BR112016002426B1 - Pluralidade de corpos de fibra individuais, método para a preparação de uma pluralidade de corpos de fibra individuais, uso de uma pluralidade de corpos de fibra individuais, método para melhoria da ligação entre as fibras e uma composição de ligante inorgânico, composição de ligante inorgânico, estrutura e artigo modelado - Google Patents

Pluralidade de corpos de fibra individuais, método para a preparação de uma pluralidade de corpos de fibra individuais, uso de uma pluralidade de corpos de fibra individuais, método para melhoria da ligação entre as fibras e uma composição de ligante inorgânico, composição de ligante inorgânico, estrutura e artigo modelado Download PDF

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Abstract

fibras novas, métodos para a sua preparação e uso na fabricação de elementos reforçados. fibras com sementes de cristalização anexadas à sua superfície, método de fazer tais fibras compósitas por tratamento de superfície das fibras seguido de tratar tais fibras com sementes de cristalização pré-feitas ou por precipitação e cristalização direta de sementes em fibras pré-tratadas. controlar e ajustar as propriedades de composições de ligante inorgânico com sementes de cristalização ligadas por fibras e gerar assim composições de ligante inorgânico com características personalizadas.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO
[0001] A presente invenção está relacionada ao campo de produtos à base de fibra. Ditas fibras têm sementes de cristalização anexas às suas superfícies, afetando assim a resistência mecânica e ductilidade de composições de ligante inorgânicos tais como cimento ou sistemas baseados em sulfato de cálcio.
FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO
[0002] Materiais de construção e edificações com base em hidráulica e ligantes não-hidráulicos são exemplos em que fibras compostas são empregadas para modular as propriedades físicas de acordo com necessidades específicas. Argamassa e concreto são materiais relativamente quebradiços, em que a resistência à tração é normalmente muito menor em comparação com a resistência à compressão do material. Portanto, em circunstâncias normais, concreto precisa geralmente ser reforçado com barras de aço de reforço. Tornou-se cada vez mais popular para reforçar adicionalmente argamassa ou concreto com fibras curtas distribuídas aleatoriamente, de vários tipos para satisfazer as necessidades da indústria de construção moderna. O principal objetivo é não só aumentar a dureza (resistência à rachadura), das composições de ligante inorgânico resultantes, mas também melhorar a resistência à tração (resistência à rachadura) e a ductilidade dos materiais de construção.
[0003] Argamassa é uma mistura de agregados finos com cimento hidráulico, em que o concreto contém adicionalmente agregados grosseiros. O constituinte de cimento é usado como um material inorgânico sintético compondo a matriz na qual os agregados são incorporados. Misturas de argamassa e concreto também podem conter pozolanas e outras misturas comumente utilizadas para usos convencionais e de especialidade, modificando assim, as propriedades físicas das composições de ligante inorgânico não-endurecidas e endurecidas. Cimento normalmente inclui o silicato de cálcio cristalino anidro (C3S e C2S), cal e alumina. Na presença de água os silicatos de reagem para formar hidratos e hidróxido de cálcio. A estrutura endurecida de cimento depende de uma natureza tri dimensional e arranjo complexo de cristais recém-formados que dependem intrinsecamente das quantidades dos ingredientes, tempo de cura e a composição dos agregados do concreto. Durante o processo de endurecimento, o encolhimento plástico, químico ou por secagem pode criar vazios causando defeitos e rachaduras. Além disso, ataque de sulfato em concreto e argamassa é muitas vezes a causa da pressão interna, produzindo rachaduras no material e em consequência desestabiliza estruturas feitas desses materiais. Ataque de sulfato de sódio pode ser 'externo' ou 'interno', ou seja, devido a penetração de sulfatos externos em solução no concreto ou a uma fonte solúvel, sendo incorporada no concreto no momento da mistura, por exemplo. O tipo mais comum de ataque de sulfato de sódio é externo e normalmente ocorre pela penetração de água contendo sulfato dissolvido. As alterações causadas pelo ataque de sulfato externo podem variar em tipo ou severidade, mas comumente incluem extensa formação de rachadura e perda da ligação entre a pasta de cimento e agregado, provavelmente devido a cristalização de etringita. O efeito destas mudanças é uma perda de resistência de concreto generalizada. Por outro lado, ataque interno sulfato ocorre quando uma fonte de sulfato de sódio é encontrada em um dos ingredientes do concreto. Isso pode ocorrer com o uso de agregado rico em sulfato de sódio, excesso de gipsita adicionada ao cimento ou por contaminação. Em circunstâncias especiais, tais como temperaturas elevadas durante o endurecimento do concreto, cristalização de etringita provoca expansão e rachadura da matriz e posteriormente sérios danos às estruturas de concreto.
[0004] No processo de neutralizar defeitos potenciais, fibras foram introduzidas nas composições de ligante inorgânico para reforçar as matrizes finais. Força de ligação interfacial governa muitas propriedades compostas importantes, como força total composta, ductilidade, propriedade de absorção de energia etc. Muitos empreendimentos foram tomados para melhorar ou aumentar a capacidade de ligação e compatibilidade na interface de fibras para as matrizes em vários materiais compósitos e concreto em particular. Uma variedade de fibras, naturais e sintéticas, tem sido utilizada em composições de ligante inorgânico para aumentar a estabilidade de elementos estruturais resultantes feitas por exemplo de misturas de concreto. Uma lista não-limitante de exemplos para essas fibras são partidos de materiais naturais, como fibras à base de celulose, como algodão, viscose, cânhamo, juta, sisal, bananeira, bambu, celulose, celulose regenerada (por exemplo, Lyocell ®), de materiais sintéticos como a poliamida, poliéster, poliacrilonitrila, polipropileno, polietileno, polivinilalcool, aramida, poliolefinas em geral, mas também de minerais inorgânicos ou materiais à base de metal, como carbono, vidro, lã mineral, basalto, cerâmica de óxido e aço.
[0005] Fibras de várias formas e tamanhos produzidas a partir de tais materiais estão sendo usadas como estabilizadores e elementos de reforço, no entanto, a maioria das aplicações, tais como efeitos estruturais e não-estruturais, fibras de aço são mais comumente usadas. As fibras são geralmente aleatoriamente orientadas na matriz. Exemplos de fibras sintéticas comumente usadas são de polipropileno, polietileno e polivinil álcool, todos os quais sofrem de um ou mais problemas, tais como o alto custo (por exemplo, polivinilalcool), baixa tenacidade ou baixa ligação interfacial (por exemplo, polipropileno). Quando misturas de argamassa ou cimento contêm fibras há uma considerável melhoria de comportamento pós-rachadura. Comparado ao concreto simples, concreto reforçado com fibra é muito mais duro e resistente ao impacto. Concreto simples falha de repente, uma vez que a deflexão correspondente à resistência à flexão final for excedida. Concreto reforçado com fibra continua a sustentar cargas consideráveis até superiores à deflexão de fratura do concreto simples. Isto é devido ao fato de que fibras significativamente alteram as propriedades de absorção de energia das composições de ligante inorgânico. (Swamy RN et al., Materiaux et Constrctions Vol. 8, 45, 235 - 254, 1975; Kim, YY et al., ACI Structural Journal, Vol. 101, 6, 792-801, 2004; EP 0,225,036; EP 2,557, 185). A propriedade mais notável das composições de ligante inorgânico é o potencial para o impedimento de rachadura e mecanismos de controle de rachadura. Isto afeta mais diretamente a melhoria das outras propriedades vinculadas à formação de rachadura, tais como resistência, rigidez, ductilidade, fadiga, carga térmica, resistência ao impacto e absorção de energia. Controle de rachadura, portanto, parece ser o aspecto mais importante ao se considerar o reforço de composições de ligante inorgânico à base de cimento.
[0006] A limitação na utilização da maioria das fibras como agentes de reforço é um resultado da baixa força de extração com base na molhabilidade pobre e adesão à matriz (baixo ligação de interface) e ao material de cimento em particular. Falha do concreto reforçado com fibra é principalmente devida à fibra extraível ou de desligação. Portanto, a falha do concreto reforçado com fibra não ocorrerá de repente após a iniciação de uma rachadura. Já que a ligação das fibras à matriz é principalmente mecânica, literatura indica que para se obter boa aderência entre fibra e material de matriz, é geralmente necessária a realização de pré-tratamentos, quimicamente e fisicamente. Uma variedade de mecanismos são conhecidos e descritos na literatura e são empregados para aumentar a ligação interfacial de fibras a composições de ligante inorgânico (Li V.C. et al., Advanced CementBased Materials, 1997, Vol.6, 1-20). Aumentar a área de superfície da fibra por exemplo é uma forma de aumentar a área de interação entre fibra e matriz. Este aumento em área de superfície aumenta a ligação mecânica à matriz e por exemplo pode ser obtido por meio de processos de fibrilação. Além disso têm sido utilizadas modulações de superfície de fibras que levam à melhoria da interação matriz-fibra e ligação mecânica tal como torção, relevo por prensagem e introdução de ganchos nas fibras, para mencionar algumas medidas geralmente empregadas.
[0007] Outros meios de modificação de superfície também levam à melhoria de adesão entre fibra e matriz. Tratamento de plasma é utilizado para introduzir grupos polares na superfície, aumentando desta forma, a reatividade e molhabilidade da fibra (US 5.705.233). Isto leva a uma melhor compatibilidade e adesão à matriz de cimento, finalmente, resultando em aumento da força de extração das respectivas fibras.
[0008] Técnicas especiais foram desenvolvidas para aumentar a ligação mecânica para a matriz e assegurar vantajosas propriedades de compósitos. A geometria da fibra influencia o vínculo entre a estrutura da fibra e a matriz, por exemplo, fibras de formato tridimensional demonstram propriedades de ligação melhorada (Naaman A.E., Mcgarry F.J., Sultan,J.N. - Developments in fiber- reinforcements for concrete, TechnicalReport, R 72-28, School of Engineering, MIT, Maio de 1972, p. 67).
[0009] Fibras sintéticas oferecem uma série de vantagens como agentes de reforço de concreto. Estas apresentam alto módulo elástico e são baratas. EP 0,225,036 divulga um método de fazer fibras de polipropileno antiestático e, dessa forma aumentando a Hidrofilia, pela qual a incorporação das fibras na matriz e distribuição uniforme é melhorada. Adiante são divulgados métodos para melhorar as propriedades de incorporação de fibras de polipropileno por prensagem, rugosidade ou formatação perfilada das fibras.
[0010] WO 97/39054 divulga corpos de fibra individuais tendo etringita formada em pelo menos uma porção de sua superfície. Cristais de etringita são precipitados in situ em meio aquoso para a superfície de fibras de madeira dura para melhorar a compatibilidade da fibra de madeira utilizada dentro de uma matriz hidráulica. É adicionalmente divulgado o uso das fibras de madeira para reforçar composições de ligante inorgânico e para aumentar a força de ligação entre as fibras e as matrizes de cimento.
[0011] DE 3602310 divulga o pré-tratamento de corpos de fibra individuais com partículas de aerossol de ácido silícico (sílica ativa). As partículas de sílica ativa amorfas são depositadas na superfície de fibra de uma dispersão aquosa na presença de dispersantes antes de utilizar a fibra em sistemas de ligante de cimento. Em particular, DE 3602310 divulga o uso de partículas de sílica ativa para evitar interação direta de produtos de cimento hidratado com a fibra e, desse modo, prevenir ou reduzir o envelhecimento e/ou deterioração da fibra no material compósito resultante.
[0012] Apesar das medidas empregadas para aumentar a adesão das fibras à matriz, a utilização de tipos de fibras individuais ainda é limitada porque para aplicações high-tech e exigentes, a respectiva Força de extração é ainda baixa e insuficiente para satisfazer as necessidades de materiais concretos de alto desempenho. Adicionalmente, técnicas individuais disponíveis são restritas a somente materiais de fibra limitada, ou seja, exclusivamente à base mineral, base em polímero ou mesmo somente para uma espécie de material selecionada, individual, limitando assim a utilização geral e popularizada de técnicas individuais.
[0013] A hidrofobicidade de uma variedade de fibras por exemplo e respectiva baixa molhabilidade e, consequentemente, baixa adesão à matriz de cimento é um dos principais problemas que impedem o uso generalizado e em grande escala de material polimérico barato como polipropileno.
[0014] Portanto, seria favorável se ter um método à mão para facilmente modificar e melhorar adicionalmente as características de ligação de tais fibras a um material de construção ou edificação, em especial o de fibras de polipropileno em composições de ligante inorgânico não hidráulicas e hidráulicas. O problema a ser resolvido pela presente invenção é de prover meios para aumentar a força de extração das fibras utilizadas em materiais de construção e edificação com base em ligantes não hidráulicos, hidráulicos latentes e hidráulicas e então melhorar a resistência e flexibilidade com estabilidade mecânica sustentada de ditos materiais.
RESUMO DA INVENÇÃO
[0015] Nós descobrimos uma solução para este problema, ao prover fibras que se anexaram às suas sementes de cristalização de superfície. Modificação da superfície de fibra para aumentar a ligação à matriz de ligante inorgânico é alcançada pelo processo inventivo. As fibras inventivas conduzem a uma ligação química entre fibra e matriz de ligante inorgânico e uma estrutura alterada do material ligante inorgânico perto da interface com o respectivo aumento na Força de extração, em última análise, fortalecendo e endurecendo as composições de ligante inorgânico e de concreto e argamassa em particular.
