BR112016014218B1

BR112016014218B1 - Acelerador de concreto pulverizado de uma mistura, método para a produção do referido acelerador, e uso de uma mistura

Info

Publication number: BR112016014218B1
Application number: BR112016014218-7A
Authority: BR
Inventors: Martin Weibel; Benedikt Lindlar; Christian STENGER
Original assignee: Sika Technology Ag
Priority date: 2013-12-20
Filing date: 2014-12-19
Publication date: 2022-04-05
Also published as: WO2015092004A2; WO2015092004A3; ES2764834T3; BR112016014218A2; AU2014368363A1; AU2018260805B2; AU2014368363B2; AU2018260805A1; EP3083525A2; EP3083525B1; EP3636623A1; PT3083525T; HUE047779T2

Abstract

método de produção de um acelerador de concreto bombeado utilizando nov as matérias-primas. a invenção refere-se a um método de produção de um acelerador de concreto bombeado a partir de uma mistura a), b) ou c), cujo método compreende a mistura a) de pelo menos um composto de alumínio selecionado dentre um sulfato de alumínio e/ou um hidróxi-sulfato de alumínio, pelo menos um composto de cálcio, e opcionalmete água, ou b) pelo menos um composto de alumínio selecionado dentre sulfato de alumínio e/ou hidróxi-sulfato de alumínio, pelo menos um aluminato alcalino, e opcionalmente água, em que o teor alcalino da mistura é de no máximo 10% em massa de nao2 equivalente, preferencialmente no máximo 5% em massa de nao2 equivalente, preferencialmente no máximo 2% em massa de nao2 equivalente, ou c) ácido sulfúrico concentrado e hidróxido de alumínio, preferencialmente hidróxido de alumínio cristalino, em que o ácido sulfúrico está presente em déficit estequiométrico e a mistura é reagida numa temperatura acima de 100°c, preferencialmente sob pressão positiva, em que o acelerador de concreto bombeado ou, se o acelerador de concreto bombeado for um acelerador de concreto bombeado sólido, uma mistura do avelerador de concreto bombeado sólido na água terá um valor de ph menor que 4. as misturas a), b) e c) são adequadas como um acelerador para suspensões de cimento, concreto bombeado ou argamassa pulverizada.

Description

Campo Técnico

[001] A invenção refere-se a um método para a produção de um acelerador de concreto pulverizado com novos matérias-primas, para o acelerador de concreto pulverizado obtenível a partir do mesmo e para o seu uso.

Estado da técnica

[002] Os versados na técnica estão cientes de que a secagem e o endurecimento de um aglutinante hidráulico ou de uma mistura compreendendo um aglutinante hidráulico podem ser acelerados através da adição de um acelerador. Exemplos típicos de aglutinantes hidráulicos são cimento, como cimento Portland, cimentos Portland misturado, cal, cal apagada e suas misturas, e os exemplos típicos de misturas que compreendem um aglutinante hidráulico deste tipo e outros componentes são argamassa e concreto.

[003] O concreto ou argamassa pulverixada é um concreto ou uma argamassa que são transportado ao local de instalação em uma mangueira fechada ou em uma linha de tubos, onde são aplicados por pulverização e ao mesmo tempo são compactados. O concreto pulverizado ou argamassa pulverizada devem secar e endurecer rapidamente, de modo que uma força suficiente se desenvolva rapidamente na mistura pulverizada para garantir que a camada pulverizada crie uma aderência correta à superfície a que o concreto pulverizado ou argamassa foram aplicados. Assim, os aceleradores para o concreto ou para a argamassa pulverizados são de especial relevância.

[004] Aluminato de sódio é um produto industrial padrão e é usado como acelerador para aglutinantes hidráulicos. Em geral, uma quantidade relativamente ampla de aluminato de sódio é necessária, e isso pode aumentar de modo significativo o conteúdo de metal alcalino do concreto. Em muitas partes do mundo isso é indesejável, ou as quantidades máximas permitidas estão sujeitas a uma restrição estatutária. Em alguns casos, a utilização de aceleradores à base de aluminato de metal alcalino não é aceita por conta do seu pH elevado (> 12) e, por conseguinte, em função do seu potencial de risco para os olhos, pele e pulmões.

[005] Misturas à base de sulfato de alumínio são usadas com frequência como aceleradores, visto que têm a melhor relação preço/desempenho. Nos primeiros minutos da secagem, todavia, elas costumam ser bastante lentas. Essa desvantagem pode ser superada aumentando-se o conteúdo de alumínio da mistura e/ou definindo-se a proporção de alumínio por sulfato a mais do que 2/3 (« 0,66). Em sulfato de alumínio com a fórmula Al2(SO4)3, a razão molar estequiométrica de Al por sulfato é de 2:3. O sulfato de alumínio pode ser preparado por reação de hidróxido de alumínio e ácido sulfúrico.

[006] Visto quimicamente, as misturas, utilizadas como acelerador, com uma razão molar de Al/sulfato de maior do que 2/3, compreendem hidroxissulfato de alumínio, um composto também conhecido como sulfato de alumínio básico. As misturas aquosas comerciais com razão molar de Al por sulfato na faixa de cerca de 0,66 a cerca de 1 geralmente se encontram em forma de suspensão, as que têm uma razão superior a 1 geralmente estando em forma de solução.

