qualquer componente da formulação tipicamente usado no campo de produtos químicos de construção, preferencialmente antiespumantes, aditivo solubilizante de ar, retardadores, redutores de encolhimento, pós redispersáveis, outros Aceleradores de endurecimento, agentes anticongelantes e/ou agentes anti- eflorescêntes.
[0094] A invenção refere-se também uma composição aceleradora de endurecimento, a qual é em forma de pó. O produto em pó pode ser obtido a partir do produto aquoso como descrito acima, por exemplo por secagem por pulverização ou secagem em um secador de leito fluidizado.
[0095] A invenção compreende o uso de uma composição aceleradora de endurecimento obtenível de acordo com qualquer um dos processos da presente invenção ou de uma composição de acordo com essa invenção em misturas de material de construção contendo cimento, gesso, anidrita, escória, preferencialmente escória de alto forno preferencialmente de solo granulado, cinzas volantes, pó de sílica, Metacaulina, pozolanas naturais, xisto betuminoso calcinado, cimento de sulfoaluminato de cálcio e/ou cimento de aluminato de cálcio, preferencialmente em misturas de material de construção os quais contêm substancialmente de cimento como um ligante hidráulico.
[0096] A invenção adicionalmente compreende o uso da composição aceleradora de endurecimento da presente invenção como um agente de moagem na preparação de cimento(portland), escória, cinzas volantes, Cal, puzolano ou uma mistura dos mesmos, em particular cimento (Portland).
[0097] A invenção adicionalmente compreende o uso da composição aceleradora de endurecimento da presente invenção em perfurações de petróleo e gás, em particular na exploração, desenvolvimento e conclusão dos reservatórios subterrâneos de petróleo e gás, bem como perfurações profundas. As composições são úteis como aceleradores de assentamento para ligantes inorgânicos, nomeadamente para acelerar o assentamento de lamas de cimento na cimentação de perfurações de poços de petróleo e gás.
[0098] Ligantes inorgânicos adequados são, nomeadamente, cimentos Portland, cimentos de cálcio aluminato, gesso, anidrita, escória de alto forno, escória de alto forno de solo granulado, cinzas volantes, sílica de fumo, Metacaulina, puzolanas naturais e artificiais, e/ou calcinado de xisto de óleo, preferencialmente cimentos Portland.
[0099] O uso de composições aceleradoras de endurecimento ocorre preferencialmente em conjunto com outros aditivos úteis na cimentação de perfuração de poço, como agentes redutores de água, agentes de retenção de água e/ou agentes de reológicos.
[00100] Gesso compreende neste contexto todas as transportadoras de sulfato de cálcio possíveis com diferentes quantidades de moléculas de água de cristal, como por exemplo também hemidrato de sulfato de cálcio.
[00101] A invenção também diz respeito a misturas de material de construção, as quais contêm uma composição, preferencialmente uma suspensão aceleradora de endurecimento aquosa de acordo com a invenção e cimento, gesso, anidrita, escória, preferencialmente escória de alto forno preferencialmente de solo granulado, cinzas volantes, pó de sílica, Metacaulina, pozolanas naturais, xisto betuminoso calcinado, cimento de sulfoaluminato de cálcio e/ou cimento de aluminato de cálcio. Preferencialmente, as misturas de material de construção substancialmente contêm cimento como um ligante hidráulico. A composição aceleradora de endurecimento está contida na mistura de material de construção preferencialmente a uma dosagem de 0,05% em peso a 5% em peso em relação ao peso de clínquer.