[0016] Entende-se que "ligante inorgânico" compreende ligantes hidráulicos, tais como cimentos padrão conforme definido por diversas normas nacionais e sistemas de classificação, por exemplo, como sob a norma europeia EN 197 ou o ASTM G150 que é usado principalmente nos Estados Unidos da América. EN 197 define tipos de cimento GEM I, II, III, IV e V. Ligantes hidráulicos necessitam de água para endurecer e desenvolver a força. Ligantes hidráulicos também podem endurecer sob a água. GEM é um cimento de Portland, compreendendo o cimento de Portland e até 5% de componentes adicionais menores. GEM II é um cimento de Portland compósito, compreendendo cimento Portland e até 35% de outros constituintes únicos. GEM Ill é um cimento de alto forno, compreendendo cimento Portland e percentagens mais elevadas de escória de alto-forno. GEM IV é um cimento pozolânico, compreendendo cimento Portland e percentagens mais elevadas de pozolana. GEM V é um cimento composto, compreendendo cimento Portland e percentagens mais elevadas de escória de alto forno e pozolana ou cinzas volantes. Além disso, entende-se que ligantes hidráulicos latentes também são englobados pelo termo "ligante inorgânico". Ligantes hidráulicos latentes não se ligam diretamente quando misturados com água. Para iniciar a hidratação ou processo de endurecimento, é necessário ativar materiais hidráulicos latentes em formulações de argamassa ou concreto por exemplo pela mistura com Cal não hidráulico, formando assim um cimento hidráulico. Ligantes hidráulicos ou hidráulicos latentes também são englobados pelo termo "material cimentoso". Além disso, entende-se que ligantes não-hidráulicos também são englobados pelo termo "ligante inorgânico". Ligantes não- hidráulicos podem endurecer apenas na presença de ar, significando que tais ligantes não-hidráulicos não podem endurecer sob a água. Ligantes não- hidráulicos comuns são cal de alto cálcio ou magnésio, assim como a gipsita.
[0017] Um primeiro aspecto da invenção diz respeito a uma pluralidade de corpos de fibra individuais tendo sementes de cristalização anexas à superfície de tais de corpos fibra individuais. "Anexa" à superfície é compreendido como descrevendo uma ligação estável entre superfície de corpo de fibra e sementes de cristalização por meio de interação iônica, física ou química. Tal ligação estável também pode ser circunscrita pelos termos "ser vinculado", "ser ligado", "ancorado a" ou "vincular", "ligar" ou "ancorar" no contexto da invenção divulgada. O anexar das sementes de cristalização para os corpos de fibra pode ser facilitado adicionalmente por uma molécula intermediária ou moléculas intermediárias, funcionando como estabilizador, vinculador e/ou componentes de ancoragem fixando as sementes de cristalização ao corpo de fibra.
[0018] A invenção adicionalmente está relacionada a um método para a preparação de uma pluralidade de corpos de fibra individuais tendo sementes de cristalização anexas à superfície de tais corpos de fibra individuais, em que a superfície do corpo da fibra individual é modificada tal que sementes de cristalização prontamente são vinculadas, aderem ou ligam- se a ditos corpos de fibra individuais. O termo "fibra" ou "fibra modificada" pode ser substituído por "uma pluralidade de corpos de fibra individuais tendo sementes de cristalização anexas à superfície de tais corpos de fibra individuais". As fibras podem ser no formato de monofilamento, fibras coligidas, fibriladas, em forma de fita ou núcleo-bainha, núcleo-casca, mono-, bi - ou multicomponente, mistas ou misturadas em uma extrusora, coextrudidas ou compósitas, ou qualquer outra forma conhecida na técnica.
[0019] Adicionalmente, a invenção refere-se à utilização de uma pluralidade de corpos de fibra individuais tendo sementes de cristalização anexas à superfície de tais corpos de fibra individuais para modificar as propriedades mecânicas de uma composição de ligante inorgânico. Tal fibra modificada contendo composição ligante também pode ser englobada pelo termo composição ligante "reforçada por fibra".
[0020] Um outro aspecto da invenção diz respeito a um método para o reforço da ligação entre fibras e matriz de ligante inorgânico, caracterizada pelo uso de pluralidade de corpos de fibra individuais tendo sementes de cristalização anexas à superfície de tais corpos de fibra individuais.
[0021] Adicionalmente, a invenção está relacionada a uma composição de ligante inorgânico, compreendendo um material de matriz de ligante inorgânico selecionado do grupo consistindo em sistemas de ligante inorgânico, materiais compósitos, de preferência ligantes hidráulicos, hidráulicos latentes e não hidráulicos e uma pluralidade de corpos de fibra individuais tendo sementes de cristalização anexas à superfície de tais de corpos de fibra individuais.
[0022] Um aspecto da invenção também refere-se a uma composição de ligante inorgânico compreendendo um material de matriz de ligante inorgânico selecionado do grupo constituído pelos sistemas de ligantes inorgânicos, materiais compósitos, de preferência ligantes hidráulicos, hidráulicos latentes e não hidráulicos e uma pluralidade de corpos de fibra individuais tendo sementes de cristalização anexas à superfície de tais de corpos de fibra individuais, em que em dita pluralidade de corpos de fibra individuais, ditos corpos de fibra individuais são separados uns dos outros.
[0023] Outro aspecto da invenção diz respeito à composição de ligante inorgânico compreendendo um material de matriz de ligante inorgânico selecionado a partir do grupo consistindo em sistemas de ligante inorgânico, materiais compósitos, de preferência ligantes hidráulicos, de hidráulicos latentes e não hidráulicas e uma pluralidade de corpos de fibra individuais tendo sementes de cristalização anexas à superfície de tais de corpos de fibra individuais, em que em dita pluralidade de corpos de fibra individuais, corpos de fibra são selecionados a partir de pelo menos uma das fibras à base de celulose, tais como algodão, viscose, cânhamo, juta, sisal, bananeira,
[0024] Bambu, celulose, celulose regenerada (por exemplo, Lycocell ®), fibras à base de mineral como carbono, vidro, lã mineral, basalto, cerâmica de óxido, fibra à base de metal, fibras de polímero sintético ou aço selecionadas a partir de poliamida, poliéster, polivinilalcool, aramida ou o grupo de poliolefinas consistindo em polietileno, polipropileno, polioximetileno, poli(vinilidina fluoreto), poli(metil penteno), poli(etileno-clorotrifluoroetileno), poli(vinil fluoreto, poli(etileno óxido), poli(etileno tereftalato), poli(butilentereftalato) e polibuteno ou qualquer uma de suas misturas.
[0025] Preferivelmente, a invenção também refere-se a uma composição de ligante inorgânico compreendendo um material de matriz de ligante inorgânico selecionado do grupo constituído pelos sistemas de ligantes inorgânicos, materiais compósitos, de preferência ligantes hidráulicos, hidráulicos latentes e não hidráulicos e uma pluralidade de corpos de fibra individuais tendo sementes de cristalização anexas à superfície de tais de corpos de fibra individuais, em que em dita pluralidade de corpos de fibra individuais, dito pelo menos um polímero sintético é polipropileno ou polivinilalcool
[0026] Adicionalmente, a invenção está relacionada a uma composição de ligante inorgânico, compreendendo um material de matriz de ligante inorgânico selecionado do grupo consistindo em sistemas de ligante inorgânico, materiais compósitos, de preferência ligantes hidráulicos, hidráulicos latentes e não hidráulicos e uma pluralidade de corpos de fibra individuais tendo sementes de cristalização anexas à superfície de tais de corpos de fibra individuais, em que dita composição de ligante inorgânico é um material cimentoso ou um material à base de gipsita
[0027] A invenção também está relacionada a uma composição de ligante inorgânico tal como descrito acima adicionalmente compreendendo anti-espumantes, incorporadores de ar, retardadores de pega, redutores de encolhimento, pós redispersáveis, aceleradores de endurecimento, agentes anticongelantes, plastificantes, redutores de água, inibidores de corrosão e/ou agentes anti-eflorescências ou suas misturas.
[0028] Uma vantagem da invenção é ser capaz de ser dotado de maior estabilidade mecânica de uma estrutura reforçada com uma pluralidade de corpos de fibra individuais conforme descrito acima.
[0029] Outra vantagem da invenção é que a estrutura adicionalmente pode ser feita de um material selecionado a partir de um material não-hidráulico, material gesso, gipsita ou material hidráulico, um material cimentoso, uma argamassa, concreto.
[0030] Um determinado aspecto da invenção é uma estrutura feita de gesso, estuque, concreto ou argamassa contendo ou tendo fibras inventivas incorporadas conforme descrito neste documento. As estruturas contendo ou tendo fibras inventivas incorporadas também pode ser visto como estruturas "reforçadas por fibra", nas quais as fibras inventivas transmitem propriedades físicas para a estrutura que fazem tais estruturas mais resistentes ao stress físico, tais como rachaduras, tensão, pressão ou similares.
[0031] Aspectos adicionais da invenção são artigos modelados dúcteis, resistentes a rachadura, de alta resistência à tração, compreendendo o compósito de concreto reforçado com a fibra inventiva.
DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO
[0032] Muitas fibras, as fibras hidrofóbicas em particular, basicamente têm força de ligação interfacial com sistemas de ligantes inorgânicos fraca. Esta é uma grave limitação para o uso eficaz de uma variedade de fibras de polímero em compósitos à base de ligantes inorgânicos de alto desempenho, especialmente para fibras prontamente disponíveis e baratas, tais como a fibra de polipropileno. Para superar esse problema várias medidas são conhecidas pela pessoa versada na técnica para melhorar e ou aumentar a ligação das fibras aos materiais de matriz de ligante inorgânico tais como concreto. Na maioria dos casos a ligação mecânica entre a fibra e a matriz é melhorada, ao aumentar-se a área de superfície das fibras, utilizando um grande número de fibras finas com negador baixo em comparação com as fibras com maior negador. Outra maneira de aumentar a superfície é realizada por exemplo ao se desgastar as extremidades das fibras, conforme divulgado em US 2012146254. U.S. 5, 731.080 divulga uma pluralidade de fibras da superfície específica expandida com uma quantidade substancial de microfibrilhas na superfície. Cristais de carbonato de cálcio adicionalmente precipitados são enredados pelas microfibrilhas e juntados mecanicamente à fibra, resultando em um produto compósito composto de estrutura fibro- cristalina heterogênea. Basicamente a técnica consiste em preparar uma suspensão, geralmente uma suspensão aquosa de fibra na qual é introduzido um preenchedor tal como carbonato de cálcio. Com a remoção do meio aquoso, o preenchimento é mecanicamente retido na rede microfibrilar, resultando em um produto com uma carga mineral de maior que 20%. A ligação mecânica, porém, tem seus limites e frente a um aumento da pressão, fibras elásticas tendem a ser puxadas para fora da matriz, em particular nas matrizes à base de ligantes inorgânicos usadas no campo da construção. Com a invenção apresentada aqui, provemos fibras modificadas que incorporaram os meios de ligação química às matrizes com base em sistemas de ligante inorgânico particulares por meio de anexar partículas cristalinas às fibras que funcionam como sementes de cristalização.
[0033] "Sementes de cristalização" são compreendidas como sendo cristais de tamanhos na faixa de 1 nm a 10 μm, de preferência até 5 μm, mais preferencialmente na faixa de 5 nm a 1,5 μm e tipicamente na faixa de
[0034] 10 nm a 300 nm e ainda mais de preferência, na faixa de 10 nm -100 nm. As sementes fornecem e funcionam como uma zona de nucleação e modelo sobre a qual ainda mais moléculas podem se juntar e se desenvolver em cristais maiores.
[0035] Partículas de semente de cristalização podem ser selecionadas a partir de, mas não estão limitadas a compreender hidrato de silicato de cálcio, etringita, gipsita, siliciodióxido, calciocarbonato, hidroxiapatita, magnésia, alumina, silicatos em camadas e/ou hidróxidos duplos em camadas ou suas misturas.
[0036] Normalmente, hidrato de silicato de cálcio ou cristais de dihidrato sulfato de cálcio são utilizados. Partículas de hidrato de silicato de cálcio são preparadas por uma reação de um composto de cálcio solúvel em água com um composto de silicato solúvel em água, na presença de polímero em pente (WO 2010/026155). Partículas de hidrato de silicato de cálcio também podem ser preparadas de acordo com qualquer outro método conhecido à pessoa versada na técnica, por exemplo, pela reação hidrotermal ou reação mecanoquímica de CaO e SiO2.
[0037] Hidrato de silicato de cálcio que pode conter o íon externo, tal como o magnésio e o alumínio, pode ser descrito no que diz respeito à sua composição, pela seguinte fórmula empírica: a CaO, SiO2, b AI2O3, c H2O, d X, e W X é um metal alcalino W é um metal alcalino terroso
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[0038] 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, de preferência halogênios de alumínio, nitrato de alumínio, hidróxido de alumínio e/ou sulfato de alumínio pode ser usado. Mais preferencial dentro do grupo de halogênios de alumínio é o cloreto de alumínio. Sais de magnésio podem ser, de preferência, nitrato de magnésio, cloreto de magnésio e/ou sulfato de magnésio.
[0039] De preferência a razão molar de alumínio e/ou magnésio para cálcio e silício é pequena. Mais de preferência, 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).
[0040] Sementes de partículas de hidrato de silicato de cálcio podem ser obtidas por meio de uma das rotas descritas neste documento.