[007] Descobriu-se serem apropriados na prática para aumentar o conteúdo de alumínio de misturas contendo sulfato de alumínio, como uma fonte de alumínio sem ou com baixo teor de sulfato, os hidróxidos de alumínio amorfos, hidroxissulfatos de alumínio, hidrocarbonatos de alumínio ou nitrato de alumínio, que podem ser adicionados na forma de pó ou de suspensão. O hidroxissulfato de alumínio amorfo comercial geralmente tem uma razão de Al:SO4 maior do que 1 ou muito maior do que 1, e é caro. Outras fontes conhecidas de alumínio são ainda mais caras, inadequadamente reativas ou contêm componentes prejudiciais.

Exposição da invenção

[008] O problema abordado com a presente invenção diz respeito, portanto, à superação dos problemas supracitados, associados com o estado da técnica. Em particular, o problema reside na provisão de um método para a produção de aceleradores adequados para concreto pulverizado ou argamassa pulverizada e compreende, preferencialmente, sulfato de alumínio básico, o qual permite uma produção com maior custo-benefício em comparação ao estado da técnica.

[009] Isto surpreendentemente tem sido obtido pelo uso de matérias-primas que são relativamente mais baratos para produzir o acelerador. Para esta finalidade, o conteúdo de alumínio das misturas que compreendem sulfato de alumínio e/ou hidroxissulfato de alumínio foi aumentado pela adição de aluminato de metal alcalino ou o conteúdo de sulfato disponível para uma reação rápida em misturas que compreender sulfato de alumínio e/ou hidroxissulfato de alumínio foi reduzido pela adição de um composto de cálcio.

[0010] O conteúdo de sulfato disponível para uma reação rápida é significativo, visto que a secagem do cemento ou de outro aglutinante hidráulico por pulverização leva apenas alguns minutos. A precipitação de gesso, que ocorre na adição do composto de cálcio, remove o sulfato livre do acelerador. Esse sulfato, ligado na forma de sulfato de cálcio, é extraído da reação de secagem direta, uma característica desejável, e não é liberado novamente antes de um retardamento de algumas horas, isto é, durante o endurecimento, em um processo controlado re redissolução do gesso. Isso também geralmente é desejável. Sem pretender se limitar a nenhuma teoria, acredita-se que o cálcio liberado no processo acelera o endurecimento.

[0011] Em uma modalidade alternativa, o sulfato de alumínio com um conteúdo de alumínio aumentado foi obtido diretamente pela reação de hidróxido de alumínio, preferencialmente um hidróxido de alumínio cristalino e barato, com quantidades subestequiométricas de ácido sulfúrico.

[0012] A invenção se refere a métodos para produzir um acelerador de concreto pulverizado de uma mistura a), b) ou c), compreendendo a mistura de a) pelo menos um composto de alumínio selecionado dentre um sulfato de alumínio e/ou um hidroxissulfato de alumínio, pelo menos um composto de cálcio, e, opcionalmente, água ou b) pelo menos um composto de alumínio selecionado dentre um sulfato de alumínio e/ou um hidroxissulfato de alumínio, pelo menos um aluminato de metal alcalino e água, opcionalmente, com o conteúdo de metal alcalino da mistura não sendo superior a 10% em massa de Na2O equivalente, de preferência não mais do que 5% em massa de Na2O equivalente, mais preferencialmente não mais do que 2% em massa de Na2O equivalente, muito preferencialmente não mais do que 1% em massa Na2O equivalente, ou c) ácido sulfúrico concentrado e hidróxido de alumínio, hidróxido de alumínio de preferência cristalino, o ácido sulfúrico estando presente em um déficit estequiométrico e a mistura ser reagida a uma temperatura acima de 100°C, de preferência sob pressão positiva, isto é, uma pressão superior a 1 bar, onde o acelerador de concreto pulverizado ou a mistura do acelerador de concreto pulverizado sólido em água tem um pH preferencialmente abaixo de 4.

[0013] Através da utilização de matérias-primas a preços favoráveis, pode- se produzir misturas à base de sulfatos de alumínio e/ou hidroxissulfatos de alumínio, com uma razão molar aumentada de alumínio por sulfato, a custos menores do que antes; para essa razão molar, considera-se apenas ao alumínio e sulfato prontamente disponíveis, o que significa que o sulfato ligado como um CaSO4 é desconsiderado. Existem vários hidratos de CaSO4; em geral, precipitam-se sob a forma do di-hidrato. Essas misturas são apropriadas para uso na forma de aceleradores de concreto pulverizado.

[0014] Através da utilização das misturas da invenção na forma de aceleradores de concreto pulverizado, pode-se melhorar o desempenho da força do concreto pulverizado. Além disso, o acelerador de concreto pulverizado apresenta uma viscosidade reduzida. Descobriu-se, surpreendentemente, que a adição do composto de cálcio na mistura a) também resulta em uma melhor estabilidade de armazenamento do acelerador de concreto pulverizado.

[0015] As modalidades do método são reproduzidas nas reivindicações dependentes. A invenção também se relaciona com o acelerador de concreto pulverizado obtenível a partir de um método e ao uso dele como um acelerador de concreto pulverizado. A invenção é elucidada em pormenores a seguir.

Maneira de executar a invenção

[0016] Os aceleradores são substâncias ou misturas que aceleram a secagem e/ou endurecimento de um aglutinante hidráulico ou de uma mistura que compreende um aglutinante hidráulico. Exemplos típicos de aglutinantes hidráulicos são cimento, cal, cal apagada e suas misturas, e os exemplos típicos de misturas que compreendem um aglutinante desse tipo e outros componentes são suspensões, como para injeções, por exemplo: argamassa e concreto. A mistura em questão é, de preferência, uma suspensão de cimento, um concreto ou uma argamassa, que compreende cimento, mais particularmente um cimento Portland e/ou cimentos Portland misturados. Aglutinantes hidráulicos, especialmente cimentos, geralmente contêm sulfato de cálcio na forma de gesso, hemi-hidrato e/ou anidrito como regulador de secagem e/ou fonte de sulfato.