[00102] Para ilustração, o termo misturas de material de construção pode significar misturas na forma seca ou em forma aquosa e no estado endurecido ou plástico. Misturas de material de construção secas podem ser por exemplo de misturas de ditos ligantes, preferencialmente cimento e as composições aceleradoras de endurecimento (preferencialmente em forma de pó) de acordo com esta invenção. Misturas na forma aquosa, geralmente na forma de lamas, cola, argamassa fresca ou concreto fresco são produzidas pela adição de água ao componente(s) de ligante composição aceleradora de endurecimento, elas se transformam então a partir do plástico para o estado endurecido. EXEMPLOS MATERIAIS DE PARTIDA: Fonte de Si: Vidro solúvel Na - módulo SiO2/Na2O = 3.4 (conteúdo de sólidos: 36% em peso) Fontes de Ca: - Ca(OH)2 (pureza de 97 %) - CaAcetat (pureza 99,9%) - CaFormiat (pureza de 99,9%) POLÍMEROS: POLÍMERO 1:
[00103] Polímero 1 é um polímero de pente, baseado no ácido maleico de monômeros, ácido acrílico e viniloxibutilpolietileno glicol-5800. A razão molar de ácido acrílico de ácido maleico é 7. MW = 40.000 g/mol, conforme determinado por GPC. O conteúdo de sólidos é de 45% em peso. A síntese é, por exemplo, divulgada em EP0894811. A densidade de carga é 930 μeq/g. POLÍMERO 2:
[00104] Polímero 2 é um polímero de pente que é um condensado dos componentes PhenolPEG5000 e fosfato de fenoxietanol. O peso molecular é de 23.000 g/mol. A síntese é, por exemplo, divulgada em DE102004050395. O conteúdo de sólidos é de 31 %. A densidade de carga é 745 μeq/g. POLÍMERO 3:
[00105] Polímero 3 é um polímero de pente, baseado no ácido acrílico de monômeros e viniloxibutilpolietileno glicol-3000. MW = 40.000 g/mol, conforme determinado por GPC. O conteúdo de sólidos é de 52% em peso. A densidade de carga é 1410 μeq/g. PROCEDIMENTO DE PREPARAÇÃO: a. O polímero foi misturado com água e carregado em um reator; b. A fonte de cálcio foi preparada pela mistura de hidróxido de cálcio e, opcionalmente, outra fonte de cálcio com água e, opcionalmente, um polímero; c. A solução de silicato foi preparada misturando um vidro solúvel de sódio com água; d. A solução aquosa do polímero (a) foi divulgada através de um misturador de célula de 20 ml equipado com um Turrax Ultra Ika provido com uma ferramenta de mixagem de Rotor-estator a 8000 rpm; e. A fonte de silicato (c) e a fonte de cálcio (b) foram introduzidas para a zona de cisalhamento da misturadora célula; Duração da síntese: 20 min.
[00106] Os componentes utilizados e suas quantidades são dadas na tabela 1. TABELA 1:
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Figure img0026
CARACTERIZAÇÃO DE SUSPENSÕES ACELERADORAS
[00107] O efeito de suspensões aceleradoras sobre o endurecimento de cimento (CEM I Miike 52,5 R) foi testado medindo-se a libertação de calor usando calorimetria de fluxo de calor. Os resultados são mostrados na Figura 1 a qual mostra a influência de diferentes composições aceleradora de endurecimento sobre o endurecimento do cimento de Portland. O fluxo de calor (HF), ao longo do tempo (t) de cimento puro é refletido pela linha A. H1 mostra influência de um acelerador de referência enquanto H10 e H11 representa, na influência dos aceleradores de acordo com esta invenção (calorimetria de fluxo de calor para suspensões H1, H10 e H11 em comparação com o cimento puro). As suspensões foram misturadas com a água de tratamento em lote e a suspensão obtida foi misturada com 20 g de cimento. A razão água/cimento foi ajustada para 0.32. A dosagem de suspensão de aceleração foi selecionada de tal forma que sempre 0,3% em peso de ativos foi dosada para o cimento. Uma aceleração eficaz de endurecimento (conforme definido em H. F. W. Taylor (1997): Cement Chemistry, 2. ed., pag 212 et seq.) observou-se. Os resultados são apresentados na tabela 2. TABELA 2:
Figure img0027

Claims (13)

1. PROCESSO PARA A PREPARAÇÃO DE UMA COMPOSIÇÃO ACELERADORA DE ENDURECIMENTO, que compreende: reagir, em água, uma fonte de cálcio selecionada a partir do grupo que consiste em hidróxido de cálcio e óxido de cálcio com um composto de silicato solúvel em água na presença de pelo menos um agente dispersante polimérico solúvel em água, em que pelo menos um agente dispersante solúvel em água compreende um copolímero, e compreende ainda uma cadeia lateral de poliéter, e caracterizado pelo composto de silicato solúvel em água ser de uma fórmula m SÍO2 • n M2O; M é selecionado a partir do grupo que consiste em Li, Na, K e NH4; m e n são números molares; e uma razão de m:n é a partir de 2,5 a 4.
2. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela fonte de cálcio e o composto de silicato solúvel em água serem adicionados a uma solução aquosa do agente dispersante polimérico solúvel em água.
3. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por: i) a fonte de cálcio estar presente em uma quantidade de 0,01 a 75% em peso de hidróxido de cálcio ou óxido de cálcio, ii) o composto de silicato solúvel em água estar presente em uma quantidade de 0,01 a 75% em peso, iii) o agente dispersante solúvel em água estar presente em uma quantidade de 0,001 a 60% em peso, e iv) a água estar presente em uma quantidade de 24 a 99% em peso de água.
4. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pela razão de m:n ser de 2,5 a 3,8.
5. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo composto de silicato solúvel em água ser usado em forma de pó.
6. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo agente dispersante ser um copolímero o qual inclui pelo menos uma unidade estrutural, tendo uma fórmula selecionada a partir do grupo que consiste nas fórmulas (Ia), (Ib), (Ic) e (Id):
Figure img0028
em que: R1 é H ou alquil C1-C4 ramificado ou não ramificado, CH2COOH ou CH2CO-X-R3; X é NH-(CnH2n) ou O-(CnH2n), onde n = 1, 2, 3 ou 4, em que o átomo de nitrogênio ou o átomo de oxigênio é ligado ao grupo CO, ou X é uma ligação química; R2 é OM, PO3M2, ou O-PO3M2; com a ressalva de que X é uma ligação química, se R2 for OM; R3 é PO3M2, ou O-PO3M2;
Figure img0029
em que: R3 é H ou alquil C1-C4 ramificado ou não ramificado; n é 0, 1, 2, 3 ou 4; R4 é PO3M2, ou O-PO3M2;
Figure img0030
em que: R5 é H ou alquil C1-C4 ramificado ou não ramificado; Z é O ou NR7; R7 é H, (CnH2n)-OH, (CnH2n)-PO3M2, (CnH2n)-OPO3M2, (C6H4)- PO3M2, ou (C6H4)-OPO3M2; n é 1, 2, 3 ou 4; e
Figure img0031
em que: R6 é H ou alquil C1-C4 ramificado ou não ramificado; Q é O ou NR7; R7 é H, (CnH2n)-OH, (CnH2n)-PO3M2, (CnH2n)-OPO3M2, (C6H4)- PO3M2, ou (C6H4)-OPO3M2; n é 1, 2, 3 ou 4; e em que cada M independentemente é H ou um cátion equivalente.
7. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo agente dispersante ser um copolímero o qual compreende pelo menos uma unidade estrutural de uma fórmula selecionada a partir do grupo que consiste nas fórmulas (IIa), (IIb), (IIc) e (IId):
Figure img0032
em que: R10, R11 e R12 são, independentemente uma da outra, H alquil C1C4 ramificado ou não ramificado; E é alquileno C1-C6 ramificado ou não ramificado, ciclohexileno, CH2-C6H10, 1,2-fenileno, 1,3-fenileno ou 1,4-fenileno; G é O, NH ou CO-NH, ou E e G juntos formam uma ligação química; A é CxH2x, onde x = 2, 3, 4, 5 ou CH2CH(C6H5); n é 0, 1, 2, 3, 4 ou 5; a é um número inteiro a partir de 2 a 350; R13 é H, alquil C1-C4 ramificado ou não ramificado, CO-NH2 ou COCH3;
Figure img0033
em que: R16, R17, e R18 são cada um independentemente H ou alquil C1-C4 ramificado ou não ramificado; E é alquileno C1-C6 ramificado ou não ramificado, ciclohexileno, CH2-C6H10, 1,2-fenileno, 1,3-fenileno ou 1,4-fenileno; A é CxH2x, onde x = 2, 3, 4, 5 ou CH2CH(C6H5); L é CxH2x, com x = 2, 3, 4, 5 ou CH2--CH(C6H5); a é um número inteiro de 2 a 350; d é um número inteiro de 1 a 350; R19 é H ou alquil C1-C4 ramificado ou não ramificado; R20 é H ou alquil C1-C4 ramificado ou não ramificado; e n é 0, 1, 2, 3, 4 ou 5;
Figure img0034
em que: R21, R22 e R23, independentemente um do outro, são H ou alquil C1- C4 ramificado ou não ramificado; W é O, NR25 ou N; Y é 1, se W = O ou NR25, e Y é 2, se W = N; A é CxH2x com x = 2, 3, 4, 5 ou CH2CH(C6H5); a é um número inteiro de 2 a 350; R24 é H ou alquil C1-C4 ramificado ou não ramificado; R25 é H ou alquil C1-C4 ramificado ou não ramificado; e (IId)
Figure img0035
em que R6 é H ou alquil C1-C4 ramificado ou não ramificado; Q é NR10, N ou O; Y é 1, se Q = O ou NR10, e Y é 2, se Q= N; R10 é H ou alquil C1-C4 ramificado ou não ramificado; A é CxH2x, com x = 2, 3, 4, 5 ou CH2CH(C6H5); e a é um número inteiro de 2 a 350.
8. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo agente dispersante ser um produto de policondensação compreendendo unidades estruturais (III) e (IV):
Figure img0036
em que T é fenil ou naftil substituído ou não substituído ou heteroaril substituído ou não substituído com 5 a 10 átomos de anel, dos quais 1 ou 2 átomos são heteroátomos, os quais são selecionados a partir de N, O e S; n é 1 ou 2; B é N, NH ou O, com a ressalva de que n é 2, se B for N e com a ressalva de que n é 1, se B for NH ou O; A is CxH2x, com x = 2, 3, 4, 5 ou CH2CH(C6H5); a é um número inteiro de 1 a 300; R25 é H ou alquil C1-C10 ramificado ou não ramificado, cicloalquil C5-C8, aril, ou heteroaril com 5 a 10 átomos de anel, dos quais 1 ou 2 átomos são heteroátomos, os quais são selecionados a partir de N, O e S; em que unidade estrutural (IV) é selecionada a partir de unidades estruturais (IVa) e (IVb): D—E—(AO)t-P-OM I OM
Figure img0037
em que D é fenil ou naftil substituído ou não substituído ou heteroaril substituído ou não substituído com 5 a 10 átomos de anel, dos quais 1 ou 2 átomos são heteroátomos, os quais são selecionados a partir de N, O e S; E é N, NH ou O, com a ressalva de que n é 2, se E for N e com a ressalva de que n é 1, se E for NH ou O; A é CxH2x, com x = 2, 3, 4, 5 ou CH2CH(C6H5); b é um número inteiro de 1 a 300; M é independentemente H ou um cátion equivalente;
Figure img0038
em que V é fenil ou naftil substituído ou não substituído que opcionalmente é substituído por um ou dois grupos selecionados a partir de R8, OH, OR8, (CO)R8, COOM, COOR8, SO3R8 e NO2; R7 é COOM, OCH2COOM, SO3M ou OPO3M2; M é H ou um cátion equivalente; e R8 é alquil C1-C4, fenil, naftil, fenil-alquil C1-C4 ou alquilfenil C1- C4.
9. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 8, caracterizado pelo produto de policondensação compreender uma unidade estrutural (V) adicional da fórmula
Figure img0039
em que R5 e R6 são iguais ou diferentes e são H, CH3, COOH, ou fenil ou naftil substituído ou não substituído, ou heteroaril substituído ou não substituído com 5 a 10 átomos de anel, dos quais 1 ou 2 átomos são heteroátomos selecionados a partir de N, O e S.
10. PROCESSO, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por adicionalmente compreender uma etapa subsequente de secagem da composição aceleradora de endurecimento.
11. COMPOSIÇÃO ACELERADORA DE ENDURECIMENTO, caracterizada por ser obtida pelo processo, conforme definido na reivindicação 1.
12. MISTURA DE MATERIAL DE CONSTRUÇÃO, caracterizada por compreender uma composição aceleradora de endurecimento, conforme definida na reivindicação 11, e um componente de material de construção selecionado a partir do grupo que consiste em cimento, gesso, anidrita, escória, cinzas volantes, pó de sílica, metacaulina, pozolanas naturais, xisto betuminoso calcinado, cimento de sulfoaluminato de cálcio e cimento de aluminato de cálcio.
13. PROCESSO, que compreende a preparação da mistura de material de construção, conforme definido pela reivindicação 12, caracterizado pela etapa de misturar a composição aceleradora de endurecimento com o componente de material de construção, para formar a mistura de material de construção.
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