[0041] Em uma modalidade da invenção, em uma primeira etapa, o composto de cálcio solúvel em água é misturado com a solução aquosa que contém um polímero em pente solúvel em água, para que uma mistura de preferência presente como uma solução seja obtida, à qual o composto de silicato hidrossolúvel é adicionado em uma segunda etapa subsequente. O composto de silicato solúvel em água da segunda etapa também pode conter polímero em pente solúvel em água. Os polímeros em pente servem como estabilizadores e facilitam adicionalmente e suportam a ligação, vinculação, ou ancoragem das sementes de cristalização às fibras e são obteníveis de acordo com os procedimentos descritos na literatura.
[0042] "Polímeros em pente" são copolímeros com base em derivados de ácido dicarboxílico insaturados e éteres alquenil glicol oxialquileno, bem como produtos de policondensação à base de compostos aromáticos ou heteroaromáticos obtidos por meio de métodos conforme será descrito em detalhes abaixo.
[0043] A solução aquosa também pode conter um ou mais solventes adicionais (por exemplo, álcoois como etanol e/ou isopropanol) Além de água. De preferência, a proporção em peso do solvente, com exclusão da água para a soma da água e solvente adicional (álcool, por exemplo) é de até 20% em peso, mais de preferência menos de 10% em peso e mais de preferência menos e 5% em peso. No entanto mais preferenciais são sistemas aquosos sem qualquer solvente.
[0044] 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 preferível trabalhar na faixa de 0 a 100 ° C, mais de preferência 5 a 80 ° C e mais de preferência 15 a 35 ° C. É preferível não exceder 80 ° C.
[0045] Também o processo pode ser realizado em diferentes pressões, de preferência em uma faixa de 1 a 5 bars.
[0046] O valor do pH depende da quantidade de reagentes (composto de cálcio solúvel em água e silicato solúvel em água) e da solubilidade do hidrato de silicato de cálcio precipitado. É preferencial que o valor de pH é superior a 8 no final da síntese, de preferência em um intervalo entre 8 e 13.5.
[0047] Em uma modalidade preferencial adicional, a solução aquosa contendo o polímero em pente contém também o composto de cálcio solúvel em água e o composto de silicato solúvel em água como componentes dissolvidos em si. Isto significa que a reação do composto de cálcio solúvel em água 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.
[0048] Uma modalidade adicionalmente preferencial é caracterizada em que uma solução de composto de cálcio solúvel em água e uma solução de composto de silicato solúvel em água são adicionadas de preferência separadamente à solução aquosa contendo polímeros em pente hidrossolúveis.
[0049] Para ilustrar como este aspecto da invenção pode ser realizado, por exemplo três soluções podem ser preparadas separadamente (solução (I) de um composto de cálcio solúvel em água, solução (II) de um composto de silicatos solúveis em água e uma solução (Ill) do polímero em pente. As soluções (I) e (II) são de preferência separadamente e simultaneamente adicionadas à solução (Ill). A vantagem deste método de preparação é, além de sua boa praticabilidade, que partículas relativamente pequenas podem ser obtidas.
[0050] Fibras com sementes de cristalização ligadas a ou aderidas à sua superfície são obtidas por meio de tratamento de fibras com material de semeadura obtido por meio de um procedimento conforme descrito acima, ou por síntese de partículas de semente de hidrato de silicato de cálcio na presença de fibras.
[0051] Em uma modalidade preferencial da invenção, a solução de um composto de cálcio solúvel em água e a solução de um composto de silicato solúvel em água são adicionadas de preferência separadamente e/ou simultaneamente a uma suspensão de fibras com o polímero em pente hidrossolúvel de acordo com esta invenção.
[0052] Em uma modalidade preferencial adicional da invenção, as fibras são imersas em uma solução aquosa contendo polímero em pente solúvel em água, um composto de cálcio solúvel em água e um composto de silicato solúvel em água obtido por um dos processos descritos acima.
[0053] Em geral, os componentes são usados nas seguintes relações: i) 0,01 a 75, de preferência de 0,01 a 51, mais de preferência 0,01 a 15% em peso do composto de cálcio solúvel em água, ii) 0,01 a 75, de preferência de 0,01 a 55, mais de preferência 0,01 a 10% em peso do composto de silicato solúvel em água, iii) 0,001 a 60, de preferência de 0,1 a 30, mais de preferência 0,1 a 10%, em peso, de polímero em pente solúvel em água. iv) 24 a 99, de preferência de 50 a 99, mais de preferência de 70 a 99% em peso de água.
[0054] Muitas vezes, o composto de cálcio solúvel em água está presente como um 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, hidróxido 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, sulfato de cálcio, hemidrato de sulfato de cálcio, sulfato de cálcio di-hidratado, sulfeto de cálcio, tartarato de cálcio, aluminato de cálcio, silicato tricálcico e/ou silicato dicálcico. De preferência, 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).
[0055] O composto de cálcio solúvel em água é de preferência presente como, acetato de cálcio, citrato de cálcio, tartarato de cálcio, formiato de cálcio e/ou sulfato de cálcio. Vantagem destes compostos de cálcio é sua não-corrosividade. Citrato de cálcio e/ou tartarato de cálcio, devido ao possível efeito de retardo desses ânions quando usado em altas concentrações, são empregados de preferência em combinação com outras fontes de cálcio.
[0056] Em uma modalidade adicional da invenção, o composto de cálcio está presente como acetato de cálcio, cloreto de cálcio e/ou nitrato de cálcio. A vantagem destes compostos de cálcio encontra-se em sua boa solubilidade em água, seu preço baixo e boa disponibilidade.
[0057] O composto de cálcio mais preferido é acetato de cálcio.
[0058] Muitas vezes, o composto de silicato solúvel em água está presente como silicato de sódio, silicato de potássio, vidro solúvel, silicato de alumínio, silicato tricálcico, silicato dicálcico, silicato de cálcio, ácido silícico, metassilicato de potássio e/ou metassilicato de sódio.
[0059] O composto de silicato solúvel em água é de preferência presente como metassilicato de sódio, metassilicato de potássio e/ou vidro solúvel. A vantagem destes compostos de silicato é sua solubilidade em água extremamente boa.
[0060] O composto de silicato mais preferido é metassilicato de sódio penta-hidratado.
[0061] De preferência, espécies de tipos diferentes são usados como o composto de silicato solúvel em água e como o composto de cálcio solúvel em água.
[0062] Em um processo preferível, íons de metal alcalino solúveis em água (por exemplo, lítio, sódio, potássio) são retirados da composição de hidrato de silicato de cálcio por trocadores de cátion e/ou nitrato solúvel em água e/ou íons de cloreto são removidos da composição de hidrato de silicato de cálcio por permutadores de ânions. De preferência a remoção de ditos cátions e/ou ânions é realizada em uma segunda etapa do processo após o preparo da partícula semente pelo uso dos trocadores de íons. 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 íon básicos por exemplo são baseados em grupos amino, tais como por exemplo poli (cloreto de acrilamido- N-propiltrimetilamônia) (poliAPTAC).
[0063] O polímero em pente é solúvel em água e presente como um copolímero que contém, na cadeia principal, cadeias laterais tendo funções de éter e funções de ácido.
[0064] De preferência, o polímero em pente solúvel em água é presente como um copolímero o qual é produzido por polimerização do radical livre na presença de monômero ácido, preferencialmente monômero de ácido carboxílico e macromonômero de poliéter, de maneira que juntos, pelo menos 45% em mol, de preferência pelo menos 80% em mol, de todas as unidades estruturais do copolímero sejam produzidas pela incorporação de monômero ácido , de preferência monômero de ácido carboxílico e macromonômero 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, de preferência uma função ácido carboxílico e reage como um ácido em meio aquoso.
[0065] 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, de preferência 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).
[0066] No contexto da presente invenção, macromonômeros 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 macromonômero de poliéter presentes no copolímero têm cadeias laterais as quais contêm pelo menos dois átomos de oxigênio de éter, de preferência pelo menos 4 átomos de oxigênio éter , mais de preferência pelo menos 8 átomos de oxigênio éter, mais preferencialmente pelo menos 15 átomos de oxigênio éter.
[0067] Unidades estruturais, as quais não constituem um monômero ácido ou um macromonômero de poliéter podem ser por exemplo estireno e derivados de estireno (por exemplo derivados de metil substituído), acetato de vinil, vinil pirrolidona, butadieno, proprionato vinil, hidrocarbonetos não saturados como por exemplo, (iso)butileno e/ou propileno, etileno. Esta listagem é uma enumeração não-exaustiva. Monômeros são preferenciais com não mais de uma dupla ligação de carbono.
[0068] Em uma modalidade preferencial da invenção o polímero em pente solúvel em água é um copolímero de estireno e um meio éster de ácido maleico com um glicol de polialcaleno monofuncional. De preferência, 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, de preferência glicóis depolialcaleno de alquil (de preferência polietilenoglicóis de alquil, mais de preferência 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 em US 5.158.996, cuja divulgação é incorporada no presente pedido de patente.
[0069] Frequentemente, uma unidade estrutural é produzida no copolímero por incorporação do monômero ácido na forma de unidades polimerizadas, cuja unidade estrutural é de acordo com as fórmulas gerais (la), (lb), (le) e/ou (Id)
Figure img0002
em que R1 são idênticos ou diferentes e são representados por H e/ou uma cadeia não ramificada ou um grupo alquil ramificado C1 - C4; X são idênticos ou diferentes e são representados por NH- (CnH2n), em que n = 1, 2, 3 ou 4 e/ou O-(CnH2n) em que n = 1, 2, 3 ou 4 e/ou por uma unidade que não está presente; R2 são idênticos ou diferentes e são representados por OH, SO3H, PO3H2, O-PO3H2 e/ou C6H4-SO3 H para-substituídos, com a ressalva de que, se X é uma unidade não presente , R2 é representado por OH;
Figure img0003
em que: R3 são idênticos ou diferentes e são representados por H e/ou uma cadeia não ramificada ou um grupo alquil ramificado C1 - C4; n = 0, 1, 2, 3 ou 4 R4 são idênticos ou diferentes e são representados por SO3H, PO3H2, O-PO3H2 e/ou C6H4-SO3 H para-substituído;
Figure img0004
em que: R5 são idênticos ou diferentes e são representados por H e/ou uma cadeia não ramificada ou um grupo alquil ramificado C1 - C4; Z são idênticos ou diferentes e são representados por O e/ou NH;
Figure img0005
em que: R6 são idênticos ou diferentes e são representados por H e/ou uma cadeia não ramificada ou um grupo alquil ramificado C1 - C4; Q são idênticos ou diferentes e são representados por O e/ou NH; R7 são idênticos ou diferentes e são representados por H, (CnH2n)- SO3H em que n = 0, 1, 2, 3 ou 4, de preferência 1, 2,3 ou 4, (CnH2n)-OH em que n = 0, 1, 2, 3 ou 4, de preferência 1, 2, 3 ou 4; (CnH2n)-PO3H2 em que n = 0, 1, 2, 3 ou 4, de preferência 1, 2, 3 ou 4, (CnH2n)-OPO3H2 em que n= 0, 1, 2, 3 ou 4, de preferência 1, 2, 3 ou 4, (C6H4)-SO3H, (C6H4)-PO3H2, (C6H4)-OPO3H2 e/ou (CmH2m)e-O-(A'O)a-R9 em que m = 0, 1, 2, 3 ou 4, de preferência 1, 2, 3 ou 4, e = 0, 1, 2, 3 ou 4, de preferência 1, 2, 3 ou 4, A = Cx'-H2x' em que x' = 2, 3, 4 ou 5 e/ou CH2C(C6H5)H-, α = um inteiro de 1 a 350 em que R9 são idênticos ou diferentes e são representados por uma cadeia não ramificada ou um grupo alquil C1 - C4 ramificado.