[0017] O concreto pulverizado é geralmente usado como um termo genérico para concreto pulverizado e argamassa pulverizada. Os aceleradores para concreto pulverizado ou argamassa pulverizada geralmente são referidos como aceleradores de concreto pulverizado. A menos que expressamente indicado de outro modo, com efeito, a expressão "concreto pulverizado", no presente pedido, incluindo as reivindicações, sempre inclui uma argamassa pulverizada. De modo correspondente, a expressão "acelerador de concreto pulverizado", na presente aplicação e nas reivindicações em anexo, abrange aceleradores para concreto pulverizado e aceleradores para argamassa pulverizada, além de aceleradores para injeções de cimento.

[0018] O concreto pulverizado é um concreto ou uma argamassa que são transportado ao local de instalação em uma mangueira fechada ou em uma linha de tubos, onde é aplicado por pulverização e ao mesmo tempo é compactado. Há uma distinção fundamental entre dois processos de pulverização: o processo de pulverização seca e o processo de pulverização úmida. Com o processo de pulverização seca, um concreto ou argamassa secos ou com umidade da terra é fornecido à linha de transporte e é geralmente transportado com ar comprimido até o bocal de pulverização. A ele, pela mistura de água e opcionalmente misturas de concreto, por exemplo: aceleradores de concreto pulverizado ou redutores de rebote, são adicionados. No caso do processo de pulverização úmida, uma mistura de base úmida compreendendo concreto ou argamassa é transportada ao bocal por meio da linha de transporte e é pulverizada geralmente por meio de ar comprimido ou ar conduzido. Na região do bocal, se desejado, misturas de concreto como, por exemplo, aceleradores de concreto pulverizado, podem ser adicionadas. Os processos de pulverização úmida podem ser executados pelo método de corrente fina ou método de corrente densa.

[0019] Os processos de pulverização são usados, por exemplo, quanto a obturação não é possível ou para prover revestimentos e camadas de reforço na produção de construções de engenharia civil ou quando as cavidades devem ser fornecidas com uma camada de reforço, como em túneis, galerias e tubos, como na mineração, por exemplo. O processo de pulverização pode ainda servir para solidificar ou estabilizar ou compactar solos naturais, como penhascos, encostas ou escavações, subsolos e rochas.

[0020] De acordo com o método da invenção, um acelerador de concreto pulverizado de uma mistura a), b) ou c) é produzido. O método para a produção da respectiva mistura de a), b) ou c) que constitui o acelerador de concreto pulverizado é elucidado exaustivamente abaixo.

[0021] O acelerador de concreto pulverizado que compreende a mistura de a), b) ou c) pode assumir a forma de um acelerador de concreto pulverizado sólido, isto é, uma mistura de sólidos, preferencialmente um pó. Prefere-se, no entanto, que o acelerador de concreto pulverizado produzido pelo método da invenção que compreende a mistura de a), b) ou c) seja uma mistura aquosa, mais particularmente uma solução aquosa ou uma suspensão aquosa. Uma suspensão aquosa é uma dispersão de partículas sólidas em uma fase líquida.

[0022] Um acelerador de concreto pulverizado sólido pode ser imediatamente convertido, pela adição de água, em uma mistura aquosa, mais particularmente uma solução ou suspensão aquosa do acelerador de concreto pulverizado. Pode ser, por exemplo, prudente transportar o acelerador de concreto pulverizado ao local de uso em forma sólida para economizar esaço e convertê-lo apenas quando estiver no local, em uma solução ou suspensão aquosa, que pode então ser usada na forma de um acelerador de concreto pulverizado.

[0023] O acelerador de concreto pulverizado produzido pelo método da invenção e compreendendo a mistura de a), b) ou c) pode ser usado para o processo de pulverização seca ou para o processo de pulverização úmida. O uso do acelerador de concreto pulverizado na forma de uma mistura aquosa, mais particularmente uma solução ou suspensão aquosa, é preferido.

[0024] O acelerador de concreto pulverizado, de acordo com a mistura de a), b) ou c), presente na forma de uma mistura aquosa, mais particularmente uma solução ou suspensão aquosa, tem um pH inferior a 4, como, por exemplo, um pH na faixa de 2 a menos do que 4. Onde for um acelerador de concreto pulverizado sólido, uma mistura do acelerador de concreto pulverizado sólido em água costuma ter um pH abaixo de 4, como, por exemplo, um pH na faixa de 2 a menos de 4. A mistura do acelerador de concreto pulverizado em água pode ser obtido, por exemplo, dissolvendo-se ou suspendendo-se 100 g do acelerador de concreto pulverizado sólido em 100 g de água. Pode levar vários minutos ou horas para o estabelecimento de um equilíbrio e de um pH estável. Todos os valores de pH divulgados aqui, como de costume, relacionam-se ao pH da mistura aquosa no estado de equilíbrio.