[0070] Normalmente, uma unidade estrutural é produzida no copolímero por incorporação do macromonômero de poliéter sob a forma de unidades polimerizadas, cuja unidade estrutural é de acordo com as fórmulas gerais (Ila), (llb) e/ou(IIc)
Figure img0006
. em que: R10,R11 e R12 são em todos os casos idênticos ou diferentes e, independentemente um do outro, são representados pelo H e/ou uma cadeia não ramificada ou um grupo alquil ramificado C1 - C4; E são idênticos ou diferentes e são representados por uma cadeia não ramificada ou grupo alquileno ramificado Ci - C6 , de preferência grupo alquileno C2 - C6, um grupo ciclohexileno, CH2-C6H10, C6H4 orto-, meta - para- substituído e/ou uma unidade não presente; G são idênticos ou diferentes e são representados por O, NH e/ou CO-NH, com a ressalva de que, se E é uma unidade não presente, G também é presente como uma unidade não presente; A são idênticos ou diferentes e são representados por CxH2 x em que x = 2, 3, 4 ou 5 (de preferência x = 2) e/ou CH2CH(C6H5); n são idênticos ou diferentes e são representados por 0, 1, 2, 3, 4 e/ou 5; a são idênticos ou diferentes e são representados por um número inteiro entre 2 e 350 (preferencialmente 10-200) R13 são idênticos ou diferentes e são representados por H, uma cadeia não ramificada ou um grupo alquil ramificado C1 - C4; CO-NH2, e/ou COCH3;
Figure img0007
em que: R14 são idênticos ou diferentes e são representados por H e/ou uma cadeia não ramificada ou um grupo alquil ramificado C1 - C4; E são idênticos ou diferentes e são representados por uma cadeia não ramificada ou grupo alquileno ramificado C1 - C6 , de preferência um grupo alquileno C2 - C6, um grupo ciclohexileno, CH2-C6H10, C6H4 orto-, meta - para- substituído e/ou por uma unidade não presente; G são idênticos ou diferentes e são representados por O, NH e/ou CO-NH, com a ressalva de que, se E é uma unidade não presente, G também é presente como uma unidade não presente; A são idênticos ou diferentes e são representados por CxH2 x em que x = 2, 3, 4 e/ou 5 e/ou CH2CH(C6H5); n são idênticos ou diferentes e são representados por 0, 1, 2, 3, 4 e/ou 5; a são idênticos ou diferentes e são representados por um número inteiro entre 2 e 350 D são idênticos ou diferentes e são representados por uma unidade não-presente, NH e/ou 0, com a ressalva de que, se D é uma unidade não-presente: b = 0, 1, 2, 3 ou 4 e c = 0, 1, 2, 3 ou 4, em que b + c = 3 ou 4, e com a ressalva de que se D for NH e/ou 0, b = 0, 1, 2 ou 3, c = 0, 1, 2 ou 3, em que b + c = 2 ou 3; R15 são idênticos ou diferentes e são representados por H, uma cadeia não ramificada ou um grupo alquil ramificado C1 - C4; CO-NH2, e/ou COCH3;
Figure img0008
em que: R16,R17 e R18 são em cada caso idênticos ou diferentes e, independentemente um do outro, são representados por H e/ou uma cadeia não ramificada ou um grupo alquil ramificado C1 - C4; E são idênticos ou diferentes e são representados por uma cadeia não ramificada ou grupo alquileno ramificado Ci - C6 , de preferência um grupo alquileno C2 - C6, um grupo ciclohexileno, CH2-C6H10, C6H4 orto-, meta - para- substituído e/ou por uma unidade não presente; de preferência E não é uma unidade não presente; A são idênticos ou diferentes e são representados por CxH2 x em que x = 2, 3, 4 e/ou 5 e/ou CH2CH(C6H5); n são idênticos ou diferentes e são representados por 0, 1, 2, 3, 4 e/ou 5; L são idênticos ou diferentes e são representados por CxH2 x em que x = 2, 3, 4 e/ou 5 e/ou CH2CH(C6H5); a são idênticos ou diferentes e são representados por um número inteiro entre 2 e 350 d são idênticos ou diferentes e são representados por um número inteiro entre 1 e 350 R19 são idênticos ou diferentes e são representados por H e/ou uma cadeia não ramificada ou um grupo alquil ramificado C1 - C4; R20 são idênticos ou diferentes e são representados por H e/ou uma cadeia não ramificada ou um grupo alquil ramificado C1 - C4; Numa modalidade adicional da invenção, uma unidade estrutural é produzida no copolímero por incorporação do macromonômero de poliéter sob a forma de unidades polimerizadas, cuja unidade estrutural é de acordo com a fórmula geral (Ild)
Figure img0009
em que: R21, R22 e R23 são em cada caso idênticos ou diferentes e, independentemente um do outro, são representados por H e/ou uma cadeia não ramificada ou um grupo alquil ramificado C1 - C4; A são idênticos ou diferentes e são representados por CxH2 x em que x = 2, 3, 4 e/ou 5 e/ou CH2CH(C6H5); a são idênticos ou diferentes e são representados por um número inteiro entre 2 e 350 R21, R22 e R23 são idênticos ou diferentes e são representados por H e/ou uma cadeia não ramificada ou um grupo alquil ramificado C1 - C4, de preferência um grupo alquil C1 - C4 ; Isoprenol alcoxilado e/ou éter vinílico de hidroxibutil alcoxilado e/ou álcool (met)alílico alcoxilado e/ou metilpolialquileno glicol vinilatado tendo, de preferência, em cada caso, um número de média aritmética de 4 a 340 grupos oxialquilenos de preferência é usado como o macromonômero 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, de preferência, como o monômero ácido.
[0071] Em uma modalidade preferencial da invenção, o processo é caracterizado em que policondensados contendo (I) pelo menos uma unidade estrutural consistindo de uma fração aromática ou heteroaromática portando uma cadeia lateral de poliéter, de preferência uma cadeia lateral poli alquileno glicol, mais de preferência uma cadeia lateral poli etileno glicol e pelo menos uma unidade estrutural (II), consistindo de uma fração aromática ou heteroaromático portando pelo menos um grupo de éster de ácido fosfórico e/ou seu sal, estão presentes na solução aquosa que contém um polímero em pente solúvel em água.
[0072] De preferência, a solução aquosa na qual a reação é realizada contém, além do polímero em pente um segundo polímero. O segundo polímero é um policondensado conforme descrito. De preferência o polímero de pente utilizado em conjunto com o policondensado é obtido por uma polimerização radical.
[0073] Os policondensados de acordo com esta modalidades são conhecidos no estado da técnica (US 20080108732 A1). U.S. 20080108732 A1 descreve policondensados baseados em um composto aromático ou heteroaromático (A) tendo de 5 a 10 C átomos ou heteroátomos, tendo pelo menos um oxietileno ou radical oxipropileno, e um aldeído (C) selecionado a partir do grupo consistindo em formaldeído, ácido glioxílico e benzaldeído ou suas misturas. Em uma modalidade particular, estes também podem ser policondensados fosfatados.
[0074] Tipicamente, o policondensado contém (I) pelo menos uma unidade estrutural a qual consiste em uma unidade aromática ou heteroaromática portando cadeia lateral de poliéter, preferencialmente uma cadeia lateral de glicol polialcalino, mais preferencialmente uma corrente lateral de glicol de polietileno. A unidade estrutural que consiste em uma unidade aromática ou heteroaromática portando cadeia lateral de poliéter, preferencialmente uma cadeia lateral de polietilenoglicol, é selecionada preferencialmente dentre o grupo de aromato ou heteroaromatos alcoxilados, preferivelmente etoxilados, hidroxi-funcionalizados (por exemplo, os aromatos podem ser selecionados dentre fenoxietanol, fenoxipropanol, 2- alcoxifenoxietanóis, 4-alcoxifenoxietanóis, 2-alquilfenoxietanóis, 4-alquifenoxietanóis) e/ou aromatos ou heteroaromatos alcoxilados, preferivelmente etoxilados, amino-funcionalizados (por exemplo, os aromatos podem ser selecionados dentre N, N-(Diiidroxietil)anilina, N ,-(Hidroxietil)anilina, N, N-(Diidroxipropil)anilina, N ,-(Hidroxipropil)anilina). Mais preferenciais são derivados de fenol alcoxilado (por exemplo, fenoxietanol ou fenoxipropanol), os mais preferenciais sendo derivados de fenol alcoxilado, particularmente etoxilados, com um peso molecular médio ponderado entre 300 g/mol e 10.000 g/mol (por exemplo, monofeniléter de polietilenoglicol).
[0075] Tipicamente, o policondensado contém (II) pelo menos uma unidade estrutural fosfatada consistindo de uma unidade aromática ou heteroaromática portando pelo menos um grupo de éster de ácido fosfórico, o qual é selecionado preferencialmente dentre o grupo de aromatos ou heteroaromatos alcoxilados hidroxi-funcionalizados (por exemplo, fosfato de fenoxietanol, monofenileterfosfatos de polietilenoglicol) e/ou aromatos ou heteroaromatos alcoxilados amino-funcionalizados (por exemplo, N,N-(Diidroxietil)anilina difosfato, N,N-(Diidroxietil)anilina fosfato, N,-(Hidroxipropil)anilina fosfato), o qual porta pelo menos um grupo éster de ácido fosfórico e/ou um sal do grupo éster de ácido fosfórico (por exemplo, mediante esterificação com ácido fosfórico e opcional acréscimo de bases). Mais preferenciais são fenóis alcoxilados portando 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 são os respectivos fenóis alcoxilados tendo peso molecular médio de 200 g/mol a 600 g/mol (por exemplo, fosfato de fenoxietanolfosfato, monofenileterfosfatos de polietilenoglicol com 2 a 10 unidades de etilenoglicol), portando os fenóis alcoxilados 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, acréscimo de bases).
[0076] Em outra modalidade da invenção, o processo é caracterizado pelo fato de que, no policondensado, as unidades estruturais (I) e (II) são representadas pelas seguintes fórmulas gerais:
Figure img0010
em que: A são idênticos ou diferentes e representados por um composto aromático ou heteroaromático substituído ou não-substituído portando de 5 a 10 átomos C em que: B são idênticos ou diferentes e são representados por N, NH ou 0 em que: n é 2 se B for N e n é 1 se Bis NH ou O em que: R1 e R2, independentemente um do outro, são idênticos ou diferentes e são representados por uma cadeia linear ou ramificada C1- para radical C10-alquil, C5- para radical C8-cicloalquil, radical aril, radical heteroaril ou H em que: a são idênticos ou diferentes e são representados por um número inteiro entre 1 e 300 em que: X são idênticos ou diferentes e representados por uma cadeia linear ou ramificada C1- para radical C10- alquil, C5- para radical C8-cilcloalquil radical, radical aril, radical heteroaril radical ou H, preferencialmente H,
Figure img0011
em que: D são idênticos ou diferentes e representados por um composto heteroaromático substituído ou não-substituído portando de 5 a 10 átomos C em que: E são idênticos ou diferentes e são representados por N, NH ou O em que: m é 2 se E for N e m é 1 se E for NH ou O em que: R3 e R4, independentemente um do outro, são idênticos ou diferentes e são representados por uma cadeia linear ou ramificada C1- para radical C10-alquil, C5- para radical C8-cicloalquil, radical aril, radical heteroaril ou H em que: b são idênticos ou diferentes e são representados por um número inteiro entre 1 e 300 em que: M é, independentemente um do outro, um íon metálico alcalino, íon de metal terroso alcalino, íon de amônio, íon de amônio orgânico e/ou H, a é 1 ou no caso de íons de metal terrosos alcalinos 1/2.
[0077] Os grupos A e D nas fórmulas gerais (I) e (II) do policondensado são, preferencialmente, representados por fenil, 2-hidroxifenil, 3-hidroxifenil, 4-hidroxifenil, 2-metoxifenil.
[0078] 3-metoxifenil, 4-metoxifenil, naftil, 2-hidroxinaftil, 4- hidroxinaftil, 2-methoxinaftil, 4-metoxinaftil, preferencialmente fenil, sendo concebível que A e D sejam escolhidos independentemente um do outro e também em cada caso consistir em uma mistura de referidos compostos. Os grupos B e E, independentemente um do outro, são preferencialmente representados por O. Os radicais R1, R2, R3 e R4 podem ser obtidos independentemente um do outro e são preferencialmente representados por H, metil, etil ou fenil, especialmente preferencialmente por H ou metil e, especialmente preferencialmente por H.
[0079] Na fórmula geral (I) a é preferencialmente representado por um número inteiro de 1 a 300, particularmente de 3 a 200 e particularmente preferencialmente de 5 a 150 e na fórmula geral (II) por um número inteiro de 1 a 300, preferencialmente 1 a 50 e particularmente preferencialmente 1 a 10. Os respectivos radicais, cujo comprimento é definido por a e b, respectivamente, pode consistir, neste caso, em blocos de edificação uniformes, mas uma mistura de diferentes blocos pode ser igualmente útil. Além de mais, os radicais das fórmulas gerais (I) ou (II), independentemente um do outro, podem ter cada qual o mesmo comprimento de cadeia, a e b sendo cada qual representado por um número. Via de regra, no entanto, será útil se as misturas apresentando diferentes comprimentos de cadeia estiverem presentes em cada caso, de modo que os radicais das unidades estruturais no policondensado tenham valores numéricos diferentes para a e para b, independentemente.
[0080] Frequentemente, o policondensado fosfatado de acordo com a invenção tem peso molecular médio ponderado de 5.000 g/mol a 200.000 g/mol, preferencialmente 10.000 a 100.000 g/mol e especialmente preferencialmente 15.000 a 55.000 g/mol.
[0081] O policondensado fosfatado pode estar presente também na forma de seus sais, como, por exemplo, sais de sódio, potássio, amônio orgânico, amônio e/ou cálcio, preferencialmente como sal de cálcio e/ou sódio.
[0082] Normalmente a razão molar das unidades estruturais (I):(II) é 1:10 a 10: 1, preferencialmente 1:8 a 1: 1. É vantajoso ter-se uma proporção relativamente alta de unidades estruturais (II) no policondensado pois uma carga negativa relativamente alta dos polímeros influencia positivamente a estabilidade das suspensões.
[0083] Em uma modalidade preferencial da invenção, o policondensado contém uma unidade estrutural adicional.
[0084] (III) a qual é representada pela seguinte formula
Figure img0012
em que: Y, independentemente um do outra, são idênticos ou diferentes e são representados por (1), (11), ou componentes adicionais do policondensado. em que: R5 são idênticos ou diferentes e representados por H, CH3, COOH ou um composto aromático ou heteroaromático substituído ou não-substituído portando de 5 a 10 átomos C, preferencialmente H. em que: R6 são idênticos ou diferentes e representados por H, CH3, COOH ou um composto aromático ou heteroaromático substituído ou não-substituído portando de 5 a 10 átomos C, preferencialmente H.
[0085] Os policondensados são tipicamente preparados por um processo em que I) pelo menos uma unidade estrutural consistindo em uma unidade aromática ou heteroaromática portando uma cadeia lateral de poliéter (por exemplo, poli(etilenoglicol)monofenil éter) e (II) pelo menos uma unidade estrutural consistindo em uma unidade aromática ou heteroaromática portando pelo menos um grupo de éster de ácido fosfórico e/ou um sal do grupo de éster de ácido fosfórico (por exemplo, éster de ácido fosfórico fenoxietanol) sofrem reação com (IIIa) um monômero tendo um grupo ceto. De preferência o monômero tendo um grupo ceto é representado pela fórmula geral (Illa),
Figure img0013
em que: R7 são idênticos ou diferentes e representados por H, CH3, COOH e/ou um composto aromático ou heteroaromático substituído ou não-substituído portando de 5 a 10 átomos C, preferencialmente H., em que R8 são idênticos ou diferentes e representados por H, CH3, COOH e/ou composto aromático ou heteroaromático substituído ou não- substituído portando de 5 a 10 C átomos, preferencialmente H.
[0086] De preferência, o monômero com um grupo ceto é selecionado a partir do grupo de cetonas, sendo preferencialmente um aldeído, mais preferencialmente um formaldeído. São exemplos de substâncias químicas de acordo com a estrutura geral (IIIa) são formaldeído, acetaldeído, acetona, ácido glioxílico e/ou benzaldeído. Formaldeído é preferencial.
[0087] Tipicamente R5 e R6 em unidade estrutura (III), independentemente um do outro, são idênticos ou diferentes e são representados por H, COOH e/ou metil. Mais preferencialmente H.
[0088] Em outra modalidade preferencial da invenção, a razão molar das unidade estruturais [(I)+ (II)]: (III) é 1: 0.8 a 3 no policondensado.
[0089] Preferencialmente, a policondensação é desempenhada na presença de um catalisador acídico, sendo este catalisador, preferencialmente, ácido sulfúrico, ácido metanossulfúrico, ácido para-toluenessulfônico ou misturas dos mesmos. A policondensação e a fosfação são desempenhadas vantajosamente a uma temperatura entre 20 e 150°C e uma pressão entre 1 e 10 bar. Em particular, um intervalo de temperatura entre 80 e 130 °C tem sido comprovadamente útil. A duração da reação pode ser entre 0.1 e 24 horas, dependendo da temperatura, a natureza química dos monômeros usados e o grau desejado de reticulação.
[0090] A reticulação pode ocorrer, preferencialmente, se monômeros monossubstituídos de unidade estrutural I e/ou II forem utilizados porque a reação de condensação pode ocorrer nas duas ortoposições e paraposições. Uma vez alcançado o grau desejado de policondensação, o qual pode ser determinado, por exemplo, por medida de viscosidade da mistura de reação, a mistura de reação é arrefecida.
[0091] A mistura de reação pode ser submetida a um tratamento térmico posterior a um pH entre 8 e 13 e uma temperatura entre 60 e 130 °C após o fim da reação de condensação e fosfatação. Como resultado do tratamento térmico posterior, o qual vantajosamente dura entre 5 minutos e 5 horas, é possível reduzir substancialmente o teor de aldeído, especialmente o teor de formaldeído, na solução de reação. Alternativamente, a mistura de reação pode ser submetida a um tratamento a vácuo ou outros métodos conhecidos no estado da técnica para reduzir o teor de form(aldeído).
[0092] A fim de obter maior vida útil e melhores propriedades de produto, é vantajoso tratar as soluções de reação com compostos básicos. Portanto, deve-se considerar como preferencial reagir a mistura de reação após o final da reação com um composto básico de sódio básico, potássio, amônio. Hidróxido de sódio, hidróxido de potássio, hidróxido de amônio ou hidróxido cálcio têm sido comprovadamente útil em particular neste caso, sendo tido como preferencial neutralizar a mistura de reação. No entanto, outros metais alcalinos e sais de metais terrosos alcalinos e sais de amina orgânica são adequados como sais dos policondensados fosfatadas também.
[0093] Sais mistos dos policondensados fosfatados podem ser também preparados por reação de policondensados com pelo menos dois compostos básicos.
[0094] O catalisador utilizado pode ser separado. Isto pode ser feito de forma conveniente por meio do sal formado durante a neutralização. Se ácido sulfúrico for utilizado como catalisador e a solução de reação for tratada com hidróxido de cálcio, o sulfato de cálcio formado pode ser separado, por exemplo, de maneira simples por meio de filtração.
[0095] Além disso, ajustando-se o pH da solução de reação para 1.0 para 4.0, especialmente 1.5 para 2.0, o policondensado fosfatado pode ser separado da solução de sal aquosa por separação fásica e pode ser isolado. O policondensado fosfatado pode então ser captado na quantidade desejada de água. No entanto, outros métodos conhecidos por indivíduos versados na técnica, tais como diálise, ultrafiltração ou o uso de um permutador iônico, são igualmente adequados para a separação do catalisador.
[0096] O problema a ser resolvido pela presente invenção é de prover meios para aumentar a força de extração das fibras utilizadas em materiais de construção e edificação com base em ligantes não hidráulicos, hidráulicos latentes e hidráulicos e então criar materiais de construção com resistência e flexibilidade reforçadas com estabilidade mecânica contínua.
[0097] Uma solução para este problema é provida por fibras novas que se anexaram às suas sementes de cristalização de superfície. A modificação de superfície de fibra com vistas a aumentar a ligação à matriz de ligante inorgânico é alcançada pelo processo inventivo, introduzindo, portanto, meios de interação direta de fibras com matriz de ligante inorgânico resultando em força de extração aumentada. A superfície de corpo de fibra individual é modificada criando-se ou gerando-se um ou mais grupos funcionais ou moléculas ligantes na superfície de fibra. Tais fibras podem ser obtidas ou por tratamento com reagentes capazes de gerar ou criar tais grupos funcionais ou moléculas ligantes ou introduzindo-se fisicamente tais como grupos funcionais ou moléculas ligantes, como silanol, na matriz fibrosa, em que tais grupos funcionais ou moléculas ligantes projetam-se a partir da superfície de fibra. A anexação das sementes de cristalização à fibra por meio das ditas moléculas ligantes pode ser também desempenhada na presença de e estabilizada por polímeros em pente. O funcionamento de polímeros em pente como estabilizadores pode ser efetuado ou por interação ou ligação covalente ou não-covalente, formando um complexo semente-ligante-polímero em pente.
[0098] A invenção é particularmente útil quando as sementes de cristalização são derivadas de cálcio, por exemplo, mas não limitados a hidrato de silicato de cálcio (CSH)-sementes de sulfato de cálcio.
[0099] Tais fibras modificadas conduzem a uma ligação química entre fibra e matriz de ligante inorgânico com aumento respectivo em fortalecimento e endurecimento do material de ligante inorgânico endurecido, porém, simultaneamente retendo e reforçando a ductibilidade e flexibilidade de tal material endurecido.
[00100] Isto se alcança, por exemplo, mediante utilização de sementes-CSH anexas à superfície de fibra. As sementes CHS atuam como pontos de cristalização para o crescimento de novos cristais CSH na matriz hidráulica de endurecimento e transformando, portanto, em uma unidade integral dos arranjos complexos e tridimensionais de cristais recém-formados na matriz de ligação inorgânico de endurecimento, por exemplo, em uma matriz cimentícia hidráulica.
[00101] Isto é também alcançado, por exemplo, por utilização sementes-desidratos de sulfato de cálcio anexas à superfície da fibra. As sementes de desidratos de sulfato de cálcio funcionam também como pontos de cristalização para crescimento de novos cristais desidratos de sulfato de cálcio em uma matriz de pasta fluída de gesso de endurecimento, transformando-se, portanto, em uma unidade integral dos arranjos complexos tridimensionais do recém-endurecido gesso não-hidráulico ou matriz de estuco.
[00102] Fibras selecionadas a partir de pelo menos uma fibra à base de celulose, como algodão, viscose, cânhamo, juta, sisal, abacá, bambu, celulose, celulose regenerada (e.g. lycocell), carbono análogo à fibra de base mineral, vidro, lã mineral, basalto, cerâmica de óxido, aço análogo à fibra à base de metal, fibra à base de polímero sintético ou aço, selecionada dentre poliamida, poliéster, polivinilalcool, aramida ou o grupo de poliolefinas compreendendo polietileno, polipropileno, polioximetileno, poli (fluoreto de vinilideno), poli(metilpenteno), poli(etileno-clorotrifluoroetileno),poli(vinilfluoreto), poli(etilenoóxido), poli(etilenotereftalato) e polibuteno ou quaisquer de suas misturas são submetidas à tratamento de superfície anteriormente à sua exposição a partículas sementes. Fibras têm, normalmente, diâmetro entre 2 μm e 2 mm, preferencialmente 10 a 100, e 0.5 mm a 26 cm de comprimento.
[00103] Preferencialmente, as fibras são descontínuas, mas podem ser também fibras contínuas infinitas, onde fibras descontínuas e contínuas podem ser utilizadas adicionalmente no preparo de estruturas e malhas tecidas e não-tecidas.
[00104] Fibras preferenciais são selecionadas a partir de fibras plásticas com módulo elevado I elevada resistência à tração, tais como polipropileno e polivinialcóol.
[00105] Mais preferenciais são fibras de material plástico não- polar, como polipropileno.
[00106] Ademais, as fibras da invenção são basicamente livres de qualquer ligante inorgânico. Adicionalmente, a razão de fibra para semente por peso é superior a 0 e até 2.5, preferencialmente até 50, mais preferencialmente até 500 e mais preferencialmente até 1000. Normalmente, a razão de fibra para semente situa-se entre 25 e 300.
[00107] Reagentes para tratamento de superfície de fibras são selecionados a partir de qualquer tipo que crie um ou mais grupos funcionais como "moléculas ligantes" sobre a superfície de fibra, por exemplo, funcionalidades de amina, amida, fosfato ou fosfonato, de preferência, qualquer tipo de molécula anfifílica contendo grupos de fosfonato, amina, amônio, amida, nitrato, sulfato, sulfonato, sulfonamida, carboxilato, silanol, fosfato ou fosfinato.
[00108] Qualquer tipo de molécula pequena ou reagente de polímero que crie funcionalidades de amina, amida de amônio, nitrato, sulfato, sulfonato, sulfonamida, carboxilato, silanol, fosfato, fosfinato ou fosfonato na ou sobre a superfície da fibra pode ser também utilizada. Além disso, qualquer tipo de molécula contendo grupos ou funcionalidade os quais podem ligar-se à superfície da fibra e transportar grupos amina, amônio, amida, nitrato, sulfato, sulfonato, sulfonamida, carboxilato, silanol, fosfato, fosfinato ou fosfonato.
[00109] Normalmente, tais reagentes são selecionados a partir de 3-aminopropiltrietoxisilano, trietilfosfitdietil triamina, copolímero de polivilnamina-polipropileno, polifosfato de amônio, 1,4- butanossultona, cloroacetato, sulforilcloreto, dimetilacetato de aminoacetaldeído, ácido metanossulfônico, oxicloreto de fósforo ou semelhantes.
[00110] Um aspecto adicional da invenção diz respeito a uma pluralidade de corpos de fibra individuais tendo sementes de cristalização anexas à superfície de tais de corpos de fibra individuais. Tal pluralidade de fibras individuais é igualmente compreendida no contexto do presente pedido como fibras ou fibras modificadas.
[00111] A invenção diz respeito adicionalmente a um método para a preparação de uma pluralidade de corpos de fibra individuais tendo sementes de cristalização anexas à superfície de tais corpos de fibra individuais, em que a superfície do corpo da fibra individual é modificada de tal maneira que sementes de cristalização prontamente são vinculadas, aderem ou ligam-se a ditos corpos de fibra individuais.
[00112] Adicionalmente, a invenção refere-se à utilização de uma pluralidade de corpos de fibra individuais tendo sementes de cristalização anexas à superfície de tais corpos de fibra individuais para afinar e modificar as propriedades mecânicas de uma composição de ligante inorgânico.
[00113] Outro aspecto da invenção diz respeito a um método para o reforço da ligação entre fibras e matriz de ligante inorgânico, caracterizada pelo uso de pluralidade de corpos de fibra individuais tendo sementes de cristalização anexas à superfície de tais corpos de fibra individuais.
[00114] As composições de ligante inorgânico, preferencialmente gesso ou suspensões com base cimentícia, podem conter igualmente qualquer componente de formulação usado tipicamente no campo de materiais de construção, anti-espumantes, retardantes de pega, redutores de encolhimento, pós redispersíveis, aceleradores de endurecimento, agentes anticongelantes, plasticizantes, redutores de água, inibidores de corrosão e/ou agentes anti- eflorescência ou misturas dos mesmos.
[00115] A invenção compreende o uso de fibras modificadas obteníveis 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 fibras modificadas, cimento, gesso, anidrita, escória, preferencialmente escória de alto forno de preferência de solo granulado, cinzas volantes, pó de sílica, metacaolina, pozolanas naturais, xisto betuminoso calcinado, cimento de sulfoaluminato de cálcio e/ou cimento de aluminato de cálcio, de preferência em misturas de material de construção os quais podem compreender ligantes não-hidráulicos, ligantes hidráulicos latentes ou conter substancialmente um ligante hidráulico tal como cimento. Ligantes hidráulicos ou hidráulicos latentes contendo materiais de construção também são englobados pelo termo "material cimentíceo".
[00116] Gesso compreende neste contexto todos os portadores de sulfato de cálcio com diferentes quantidades de moléculas de cristal de água, como, por exemplo, também hemihidrato de sulfato de cálcio, diidrato, monoidrato ou anidrato, incluindo qualquer fase hidra ou anidra e polimorfos dos mesmos.