[0025] A adição de água à mistura seca é acompanhada de eventos de dissolução e outras reações, que podem levar, por exemplo, à precipitação de substâncias sólidas. Dependendo das matérias-primas empregadas, pode demorar vários minutos ou horas para a mistura reagir plenamente e para o equilíbrio se estabelecer. No decurso da reação completa, o pH pode mudar, e assim um valor de pH constante ao longo do tempo só é estabelecido após a reação completa. O estabelecimento do equilíbrio é, portanto, também fácil de se determinar a partir de um pH que não sofre nenhuma alteração substancial. O pH é determinado à temperatura ambiente (20°C).

[0026] A mistura aquosa da mistura de a), b) ou c), mais particularmente sob a forma de uma solução aquosa ou suspensão aquosa, pode ter um conteúdo de água, por exemplo, na faixa de 20 a 90% em peso, mais particularmente entre 40 a 80% em peso, preferencialmente de 50 a 70% em peso e mais preferencialmente de 60 a 65% em peso. O conteúdo de água acima se relaciona ao conteúdo total de água, incluindo qualquer água de cristalização, se presente. Alguns materiais iniciais, especialmente sulfato de alumínio, podem conter água, especialmente na forma de água de cristalização. Há determinados produtos industriais em que a água de cristalização pode, inclusive, render até praticamente 50% em peso do peso total, um fator que deve ser levado em consideração. O conteúdo de sólidos sem água de cristalização no acelerador de concreto pulverizado compreendendo a mistura de a), b) ou c) é de, mais preferencialmente, 30 a 45% em peso, e mais particularmente de 35 a 40% em peso.

[0027] Prefere-se que um acelerador de concreto pulverizado que compreende a mistura de a), b) e/ou c) seja livre de cloreto ou substancialmente livre de cloreto, tendo, por exemplo, um conteúdo de cloreto não superior a 0,1% em peso, com base na mistura de a), b) e/ou c). É preferível, ainda, que o acelerador de concreto pulverizado que compreende a mistura de a), b) e/ou c) seja livre de metais alcalinos ou substancialmente livre de metais alcalinos, tendo, por exemplo, um conteúdo de metal alcalino não superior a 1% em massa de Na2O equivalente, com base na mistura de a), b) ou c). No entanto, quantidades mais elevadas de cloreto e/ou de metal alcalino também são possíveis. O Na2O equivalente é elucidado posteriormente abaixo.

[0028] Um acelerador de concreto pulverizado que compreende a mistura de a), b) ou c) é, preferencialmente, uma suspensão aquosa, a suspensão aquosa compreendendo, mais preferencialmente, jubanita. Jurbanita é Al(SO4)(OH) • 5H2O e está presente na forma de um sólido na suspensão.

[0029] Nas misturas de a), b) ou c), a razão molar de alumínio por (sulfato - cálcio), ou seja, molAl/(molSO4 - molCa), situa-se, por exemplo, na faixa de 0,66-2,2 ou 2/3 a 2,2, mais particularmente superior a 2/3, de preferência 0,67-1,9, mais preferivelmente na faixa de 0,68-1,6, mais preferencialmente na faixa de 0,69 a 1,3, mais preferencialmente na faixa de 0,7-1, mais preferencialmente na faixa de 0,71-0,9, e muito preferencialmente na faixa de 0,72-0,8, com a quantidade de Ca nas misturas de b) e c), se estiver presente, sendo normalmente apenas insignificantemente pequena, como, por exemplo, em resquícios ou impurezas com a consequência de que a razão molar acima geralmente corresponde essencialmente à razão molar do alumínio por sulfato, molAl/ molSO4. Em uma mistura a) deve-se ter em mente que parte do sulfato está ligada na forma de sulfato de cálcio, se houver água. Em solução aquosa, o CaSO4 2H2O ( "gesso") precipita. Os aceleradores de concreto pulverizado aquoso compreendem as misturas de a), b) ou c), preferencialmente compreendem hideoxissulfato de alumínio em solução ou em forma precipitada como uma suspensão, caso em que a razão molar de alumínio por (sulfato - cálcio), como definido acima, é preferencialmente superior a 2/3 e mais preferencialmente superior a 2/3, e não mais do que 1.

[0030] Para a razão molar, todo o alumínio, sulfato e cálcio na mistura são considerados, independentemente da forma em que estiverem presentes, como, por exemplo, em solução e/ou em forma ligada como um sólido. O cálcio é tomado em consideração, uma vez que o sulfato que está ligado sob a forma de sulfato de cálcio pouco solúvel, habitualmente gesso, não está disponível para a reação, através da qual o concreto pulverizado se torna seco. Essa secagem geralmente leva apenas alguns minutos. Na curagem subsequente do concreto pulverizado, que pode levar horas, possivelmente dias, o gesso não é prejudicial e pode até ser útil. Em geral, ele pode dissolver no processo e é incorporado às fases de hidrato do cimento.

[0031] No caso de uma mistura aquosa, a) pode-se presumir de modo geral que, deixando de lado uma pequena concentração de íons de cálcio na mistura abaixo do limite de solubilidade de sulfato de cálcio, a quantidade restante de cálcio do composto de cálcio não é convertida em sulfato de cálcio. A quantidade de íons de Ca que está presente na solução por conta do limite de solubilidade de CaSO4 é muito pequena, devido à solubilidade relativamente econômica de sulfato de cálcio (produto da solubilidade a 25°C, de acordo com R.C. Weast (Ed.), Handbook of Chemistry and Physics, 56a edição, CRC Press, Cleveland, EUA 1975: 2,45 x 10-5 mol2l-2).