[00117] A invenção compreende o uso de uma fibra modificada compreendendo uma composição de ligante inorgânico de acordo com esta invenção para estruturas compostas de misturas de material de construção endurecido, sendo que as misturas de material de construção contém fibras modificadas, cimento, gesso, anidrita, escória, preferencialmente escória de alto forno de preferência de solo granulado, cinzas volantes, pó de sílica, metacaolina, pozolanas naturais, xisto betuminoso calcinado, cimento de sulfoaluminato de cálcio e/ou cimento de aluminato de cálcio, preferencialmente misturas de material de construção que podem compreender ligantes hidráulico, não-hidráulico ou contém substancialmente cimento como ligante hidráulico.
[00118] A invenção também diz respeito a misturas de material de construção, as quais contêm uma composição de ligante inorgânico de acordo com a invenção e gesso, anidrita, cimento, escória, preferencialmente escória de alto forno de preferência de solo granulado, cinzas volantes, pó de sílica, metacaolina, pozolanas naturais, xisto betuminoso calcinado, cimento de sulfoaluminato de cálcio e/ou cimento de aluminato de cálcio. Preferencialmente, as misturas de material de construção podem compreender ligantes hidráulicos latentes e não-hidráulicos ou conter, como ligante hidráulico, substancialmente cimento. A composição de fibra modificada está contida na mistura de material de construção de preferência a uma dosagem de 0, 05% em peso a 10% em peso, preferencialmente 0, 1 a 5 % em peso, em relação ao peso do ligante.
[00119] Para fins de ilustração, o termo misturas de material de construção pode significar misturas de ligante hidráulico, hidráulico latente ou não-hidráulico em formato seco ou aquoso e em estado endurecido ou plástico. Misturas de material de construção secas podem ser, por exemplo, misturas dos referidos ligantes, de preferência sulfato de cálcio e as fibras modificadas (de preferência em formato seco) de acordo com esta invenção.
[00120] Misturas em formato aquoso, comumente em formato de fases de hidrato, pastas fluidas, pastas, argamassa fresca ou concreto fresco são produzidas pelo acréscimo de água ao(s) componente(s) de ligante e as fibras modificadas, transformando-se em seguida de um estado plástico a um estado endurecido.
[00121] Adicionalmente, a invenção refere-se a uma composição de ligante inorgânico, compreendendo um material de matriz selecionado dentre o grupo consistindo em sistemas de ligante inorgânico, materiais compósitos, ligantes hidráulicos, hidráulicos latentes e não hidráulicos e uma pluralidade de corpos de fibra individuais tendo sementes de cristalização anexas à superfície de tais de corpos de fibra individuais.
[00122] A invenção refere-se também a uma composição de ligante inorgânico compreendendo um material de matriz selecionado dentre o grupo que consiste em sistemas de ligantes inorgânicos, materiais compósitos, ligantes hidráulicos, hidráulicos latentes e não hidráulicos e uma pluralidade de corpos de fibra individuais tendo sementes de cristalização anexas à superfície de tais corpos de fibra individuais, em que na referida pluralidade de corpos de fibra individuais, os referidos corpos de fibra individuais são separados uns dos outros.
[00123] Em acréscimo a isto, a invenção concerne a composição de ligante inorgânico que compreende material de matriz selecionado dentre um grupo o qual consiste em sistemas de ligantes inorgânicos, materiais compósitos, ligantes hidráulicos, hidráulicos latentes e não-hidráulicos e uma pluralidade de corpos de fibra individuais tendo sementes de cristalização anexas à superfície dos referidos corpos de fibra individuais, em que na referida pluralidade de corpos individuais de fibra, corpos de fibra são selecionados dentre pelo menos um dentre fibras à base de celulose, como algodão, viscose, cânhamo, juta, sisal, abacá, bambu, celulose, celulose regenerada (por exemplo, Lycocell®), fibras de base mineral, como carbono, vidro, lã mineral, basalto, cerâmica de óxido, fibras à base de metal, como o aço, fibras à base de polímeros sintéticos, poliamida, poliéster, polivinilalcool, aramida ou selecionadas dentre o grupo das poliolefinas que consistem em polietileno, polipropileno, polioximetileno, poli (fluoreto de vinilideno), poli(metilpenteno), poli(etileno-clorotrifluoroetileno), poli(vinilfluoreto),poli(etilenoóxido), poli(etilenotereftalato), poli(butilentereftalato) e polibuteno ou qualquer uma de suas misturas.
[00124] Preferivelmente, a invenção refere-se a uma composição de ligante inorgânico compreendendo um material de matriz selecionado dentre o grupo que consiste em sistemas de ligantes inorgânicos, materiais compósitos, ligantes hidráulicos, hidráulicos latentes e não hidráulicos e uma pluralidade de corpos de fibra individuais tendo sementes de cristalização anexas à superfície de tais de corpos de fibra individuais, em que na referida pluralidade de corpos de fibra individuais, o referido pelo menos um polímero é selecionado dentre polipropileno, polivinilalcool ou celulose.
[00125] Adicionalmente, a invenção refere-se a uma composição de ligante inorgânico compreendendo material de matriz selecionado dentre o grupo que consiste em sistemas de ligante inorgânico, materiais compósitos, ligantes hidráulicos, hidráulicos latentes e não-hidráulicos e uma pluralidade de corpos de fibra individuais tendo sementes de cristalização anexas à superfície dos referidos corpos de fibra, em que a referida composição de ligante inorgânico tem base em gesso ou base em material cimentício.
[00126] A invenção concerne igualmente uma composição de ligante inorgânico tal como descrita acima compreendendo adicionalmente espuma, agentes espumantes, antiespumantes, incorporadores de ar, retardadores de pega, aceleradores de endurecimento, agentes anticongelantes, plasticizantes, redutores de água, inibidores de corrosão e/ou agentes anti-eflorescência ou misturas dos mesmos.
[00127] Uma vantagem da invenção é a estrutura reforçada com uma pluralidade de corpos de fibra individuais tal como descrito acima, sendo as fibras capazes de fornecer estabilidade mecânica melhorada em conjunto com flexibilidade e ductibilidade melhores e reforçadas. As fibras da invenção podem não apenas ser utilizadas na melhoria ou reforço da flexibilidade e ductibilidade de estruturas densas obtidas após a pega do ligante cimentício ou pastas fluidas ligantes à base de sulfato de cálcio, mas também conferir também propriedades mecânicos melhoradas a estruturas porosas ou grãos tais como em placas de gesso espumado. Tal fibra da invenção contendo composições ou estruturas são também compreendidas como sendo composições, materiais ou estruturas de fibra reforçada.
[00128] Outra vantagem da invenção é que a estrutura adicionalmente pode ser feita de um material selecionado a partir de um material de gesso não-hidráulico, tal como gipsita ou material cimentício hidráulico, como argamassa ou concreto.
[00129] A invenção concerne igualmente uma estrutura feita de concreto. Estruturas feitas a partir de concreto são compostas de concreto contendo no mesmo fibras modificadas. O concreto é qualquer concreto adequado conhecido na técnica. Em acréscimo a isto, as fibras modificadas são sólidas em temperatura ambiente e são acrescentadas como sólido e permanecem sólidas na mistura de concreto. As estruturas de concreto resultantes apresentam elevado grau de ductibilidade e flexibilidade e tornam particularmente útil o fabrico de concreto reforçado onde elevados requerimentos de deformação são exigidos.
[00130] A invenção refere-se adicionalmente a painéis de gesso e estruturas à base de poliamida que compreendem uma pluralidade de corpos de fibra individuais tal como descrito acima.
[00131] Em acréscimo a isto, as estruturas da invenção são artigos formatados resistentes a rachaduras e com elevada resistência à tração e compreendendo compósito de concreto reforçado com fibras da invenção.
BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS
[00132] Fig. 1: Curva de fluxo de calor para controlar a fibra F1 e a fibra modificada F1-Semente1. Calor acumulado da hidração (HoH) é uma medida da atividade das sementes sobre a fibra (A= Fibra de PVA; B = Fibra de PVA modificada por 3-(Aminopropil)trietoxisilano; C = CSH-Sementes sobre Fibra de PVA modificada por 3-(Aminopropil)trietoxisilano; y-eixo= Fluxo de Calor Normalizado [mW/g(cemento)]; x-eixo= Tempo [h]).
[00133] Fig. 2: Micrografia de Microscopia de Varredura Eletrônica (SEM) da partícula de semente CSH sobre uma fibra de polipropileno modificada.
[00134] Fig. 3: Configuração de Teste de Cupom Ranhurado (à esquerda) e geometria de espécime teste (à direita).
[00135] Fig. 4: Resultados do Teste de Cupom Ranhurado de Fibras de Polipropileno (A: Referência de Fibra de PP (coextrusada como sílica fumada); B: Fibra de PP (coextrudadas com sílica pirogênica) e adição de uma quantidade extra de pó CSH na argamassa (1% em peso com relação ao teor de fibra); C: Fibra de PP (coextrudadas com sílica pirogênica) e adição de uma quantidade extra de pó CSH na argamassa (2 % em peso em relação ao teor de fibra); D: Fibra de PP modificada com CSH (coextrudada com sílica pirogênica); x-eixo: abertura de rachadura [μm], y-eixo: carga [N]).
[00136] Fig. 5: Resultados de Teste de Cupom Ranhurado de fibras de polipropileno com (E) e sem precipitados de etringita (F); x-eixo: abertura de rachadura [μm], y-eixo: carga [N]).
[00137] Fig 6: Micrografia de SEM da partícula de semente CSH sobre uma fibra de polivinilalcool modificada.
[00138] Fig. 7: Micrografia de SEM da partícula de semente de dissulfato de cálcio de gesso sobre fibra de polivinilalcool modificada.
[00139] Tabela 1: O calor de valores de hidração (HoH) é representado como integrais de diferentes medições de fluxo de calor (ver exemplos F1- F8) até 6 h (HoH-6h) e 10 h (HoH-10h) (ver Figura 1). A modificação de superfícies de fibra com diferentes grupos âncora ou ligantes influencia o calor de hidração, no mais dos casos, de maneira negativa. A modificação do CHS apresenta reorientação das medidas de fluxo de calor rumo aos primeiros tempos de hidração, em comparação ao sistema de referência.
[00140] Tabela 2: Resumo dos Testes de Aplicação O FMax,2 aumentado após modificação de CSH. Pode-se reconhecer igualmente um melhoramento significativo na abertura de rachadura nesta carga. (A: Referência de Fibra de PP (coextrusada como sílica fumada); B: Fibra de PP (coextrudadas com sílica pirogênica) e adição de uma quantidade extra de pó CSH na argamassa (1% em peso com relação ao teor de fibra); C: Fibra de PP (coextrudadas com sílica pirogênica) e adição de uma quantidade extra de pó CSH na argamassa (2 % em peso em relação ao teor de fibra); D: Fibra de PP modificada com CSH (coextrudada com sílica pirogênica) Tabela 1
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Tabela 2:
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MODIFICAÇÃO DE SUPERFÍCIE E TRATAMENTO DE FIBRAS EXEMPLOS EXEMPLO F1
[00141] 4 l de Etanol, 8 g de 3-aminopropiltrietoxisalno e 10 ml de solução de hidróxido de amônio foram colocados em um recipiente de reação e agitados. 80 g de fibra de polivinilalcool foram suspensos nisto como mistura preparada. Depois de armazenadas por 5 h em temperatura ambiente, as fibras foram separadas do líquido, lavadas e secas a 70 °C por 16 horas.
EXEMPLO F2
[00142] 1.5 g de polipropileno fosfatado, preparado a partir de trietilfosfito e polipropileno clorado seguido por hidrólise acídico, foi dissolvido em 500 ml de éter de metil terc-butil. Em seguida, 25 g de fibras de polipropileno (PP) foram acrescentados e armazenados por 5 na mistura em temperatura ambiente antes de as fibras serem separadas do líquido, lavadas e secadas a 70 °C por 16 horas.
EXEMPLO F3
[00143] 20 g de fibras de PP foram suspensas em 1.4 l de clorofórmio, 15 g de succinimida de n-bromo e 2.0 g de peróxido dibenzoil foram acrescentados e a mistura foi aquecida a 60°C para manter um leve reflexo. Após 1 hora a mistura foi arrefecida até temperatura ambiente por 2.5 h. As fibras foram então separadas dos compostos líquidos, lavadas com éter de metil terc-butil e secas a temperatura ambiente.
[00144] Em seguida, as fibras foram mescladas com 500 ml de triamina de dietileno e aquecidas por 5 horas a 90 °C. Depois, as fibras foram lavadas com éter de metil terc-butil e secas a temperatura ambiente.
EXEMPLO F4
[00145] 20 g de fibras PP foram suspensas em uma solução de copolímero de polivinilamina-polipropileno em uma solução de copolímero de polivinilamina-polipropileno (VP PR 8358 X; BASF) em 600 g de water e aquecidos a 60°C por 8 h. Permitiu-se então que a mistura arrefecesse até a temperatura ambiente lentamente. As fibras foram separadas, lavadas com água e secas a 60 °C.
EXEMPLO F5
[00146] 4 l de Etanol, 8 g de 3-aminopropiltrietoxisalno e 10 ml de solução de hidróxido de amônio foram colocados em um recipiente de reação e misturados. 25 g de fibra de basalto foram suspensas nesta mistura. Depois de armazenadas por 5 h em temperatura ambiente, as fibras foram separadas do líquido, lavadas com etanol e secas a 70 °C por 16 horas.