[0032] As quantidades de cálcio, de alumínio e de sulfato e a razão molar correspondente molAl/(MolSO4 - molCa) nas misturas de a), b) ou c) podem ser facilmente determinadas ou calculadas a partir das quantidades dos compostos de partida utilizados, com base na sua composição. Sempre que necessário, é possível, opcionalmente, que a quantidade dos elementos relevantes e/ou íons nos componentes de partida e/ou na mistura seja determinada de modo quantitativo por meio de métodos analíticos estabelecidos também, sendo proeminente entre eles o ICP-OES (espectroscopia de emissão ótica por meio de plasma acoplado por indução). Em geral, o enxofre está presente apenas na forma de sulfato, e assim a quantidade de enxofre determinada por análise pode também ser considerada como uma determinação direta da quantidade de sulfato. Onde enxofre também estiver presente em uma forma diferente do sulfato, o que geralmente não ocorre, todavia, isso deve ser levado em conta separadamente na hora de determinar o conteúdo de sulfato. Outros exemplos de métodos analíticos usuais que podem eventualmente ser utilizados são, por exemplo, cromatografia iônica ou eletroforese em íons dissolvidos ou, por exemplo, XRD (difração de raios X) para as fases cristalinas.

[0033] O método para produzir a mistura a) como acelerador de concreto pulverizado compreende a mistura de pelo menos um composto de alumínio selecionado dentre um sulfato de alumínio e/ou um hidroxissulfato de alumínio, pelo menos um composto de cálcio e, opcionalmente, água. O composto de alumínio é um sulfato de alumínio e/ou um hidroxisulfato de alumínio, sulfato de alumínio sendo preferido. É possível utilizar apenas o sulfato de alumínio, apenas um hidroxissulfato de alumínio, sulfato de alumínio ou hidroxissulfato de alumínio.

[0034] Assim como o sulfato de alumínio, é possível usar todos os produtos habituais, incluindo sulfato de alumínio técnico. Esss produtos estão disponíveis comercialmente. É possível utilizar sulfato de alumínio anidro, hidratos de sulfato de alumínio ou misturas destes. Na prática, os sulfatos de alumínio com diferentes conteúdos de hidrato e/ou água são vendidos, que são apropriados para a presente invenção. De um modo geral, hidratos de sulfato de alumínio são preferidos, uma vez que têm uma melhor solubilidade. O sulfato de alumínio técnico pode eventualmente ter um conteúdo de sulfato aumentado, com a razão de Al/SO4 sendo inferior a 2/3. Isso pode acontecer, por exemplo, pelo fato de que o sulfato de alumínio técnico geralmente inclui um pequeno excesso (por exemplo, <1%, usualmente não mais do que 0,3%) de ácido sulfúrico. Também é possível a adição de mais compostos de sulfato, como sulfato de sódio ou de mais ácido sulfúrico, em quantidades de até, por exemplo, 5% em peso ou mais, mas geralmente isso não é o preferível.

[0035] Os hidroxissulfatos de alumínio apropriados são hidroxissulfatos de alumínio estequiométricos e não-estequiométricos, que podem estar presente, em cada caso, em forma de anidro ou na forma de um hidrato. Nos hidroxissulfatos de alumínio, alguns dos íons de sulfato no sulfato de alumínio são substituídos por grupos hidroxil. Os hidroxissulfatos de alumínio frequentemente também são denominados sulfato de alumínio básico. O hidroxissulfato de alumínio estequiométrico, Al(OH)(SO4), que opcionalmente possui água de hidratação, também é referido como sulfato de hidróxido de alumínio. No hidroxissulfato de alumínio estequiométrico, a razão molar de Al/SO4 é igual a 1. Um exemplo disso é jurbanita. Os hidroxissulfatos de alumínio não-estequiométricos têm um conteúdo de hidróxido inferior ao hidrossulfato de alumínio estequiométrico. Para compensação de carga, o conteúdo de sulfato é aumentado em conformidade. Por conseguinte, a razão molar de Al/SO4 em hidroxissulfatos de alumínio não- estequiométricos é inferior a 1 e superior a 2/3. Como hidroxissulfato de alumínio não-estequiométrico é possível, por exemplo, usar o sulfato alumínio básico obtido com um método da invenção da mistura c).

[0036] Assim como os hidroxissulfonatos de alumínio estequiométricos ou não-estequiométricos, pode-se usar hidroxissulfatos de alumínio anidro, hidratos de hidroxissulfato de alumínio ou misturas destes.

[0037] Um ou mais compostos de cálcio habituais podem ser utilizados como composto de cálcio. Estess podem ser compostos inorgânicos ou orgânicos de cálcio, com compostos inorgânicos de cálcio sendo preferíveis. Sem pretender se limitar por nenhuma teoria, o composto de cálcio serve geralmente como uma fonte de íons de cálcio para eliminar sulfato na mistura, com a formação de sulfato de cálcio pouco solúvel.

[0038] O composto de cálcio utilizado pode ser um composto natural ou artificial (por exemplo, minerais), que é total ou parcialmente solúvel em água, pelo menos na faixa de pH ácido.

[0039] Em uma variante preferida, o composto de cálcio é utilizado em uma quantidade tal que a concentração de cálcio no acelerador só está um pouco acima ou mesmo abaixo do limite de solubilidade do gesso. Sem pretender se limitar a nenhuma teoria, acredita-se que as misturas de concreto e os aceleradores desse tipo são saturados desde o início em termos de Ca e, assim, secam com mais rapidez.