EXEMPLO F6
[00147] 700 mL de THF e 5 g de polifosfato de amônio foram colocados em um veículo de reação e agitados. 42.5 g de fibras de viscose foram suspensos nesta mistura preparada. Depois de 5 h de agitação em THF fervendo, as fibras foram separadas do líquido, lavadas e secas a 70 °C por 16 horas.
EXEMPLO F7
[00148] 1.5 L de acetona, 4.5 g de 1,4-butanossultona e 4,5 g de hidróxido de sódio foram colocados em um recipiente de reação e agitados. 45 g de fibras de viscose foram suspensos nesta mistura preparada. Depois de 5 h de agitação em acetona fervendo, as fibras foram separadas do líquido, lavadas e secas a 70 °C por 16 horas.
EXEMPLO F8
[00149] 1.5 L de isopropanol, 5.8 g de cloroacetato de sódio e 2-1 g de hidróxido de sódio foram colocados em um recipiente de reação e agitados. 30 g de fibras de celulose foram suspensos nesta mistura preparada. Depois de 5 h de agitação em isopropanol fervendo, as fibras foram separadas do líquido, lavadas e secas a 70 °C por 16 horas.
EXEMPLO F9
[00150] 96g de tetraidrofurano, 0.5 g de sulforilcloreto e 5 g de fibra de polivinilalcool foram agitados por 8 h em temperatura ambiente. Depois de as fibras serem filtradas, lavadas com tolueno e água e secas por 1 h a 60 °C.
EXEMPLO F10
[00151] 150 g de ciclohexano, 1 g de aminoacetaldeído dimetilacetalo e 0.2 g de ácido metanossulfônico mesclados entre si, 1 Og de fibras de polivinilalcool foram acrescentados. A mistura foi aquecida em um aparelho Dean- Stark (separador de água) por 3 h e 120 ml de ciclohexano contendo pequenas quantidade de produto residual de metanol foram destiladas e a mesma quantidade de ciclohexano foi acrescentada às fibras continuamente. Então as fibras foram filtradas e lavadas com água, solução de carbonato de sódio saturada, novamente lavada com água e seca a 60°C por 16 h.
EXEMPLO F11
[00152] 96g de tetraidrofurano, 0.5 g de oxicloreto de fósforo e 5 g de fibra de polivinilalcool foram agitados por 8 h em temperatura ambiente. Depois as fibras foram filtradas, lavadas com tolueno e água e secas por 1 h a 60 °C.
EXEMPLO F12
[00153] 100g de tetraidrofurano, 0.25 g de sulforilcloreto e 5 g de fibra de celulose (lyocell) foram agitados por 8 h em temperatura ambiente. Em seguida, as fibras foram filtradas, lavadas com tolueno e água individualmente por três vezes e secas por 16 h a 60 °C.
EXEMPLO F13
[00154] 5 g de fibra de vidro foram dispersos em 100 ml de etanol. Em seguida, 0.5 ml de aminopropil-trietoxisilano foram acrescentados juntamente a 0.1 microlitro de 33 % em peso de solução de amônio. A mistura foi agitada por 16 h em temperatura ambiente. Em seguida, as fibras foram filtradas e secas a 40 °C por 16 horas.
ANEXAÇÃO DE PARTÍCULAS DE SEMENTES A FIBRAS
[00155] A modificação de fibras pode ser desempenhada de duas maneiras diferentes: 1. síntese de material de semeadura separadamente, seguida por armazenamento de fibras em suspensão contendo material de semeadura, ou 2. síntese direta de material de semeadura em suspensão contendo fibras modificadas
EXEMPLO SP1: PRODUÇÃO DE FIBRAS MODIFICADAS DEPOIS DA ROTA 1:
[00156] Como polímero de material de semeadura, CSH estabilizado foi produzido após o seguinte procedimento: Polímero 1: MVA ® 2500 (BASF):
[00157] O polímero 1 é um polímero em formato de pente com base nos monômeros de ácido maleico e vinil-0-butil polietilenoglicol-5800. A razão molar de ácido acrílico/ácido maleico é 7. MW = 40.000 g/mol, determinado por cromatografia de permeação de gel (GPC). O conteúdo de sólidos é de 45.1% em peso. A densidade de carga é 930 μeq/g polímero. Polímero 2: Poliarileter
[00158] O polímero em pente Polímero 2 é produzido por policondensação de fenol-polietilenoglicol 5000 e fenoxietanolfosfato. O peso molecular é de 23.000 g/mol, tal como determinado por GPC. O conteúdo de sólidos é de 35% em peso. A densidade de carga é de 745 μeq/g polímero.
[00159] 40.3 g de acetato de cálcio (100%) foram dissolvidas em 231 g de H2O resultando na solução 1. A solução 2 foi obtida dissolvendo-se 47.2 g de Na-metassilicato-pentaidrato em 133,2 de g H2O.
[00160] Em um reator, a solução 3 foi obtida misturando-se 65.4 g do Polímero 1 (suspensão de polímero com 45.1 % em peso de conteúdo sólido), 22.8 g de Polímero 2 (suspensão de polímero com 35 % de conteúdo sólido) e 460 g de água. Dentro de 50 minutos, a solução 1 e a solução 2 foram lentamente acrescentadas à solução 3 no reator. A suspensão foi agitada constantemente a 400 rpm.
[00161] Após a produção da suspensão contendo partículas de sementes de CSH estabilizadas por polímeros, 1.5 g de fibras (não-modificadas ou modificadas com diferentes funcionalidades) foram armazenadas em 250 g da suspensão de partículas de sementes de CSH (conteúdo sólido - 11 % em peso). A proveta foi vedada com uma película.
[00162] O tempo de armazenamento foi variado entre 1 hora e 24 horas. Após armazenamento, as fibras foram separadas da suspensão por filtração e lavadas 2 vezes com 50 ml de 0,005 n de solução Ca (OH) 2. Finalmente, as fibras foram secas a 60 ° C em um forno de secagem.
PRODUÇÃO DE FIBRAS MODIFICADAS DEPOIS DA ROTA 2:
[00163] A síntese de partículas de semente de CSH tal como descrito na Rota 1 foi feita de modo comparável, excetuando-se o fato de que a fibra modificada estava presenta na solução 3 durante a síntese da suspensão de partícula de semente de CSH. 1,5 g de fibras foram adicionadas à solução 3.
[00164] Adicionalmente, a síntese da suspensão de partícula de sementes de CSH foi desempenhada sem o uso de polímero em pente como estabilizados. Neste caso, a solução 3 contém apenas 180,5 g de água. Após a síntese das partículas de semente de CSH, as fibras foram separadas da suspensão por meio de filtração e lavadas individualmente 2 vezes com 50 ml de solução 0.005 n Ca(OH)2. Finalmente, as fibras foram secas a 60 ° C em um forno de secagem.
RESULTADOS
[00165] Os efeitos das partículas de semente CSH foram estudados por calorimetria de fluxo de calor isotérmico. Para a investigação, 1.5 % em peso das fibras por peso do cimento foram misturadas com cimento com razão cimento/água de 0.4. As medições foram desempenhadas a 20°C. As medições foram feitas com a fibra original atuando como controle e com a fibra modificada e com partículas de semente de CSH acrescentadas.
[00166] A Fig. 1 e a Tabela 1 apresentam e resumem os resultados para a calorimetria de fluxo de calor, comparando controle versus fibras modificadas de partículas de semente.
EXEMPLO SP2: PRODUÇÃO DE FIBRAS MODIFICADAS DEPOIS DA ROTA 2:
[00167] 5 g de Masterfibras de Polipropileno™100 (BASF) coextrudadas com - 1 % em peso de sílica pirogênica amorfa (diâmetro: 40 μm; comprimento: 12,7mm) foram depositados em 600 ml 0,005 m de solução Ca(OH)2 por 2 horas. A fibra tratada foi filtrada e redispersa em 965,72 g de água e 129,96 g de MVA ® 2500 (BASF).
[00168] 543, 41 g de solução 1 (120.12 g de acetato de cálcio dissolvido em 695.00 g de água) e 360.96 g de solução 2 (141.84 g de Na2SiQ3* 5 H20 + 399.60 g de água) foram, ao longo de 100 minutos, acrescentados lentamente à solução 1.
[00169] Após a síntese das partículas de semente de CSH, as fibras foram separadas da suspensão por meio de filtração e lavadas individualmente 2 vezes com 200 ml de etanol. Finalmente, as fibras foram secas a 60 ° C em um forno de secagem. O aumento de peso causado pela cristalização de CSH nas fibras foi por volta de 1 % em peso. Verificou-se por meio de Microscopia de Varredura Eletrônica (SEM) que as partículas de semente de CHS estavam anexas à superfície da fibra (Fig. 2).
EXEMPLO COMPARATIVO
[00170] Para o preparo de fibra revestida com etringita (E), 30 g de fibras de polipropileno (30 micrômetros de diâmetro; 12.7 mm de comprimento) foram depositados em 30 ml de água, inicialmente agitados por 30 minutos a 200 rpm, seguidos pelo acréscimo de 5.4 g de Ca(OH)2 e agitação adicional da suspensão por 20 minutos. Para fins de precipitação de etringita, uma solução de 8.1 g de Al2(SO4)3 *18 H20 foi dissolvida em 60g de água e acrescentada à suspensão de fibra e agitada a 150 rpm por 30 min. A suspensão resultante foi filtrada através de um filtro de papel e as fibras úmidas foram secas em condições ambientes.
[00171] O Teste de Cupon Ranhurado é usado como método de teste mecânico para demonstrar adesão de fibra e comportamento de extração em sistemas de ligante cimentício. Os provetes, prismas com dimensões específicas (ver Fig. 3) foram preparados com argamassa contendo fibras controle e fibras modificadas de partícula de semente. 10 provetes foram preparados para composição de fibra individual que foi testada. A dosagem de fibra foi 1 % de volume, caso nada mais seja explicitamente mencionado. Os provetes preparados são retirados após um dia e armazenados subaquaticamente a 20 °C por mias 27 dias de modo a prover um tempo total de hidração de 28 dias. Os prismas são então polidos e introduz-se um entalhe de apenas 0.5 mm. Os provetes foram então testados no aparelho de resistência à tração. Dentro da medição, o prisma de teste é puxado de ambos os lados e o entalhe simula uma única rachadura. Os resultados das medições são diagramas mostrando a carga (N) em uma abertura de rachadura específica (μm). 5-10 espécimes foram testados para cada sistema.
[00172] Preparo de Compósitos de Argamassa/Microfibra para testagem:
[00173] 430 g de cimento Portland, 880 g de cinza volante, 150 g de areia de quartzo (0-0.3 mm), 150 g de farinha de quartzo, 300 g de água e 4.3 g de superplasticizante (Melflux® 2641; BASF) bem como 0.5 g de estabilizador são misturados, seguindo-se a isto o acréscimo das respectivas fibras. A qualidade de argamassa é testada opticamente à cata da existência de nódulos ou com vistas a verificar se há fibras envoltas no misturador. Um teste subsequente de inclinação mostra que o comportamento de fluxo da pasta de argamassa preenchida por fibras e finaliza o teste de operacionalidade. Os blocos de compósito preparados apresentaram comportamentos variando entre bom e aceitável no teste de operacionalidade.
RESULTADOS DOS TESTES DE APLICAÇÃO:
[00174] A fibra de polipropileno modificada por CSH (coextrusada com sílica pirogênica amorfa) apresentou aumento em FMax,2, õMax,2 e WMax,2 em comparação à fibra não-modificada (Fig.4 e Tabela 2). O aumento dos valores FMax,2, õMax,2 e WMax,2 deu-se por conta das partículas de sementes de CSH na superfície de fibra, já que o teste de aplicação com fibras de polipropileno pristinas (coextrudadas com sílica pirogênica) e pó de CSH adicional (1 % em peso com referência ao teor de fibra) não apresentou nenhuma melhoria. Além disto, um aumento no conteúdo de pó de CSH para 2 % em peso tampouco resultou em nenhum benefício. Fibras revestidas de etringita (E) tiveram desempenha ainda pior quando comparadas à fibra não- modificada (Fig. 5)
EXEMPLO SP3: PRODUÇÃO DE FIBRAS MODIFICADAS DEPOIS DA ROTA 2:
[00175] 5 g de fibras modificadas de polivinilalcool com grupos âncora de fosfato (F 11 (diâmetro: 13 μm; comprimento: 6 mm) foram dispersos em 482,94 g de água e 64,98 g de MVA ® 2500 (BASF).
[00176] 271,7 g de solução 1 (70.9 g de acetato de calico dissolvido em 199.81 g de água) e 180.6 g de solução 2 (60.1 g de Na2SiO3 * 5 H2O + 347.5 g de água) foram dosados à solução 1 lentamente em um período de 50 minutos.
[00177] Após a síntese das partículas de semente de CSH, as fibras foram separadas da suspensão por meio de filtração. Em seguida, as fibras foram lavadas por 2 vezes com 100 ml de etanol. Finalmente, as fibras foram secas a 60 °C em um forno de secagem. O aumento de peso causado pela cristalização de CSH nas fibras foi por volta de 3 % em peso. Verificou-se também, mediante Micrografia de SEM (Fig. 6), que sementes de CSH foram anexas à superfície da fibra.
EXEMPLO SP4:
[00178] Partículas de semente de desidrato de sulfato de cálcio sobre a superfície de uma fibra de polivinilalcool (PVA) modificada com grupos âncora de sulfato (F9).