[0040] Surpreendentemente, verificou-se que mesmo pequenas quantidades de íons de Ca ou núcleos de cristal contendo Ca, ainda presentes na solução, são ativas e também aumentam a estabilidade de armazenamento. O composto de cálcio pode, assim, também ser adicionado em pequenas quantidades, abaixo do limite de solubilidade do gesso na mistura. Nesse caso, não há precipitação de gesso e a razão molar de Al por sulfato na solução permanece inalterada.

[0041] O pelo menos um composto de cálcio é, preferencialmente, um composto de cálcio que é solúvel em água em um pH < 7, isto é, na faixa acídica, tal possibilidade de solubilidade também incluindo uma reação. Assim, sulfato de cálcio, por exemplo, não é preferível.

[0042] Exemplos de compostos de cálcio preferíveis são óxido de cálcio, hidróxido de cálcio, carbonato de cálcio, cimento, especialmente cimento Portland, e misturas dos mesmos. Além disso, haletos de cálcio, como cloreto de cálcio e nitrato de cálcio, também são adequados, mas não preferíveis, visto que halogenetos como cloreto ou nitrato, se estiverem presentes em uma concentração demasiadamente grande, podem afetar negativamente determinadas propriedades do concreto ou da argamassa e são restritos em termos de sua quantidade na maioria dos países para inúmeras aplicações. Em particular, a utilização de nitrato de cálcio, no entanto, pode ser inteiramente aconselhável em certas circunstâncias. Outros exemplos de compostos de cálcio adequados são formiato de cálcio e acetato de cálcio. Em uma modalidade, uma mistura de um composto de cálcio básico e de carbonato de cálcio pode ser usada como composto de cálcio. Exemplos de compostos básicos de cálcio são óxido de cálcio, hidróxido de cálcio ou cimento.

[0043] Os exemplos preferidos do cimento são, por exemplo, um cimento de acordo com a norma EN 197 CEM I, CEM II, CEM III, CEM IV ou CEM V, ou de acordo com o tipo de padrão ASTM C150 I, tipo II, tipo III, tipo IV ou tipo V.

[0044] Geralmente prefere-se que o composto de cálcio adicionado reaja de maneira substancialmente completa para formar o sulfato de cálcio. Em certos casos, no entanto, também pode ser vantajoso que o composto de cálcio não reaja completamente e que os resíduos ou frações inertes sejam mantidos.

[0045] Através da adição do composto de cálcio com um sulfato de alumínio e/ou hidroxissulfato de alumínio na mistura aquosa, é possível, como resultado da precipitação de sulfato de cálcio (gesso), que parte do sulfato a ser ligado presente e a razão do alumínio por sulfato imediatamente disponível no acelerador sejam aumentadas. Ademais, no caso da reação de um sulfato de alumínio e/ou de um hidroxissulfato de alumínio com carbonato de cálcio, o dióxido de carbono é liberado. A adição de cimento, especialmente cimento Portland, leva não só à deposição de gesso, mas também à adição de alumínio presente no cimento à mistura. Outras substâncias presentes no cimento, como ferro ou silicato, podem ser úteis.

[0046] Água pode ser opcionalmente adicionada à mistura. A adição de água é particularmente preferível. É possível a utilização de água isoladamente ou água contendo um ou mais aditivos. Exemplos de aditivos adequados são aqueles identificados abaixo. Pode estar presente na água, por exemplo, pelo menos um estabilizador, mais particularmente um estabilizador para a estabilidade de armazenamento. Pode ser um estabilizador solúvel, tal como o ácido fosfórico, ou de preferência um estabilizador insolúvel, tal como a sepiolita ou a bentonita, por exemplo.

[0047] A mistura pode ser misturada, ainda, quando necessário, a um ou mais aditivos. Esses aditivos podem ser os aditivos convencionais usados em aceleradores de concreto pulverizado. Exemplos de tais aditivos são um ou mais compostos de alumínio, mais particularmente compostos de alumínio sem sulfato ou com baixo conteúdo de sulfato, a fim de aumentar ainda mais o conteúdo de alumínio; um ou mais dispersantes; um ou mais aditivos que melhoram as características de secagem; e/ou um ou mais estabilizadores. Exemplos de estabilizadores foram fornecidos acima. Exemplos de aditivos utilizados com preferência que, em quantidade adequada, melhoram as características de definição são compostos de Mg2+ ou sais de magnésio, como óxido de magnésio, hidróxido de magnésio ou carbonato de magnésio, dietanolamina (DEA) e compostos de flúor, tais como ácido fluorídrico, fluoretos de metais alcalinos e complexos de flúor. No acelerador, eles podem melhorar a secagem e, em certos casos, também a estabilidade de armazenamento.

[0048] A mistura de a) pode ainda ser misturada com pelo menos um aluminato de metal alcalino como aditivo. Como exemplos de aluminatos de metal alcalino, faz-se referência aos exemplos fornecidos abaixo para a mistura b). O aluminato de metal alcalino é preferivelmente um aluminato de sódio, um aluminato de potássio ou uma mistura dos mesmos. Se pelo menos um aluminato de metal alcalino é adicionado, o conteúdo de metal alcalino da mistura a) é, por exemplo, não mais do que 10% em massa, de preferência não mais do que 5% em massa, de preferência não mais do que 2% em massa, mais preferivelmente não mais do que 1% em massa de Na2O equivalente. Esses intervalos preferíveis para o conteúdo de metal alcalino também se aplicam, ademais, se nenhum aluminato de metal alcalino for adicionado à mistura a).

[0049] Exemplos de compostos de alumínio sem sulfato ou com baixo conteúdo de sulfato são hidróxidos de alumínio amorfos, nitrato de alumínio ou hidroxicarbonatos de alumínio. Os exemplos de dispersantes são ácido poliacrílico, poliacrilatos, derivados de ácidos fosfônicos e misturas contendo dois ou mais dos componentes indicados.

[0050] A razão de sulfato de alumínio e/ou hidroxissulfato de alumínio por o pelo menos um composto de cálcio pode variar em amplos intervalos. É preferível que a razão molar de Ca:Al na mistura de a) esteja no intervalo de 0,002-2, preferencialmente de 0,01-1, mais preferencialmente de 0,05-0,5.

[0051] Para produzir a mistura de a), é possível, por exemplo, com base no peso total dos componentes de partida, incluindo qualquer água de cristalização, se estiver presente, mas sem qualquer água líquida adicionada opcionalmente, adicionar 50-99,95% em peso e de preferência de 80 a 99,5% em peso de sulfato de alumínio e/ou hidroxissulfato de alumínio e 0,05-50% em peso, de preferência 0,2-20% em peso, mais preferencialmente 0,5-10% em peso e muito preferencialmente de 1-5% em peso de pelo menos um composto de cálcio; aqui também é possível, opcionalmente, adicionar um ou mais aditivos em uma fração, por exemplo, de 0 a 50% em peso, de preferência 0,01 a 20% em peso, mais preferencialmente de 0,5 a 10% em peso.

[0052] A mistura de a) pode estar presente na forma de um sólido, mais particularmente um pó ou, preferencialmente, na forma de uma mistura aquosa, mais particularmente uma solução aquosa ou suspensão aquosa. O conteúdo da mistura aquosa de a) pode ser, por exemplo, na faixa de 20 a 90% em peso, mais particularmente de 40 a 80% em peso, preferencialmente de 50 a 70% em peso e mais preferencialmente de 60 a 65% em peso. O conteúdo de água acima se relaciona ao conteúdo total de água, incluindo qualquer água de cristalização, se presente.

[0053] A sequência na qual os componentes individuais são adicionados à mistura é arbitrária. Para produzir uma mistura seca, os componentes de partida podem simplesmente ser misturados na forma seca e outros aditivos podem ser opcionalmente adicionados. Em uma modalidade preferida, o sulfato de alumínio e/ou hidroxissulfato de alumínio é dissolvido e/ou suspenso em água e pelo menos um composto de cálcio é adicionado subsequentemente na forma sólida, os componentes sendo combinado com agitação. No caso de compostos de cálcio básico, no entanto, essa modalidade pode resultar possivelmente na formação de grumos. A fim de evitar isso, é possível, quando se utilizam compostos de cálcio básicos, tais como Ca(OH)2 por exemplo, ou cimento, tal como cimento aluminoso, que esse pó básico seja misturado com cal (CaCO3). Quando esta mistura é dissolvida, o gás (CO2) é produzida, o que neutraliza a formação de grumos.

[0054] Em uma outra modalidade, o composto de cálcio é primeiramente dissolvido e/ou suspenso em água e em seguida sulfato de alumínio e/ou hidrossulfato de alumínio em forma de pó ou como uma solução ou suspensão aquosa são misturadas ou o composto de cálcio em solução e/ou suspensão em água é adicionado ao sulfato de alumínio e/ou hidrossulfato de alumínio na forma de pó, suspensão ou solução.

[0055] Em uma modalidade particularmente preferida, um sulfato de alumínio sólido e/ou hidroxissulfato de alumínio e pelo menos um composto de cálcio em forma sólida são misturados e a mistura de sólidos resultante é adicionada a água, que deve ser misturada vigorosamente. No caso das modalidades preferidas, aditivos opcionais podem ser adicionados de qualquer maneira desejada - por exemplo, na forma de um componente separado ou como um constituinte da água inicial introduzida.

[0056] A mistura dos componentes pode ocorrer utilizando-se a mistura habitual e/ou um aparato de agitação, ou ainda manualmente com uma mistura apropriada e/ou meios de agitação para misturas secas ou aquosas. Desse modo é possível obter uma mistura homogênea dos componentes.

[0057] No caso de a mistura de sulfato de alumínio e/ou hidroxissulfato de alumínio e de pelo menos um composto de cálcio em água, geralmente há uma reação exotérmica. A mistura pode, opcionalmente, ser aquecida, mas o aquecimento é geralmente necessário apenas quando a dissolução ou a reação das matérias-primas são demasiadamente lentas. Em geral, os componentes requerem apenas uma breve mistura. Particularmente, se, conforme é preferido, água também for adicionada à mistura, uma mistura e, onde for apropriado, uma agitação subsequente pode ocorrer, por exemplo, por um período de 10 minutos a 48 horas, preferencialmente de 10 minutos a 24 horas ou de 6 horas a 48 horas para gerar o acelerador de concreto pulverizado completo.

[0058] Pelo menos uma parte do sulfato de cálcio formado na mistura pode ser separado por filtração, por exemplo. Todavia, pode ser prudente deixá-la na mistura, visto que ela pode ter um efeito de aceleração adicional na secagem e no endurecimento do concreto ou da argamassa. Opcionalmente também é possível que uma parte ou o total de água adicionada sejam removidos novamente, por exemplo, por evaporação; em geral, no entanto, isso não é preferível.