[00179] 2.5 g das fibras (modificadas com grupos de fosfato) foram dispersas em 200 ml de uma solução de 0.1 m MgSO4 e em 200 ml de uma solução de 0.1 m CaCl2. 300 g de uma solução molar 0,15 MgSO4 e 300 g de uma solução CaCl2 foram dosados em paralelo com a fibra em 45 minutos. Após o acréscimo de 100 g das soluções molares 0.15, 0.46 g de Melflux® 2650 l (BASF; SC = 32.5 wt%) é acrescentado. Depois de um acréscimo adicional de 100 g das soluções molares 0.15, mais 0.40 g de Melflux ® 2650 I (BASF; SC = 32,5% em peso) foram dosados à reação.
[00180] Após a síntese das sementes de gesso sobre as fibras de PVA, elas foram separadas da suspensão por meio de filtração. Em seguida, as fibras foram lavadas por 2 vezes com 100 ml de etanol. Finalmente, as fibras foram secas a 40 ° C em um forno de secagem. A Micrografia de SEM da Fig. 7 apresenta sementes de gesso na superfície de fibra.

Claims (20)

1. PLURALIDADE DE CORPOS DE FIBRA INDIVIDUAIS tendo sementes de cristalização anexas à superfície de tais corpos de fibras individuais, caracterizada pelas sementes de cristalização estarem anexas aos corpos de fibra individuais por meio de frações de ligante covalentemente ligadas na presença de polímero em pente e as frações de ligante serem selecionadas a partir de um ou mais grupos funcionais contendo uma funcionalidade amina, amida, fosfato ou fosfonato, preferivelmente qualquer tipo de molécula anfifílica contendo grupos amina, amônio, amida, nitrato, sulfato, sulfonato, sulfonamida, carboxilato, silanol, fosfato, fosfinato ou fosfonato.
2. PLURALIDADE DE CORPOS, de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelas sementes de cristalização serem selecionadas a partir de hidrato de silicato de cálcio, etringita ou di-hidrato de sulfato de cálcio.
3. PLURALIDADE DE CORPOS, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizada pelo tamanho das sementes de cristalização estar entre 1 nm a 10 μm, preferivelmente entre 5 nm a 1,5 μm, preferivelmente entre 10 nm a 300 nm e mais preferivelmente entre 10 nm e 100 nm.
4. PLURALIDADE DE CORPOS, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelos corpos de fibra serem selecionados a partir de pelo menos um dentre fibra de algodão à base de celulose, viscose, cânhamo, juta, sisal, abacá, bambu, celulose, celulose regenerada, fibra de carbono à base de mineral, vidro, lã mineral, basalto, cerâmica de óxido, fibra à base de metal, fibra à base de polímero sintético ou aço selecionada dentre poliamida, poliéster, polivinilalcool, aramida ou o grupo de poliolefinas compreendendo polietileno, polipropileno, polioximetileno, poli (fluoreto de vinilideno), poli(metilpenteno), poli(etileno-clorotrifluoroetileno), poli(vinilfluoreto), poli(etilenoóxido), poli(etilenotereftalato), poli(butilentereftalato) e polibuteno ou quaisquer de suas misturas.
5. PLURALIDADE DE CORPOS, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelos corpos de fibra serem selecionados dentre polivinilalcool, polipropileno, celulose, vidro ou suas misturas.
6. MÉTODO PARA A PREPARAÇÃO DE UMA PLURALIDADE DE CORPOS DE FIBRA INDIVIDUAIS, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pela superfície do corpo de fibra individual ser modificada e as sementes de cristalização serem colocadas em contato com ditos corpos de fibra individuais modificados.
7. MÉTODO, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado por: (a) fibras serem tratadas com uma solução obtida pela combinação de soluções preparadas individualmente de um composto de cálcio solúvel em água (solução I) e um composto de silicato ou sulfato solúvel em água (solução II), preferivelmente separadamente a uma solução de um polímero em pente solúvel em água (solução Ill), ou (b) as solução I e solução II individualmente preparadas serem adicionadas preferivelmente separadamente a fibras suspensas em solução Ill.
8. USO DE UMA PLURALIDADE DE CORPOS DE FIBRA INDIVIDUAIS, conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado por ser para o reforço de composições de ligantes inorgânicos.
9. MÉTODO PARA MELHORIA DA LIGAÇÃO ENTRE AS FIBRAS E UMA COMPOSIÇÃO DE LIGANTE INORGÂNICO, caracterizado pelo uso da pluralidade de corpos de fibra individuais conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 5.
10. COMPOSIÇÃO DE LIGANTE INORGÂNICO, caracterizada por compreender ligantes hidráulico, hidráulico latente e não-hidráulico e uma pluralidade de corpos de fibra individuais conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 5.
11. COMPOSIÇÃO, de acordo com a reivindicação 10, caracterizada por, em dita pluralidade de corpos de fibras individuais, ditos corpos de fibra individuais serem separados entre si.
12. COMPOSIÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 11, caracterizada por, em dita pluralidade de corpos de fibra individuais, ditos corpos de fibra individuais serem selecionados dentre polivinilalcool, polipropileno, celulose ou vidro.
13. COMPOSIÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizada por dita composição ser um material cimentoso.
14. COMPOSIÇÃO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 13, caracterizada por compreender adicionalmente um plastificante, redutor de água, incorporador de ar, desincorporador de ar, inibidor de corrosão, acelerador de pega, retardador de pega, mistura redutora de encolhimento, cinzas volantes, sílica ativa ou uma mistura destes.
15. ESTRUTURA feita de um material selecionado a partir de um material não-hidráulico ou selecionado a partir de um material hidráulico, caracterizada por ser reforçada com uma pluralidade de corpos de fibra individuais conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 5.
16. ESTRUTURA, de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo material não-hidráulico ser um gesso, ou pelo material hidráulico ser um material cimentoso, tais como uma argamassa ou concreto.
17. ESTRUTURA, de acordo com a reivindicação 16, caracterizada por ser feita de concreto.
18. ARTIGO MODELADO com alta resistência à pressão, resistente à rachadura, caracterizado por compreender material de concreto reforçado com uma pluralidade de corpos de fibra individuais conforme definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 5.
19. ARTIGO, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado por, em dita pluralidade de corpos de fibras individuais, ditos corpos de fibra individuais serem separados entre si.
20. ARTIGO, de acordo com qualquer uma das reivindicações 18 a 19, caracterizado por compreender adicionalmente um plastificante, redutor de água, incorporador de ar, desincorporador de ar, inibidor de corrosão, acelerador de pega, retardador de pega, mistura redutora de encolhimento, cinzas volantes, sílica ativa ou uma mistura destes.
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Families Citing this family (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3262009A1 (en) 2015-02-27 2018-01-03 Basf Se Use of csh-seed modified fibers in oil field applications
EP3176137B1 (en) * 2015-12-04 2020-04-08 Holcim Technology Ltd. Process for the production of an ultra-light mineral foam
CN105731830A (zh) * 2016-02-01 2016-07-06 济南大学 一种羟基磷灰石修饰的玻璃纤维的制备方法
US9771294B1 (en) 2016-04-21 2017-09-26 Americas Basalt Technology, Llc Basalt fibers produced from high temperature melt
US10377940B2 (en) 2016-09-20 2019-08-13 Saudi Arabian Oil Company Cement having cross-linked polymers
US10947437B2 (en) 2016-09-20 2021-03-16 Saudi Arabian Oil Company Chemical composition of superabsorbent vesicles, method for mortar cement admixture, and applications of the same
US10947438B2 (en) 2016-09-20 2021-03-16 Saudi Arabian Oil Company Method for monitoring cement using polymer-based capsules
CN106631160B (zh) * 2016-12-23 2020-01-17 东华大学 一种pva/硅酸钠改性陶瓷阻燃纤维的制备方法
CN107640913B (zh) * 2017-08-22 2019-10-01 江苏大学 一种玄武岩纤维表面改性涂层的制备方法及其应用
EP3735451A1 (en) 2018-01-02 2020-11-11 Saudi Arabian Oil Company Material design for the encapsulation of additives and release
US10519359B2 (en) 2018-01-02 2019-12-31 Saudi Arabian Oil Company Capsule design for the capture of reagents
KR102052916B1 (ko) * 2019-07-05 2019-12-11 삼원건설 주식회사 자기수축 저감성 및 부착강도가 향상된 콘크리트 조성물 및 이를 이용한 콘크리트 포장 보수공법
CN110863347B (zh) * 2019-11-11 2022-04-01 南通大学 一种聚甲醛纤维、改性方法及其应用
CN111978034B (zh) * 2020-07-02 2022-05-31 江苏省建筑工程质量检测中心有限公司 一种抗渗透高强高体积稳定性混凝土及其制备方法和其作为保护层用垫块的应用
CN113045842B (zh) * 2021-03-24 2022-09-30 四川潽鑫科技集团有限公司 一种聚乙烯共混聚氯乙烯双壁波纹管及其生产工艺
CN113233777A (zh) * 2021-03-31 2021-08-10 潍坊特钢集团有限公司 一种高炉矿渣制备矿渣纤维的方法
CN113463393B (zh) * 2021-08-10 2022-05-31 长春工业大学 一种适用于碳纤维的水性改性氯化聚丙烯上浆剂及其制备方法和应用
CN113957712B (zh) * 2021-10-29 2023-06-09 四川省玻纤集团有限公司 一种玄武岩纤维布、其制备方法和应用
CN114804762A (zh) * 2022-04-12 2022-07-29 湖北福嘉利建材科技有限公司 一种新型预应力孔道压浆料及其制备方法
CN114920502A (zh) * 2022-05-10 2022-08-19 广州大学 一种高延性高强聚甲醛纤维增强水泥基复合材料及其制备方法
CN115385649B (zh) * 2022-09-22 2023-07-18 北京市燕通建筑构件有限公司 双发泡组分石膏基泡沫混凝土及其制备方法和应用的装配式轻质内隔墙系统
CN116535151B (zh) * 2023-05-22 2023-10-20 中国水利水电第三工程局有限公司 一种抗硫酸盐侵蚀植物纤维混凝土及其制备方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2945875A1 (de) * 1979-11-14 1981-06-11 Bernd Dr. 2000 Hamburg Wüstefeld Fasermaterial, unter verwendung dieses fasermaterials hergestellter, zementgebundener formkoerper sowie verfahren zur herstellung des fasermaterials
NO860083L (no) 1985-01-29 1986-07-30 Elkem As Armeringsfiber behandlet med silikastoev.
HUT48185A (en) 1985-10-23 1989-05-29 Mta Termeszettu Domanyi Kutato Process for producing building units, particularly prefabricated building units from after-hardening material mixture containing reinforcing fibres
DE3800091A1 (de) 1987-08-28 1989-07-13 Sandoz Ag Copolymere verbindungen, deren herstellung und verwendung
JPH03146766A (ja) * 1989-10-26 1991-06-21 Matsushita Electric Works Ltd 改質パルプ繊維およびその製法
JP2587306B2 (ja) * 1990-03-23 1997-03-05 株式会社ノザワ 繊維補強複合材料
US5156996A (en) 1991-04-12 1992-10-20 Itt Corporation Method for forming gold ribbon connectors for microwave integrated circuits
FR2689530B1 (fr) 1992-04-07 1996-12-13 Aussedat Rey Nouveau produit complexe a base de fibres et de charges, et procede de fabrication d'un tel nouveau produit.
US5705233A (en) 1995-03-24 1998-01-06 Wisconsin Alumni Research Foundation Fiber-reinforced cementitious composites
US5786080A (en) * 1996-04-03 1998-07-28 E. Khashoggi Industries Compositions and methods for manufacturing ettringite coated fibers and aggregates
JP2005015253A (ja) * 2003-06-24 2005-01-20 Du Pont Toray Co Ltd セメント補強用繊維
US20080167513A1 (en) 2004-02-26 2008-07-10 Osteologlx A/S Strontium-Containing Compounds for Use in the Prevention or Treatment of Necrotic Bone Conditions
DE102004050395A1 (de) 2004-10-15 2006-04-27 Construction Research & Technology Gmbh Polykondensationsprodukt auf Basis von aromatischen oder heteroaromatischen Verbindungen, Verfahren zu seiner Herstellung und dessen Verwendung
ATE425317T1 (de) 2005-09-30 2009-03-15 Empa Bi-komponenten-kunststoff-fasern für den einsatz in zementgebundenen baustoffen
DE102006051216B4 (de) * 2006-10-30 2008-07-24 Dr. Michael C. Faas Gmbh Verfahren zur Herstellung leichter Gesteinskörnungen, durch diese Verfahren erhältliche leichte Gesteinskörnungen, und Verwendung derselben zur Herstellung von Baustoffen
JP2009057502A (ja) * 2007-09-03 2009-03-19 Seiko Epson Corp インクジェット記録用インク
FI20085767L (fi) * 2008-08-11 2010-02-12 Kemira Oyj Kipsituote
JP6071199B2 (ja) * 2008-09-02 2017-02-01 コンストラクション リサーチ アンド テクノロジー ゲーエムベーハーＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ＆ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ＧｍｂＨ 可塑剤含有硬化促進剤組成物
EP2557184A1 (de) 2011-08-10 2013-02-13 Swiss Steel AG Warmgewalzte, profilierte Stahlbewehrung für Stahlbetonteile mit verbessertem Feuerwiderstand und Verfahren zu deren Herstellung

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Publication number Publication date
US10065887B2 (en) 2018-09-04
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