[0059] O método para produzir a mistura de b) na forma de um aceletador de concreto pulverizado compreende a mistura de ao menos um composto de alumínio selecionado dentre um sulfato de alumínio e/ou um hidroxissulfato de alumínio, pelo menos um aluminato de metal alcalino e água, opcionalmente, com o conteúdo de metal alcalino da mistura não sendo superior a 10% em massa, de preferência não mais do que 5% em massa, mais preferencialmente não mais do que 2% em massa e muito preferencialmente não mais do que 1% em massa de Na2O equivalente. Esse número se baseia no peso total de mistura aquosa ou seca.

[0060] Como habitual na indústria de cimento, o conteúdo de metal alcalino é expresso como Na2O equivalente, calculado de acordo com a fórmula que se segue (dados em % em massa):

[0061] Conforme se vê na fórmula, o conteúdo de metal alcalino se relaciona apenas a Na e K.

[0062] Os produtos contemplados, como sulfato de alumínio e/ou hidroxissulfato de alumínio, para o composto de alumínio são todos produtos habituais que podem também ser usados para a mistura de a). Assim, faz-se referência aos detalhes acima.

[0063] Assim como o aluminato de metal alcalino, é possível, por exemplo, utilizar aluminatos de lítio, aluminatos de sódio, aluminatos de potássio ou uma mistura de dois ou mais destes, sendo dada preferência ao aluminato de sódio e aluminato de potássio e suas misturas e, em particular, preferência ao sódio aluminato; os aluminatos indicados podem também estar presente sob a forma de seus hidratos. Os aluminatos de metais alcalinos estão disponíveis comercialmente. Aluminato de sódio é um produto industrial. A maioria dos aluminatos de metais alcalinos comerciais, com ou sem água de hidratação, são não-estequiométricos - por exemplo, aluminatos de potássio são vendidos com uma estequiometria de 1,4 K2O + 1 Al2O3. Além dos aluminatos de metais alcalinos estequiométricos, portanto, os aluminatos de metal alcalino também podem ser aluminatos de metal alcalino não-estequiométricos, do tipo habitual no mercado. Se apropriado para o regime do método desejado, também é possível utilizar vantajosamente as soluções ou suspensões aquosas desses aluminatos de metal alcalino diretamente, como, por exemplo, soluções de aluminato de sódio comerciais. A adição de um aluminato de metal alcalino aumenta o conteúdo de alumínio da mistura.

[0064] Água pode ser opcionalmente adicionada à mistura b). A adição de água é particularmente preferível. É possível a utilização de água isoladamente ou água contendo um ou mais aditivos. Exemplos de aditivos adequados são aqueles identificados abaixo. Pode estar presente na água, por exemplo, pelo menos um estabilizador, mais particularmente um estabilizador para a estabilidade de armazenamento. Pode ser um estabilizador solúvel, tal como o ácido fosfórico, ou de preferência um estabilizador insolúvel, tal como a sepiolita ou a bentonita, por exemplo.

[0065] A mistura b) pode ser misturada adicionalmente, quando necessário, a um ou mais aditivos. Esses aditivos podem ser os aditivos convencionais usados em aceleradores de concreto pulverizado. Exemplos de tais aditivos são os mesmos indicados acima quanto à mistura de a), à qual se pode fazer referência, portanto.

[0066] A razão de sulfato de alumínio e/ou hidroxissulfato de alumínio por o pelo menos um aluminato de metal alcalino pode variar em amplos intervalos. Perefere-se que a b mistura), o sulfato e/ou o hidroxissulfato de alumínio e o pelo menos um aluminato de metal alcalino sejam misturados em uma razão de peso de pelo menos um aluminato de metal alcalino, incluindo qualquer água de cristalização, se presente, para o sulfato de alumínio e/ou hidroxisulfato de alumínio, incluindo qualquer água de cristalização, se estiver presente, na gama de 0,001 a 1, de preferência entre 0,005 a 0,2, e mais preferencialmente de 0,01 a 0,1.

[0067] Para a produção da mistura de b), é possível, por exemplo, com base no peso total dos componentes de partida, incluindo qualquer água de cristalização, se presente, mas sem qualquer água de líquido adicionada, que sejam adicionados de 50 a 99,95% em peso, de preferência de 80 a 99,5% em peso e mais preferencialmente de 90 a 99,5% em peso de sulfato de alumínio e/ou hidroxissulfato de alumínio e de 0,05 a 50%, de preferência de 0,2 a 20% em peso e mais preferencialmente de 0,5 a 10% em peso de pelo menos um aluminato de metal alcalino, caso em que, opcionalmente, também pode haver um ou mais aditivos adicionados, em uma fração de, por exemplo, de 0 a 50% em peso, de preferência de 0,01 a 20% em peso ou, mais preferencialmente, de 0,5 a 10% em peso.

[0068] A mistura de b) podem estar presente na forma de um sólido, mais particularmente um pó ou, preferencialmente, na forma de uma mistura aquosa, mais particularmente uma solução aquosa ou suspensão aquosa. O conteúdo da mistura aquosa de b) pode ser, por exemplo, na faixa de 20 a 90% em peso, mais particularmente de 40 a 80% em peso, preferencialmente de 50 a 70% em peso e mais preferencialmente de 60 a 65% em peso. O conteúdo de água acima se relaciona ao conteúdo total de água, incluindo qualquer água de cristalização, se presente. Onde o acelerador de concreto pulverizado que compreende a mistura de b) constituir uma mistura aquosa, ele preferencialmente tem um pH na faixa de 2 a menos de 4. Onde for um acelerador de concreto pulverizado sólido compreendendo a mistura de b), a mistura do acelerador de concreto pulverizado sólido em água preferencialmente tem um pH na faixa de 2 a menos de 4.

[0069] A sequência na qual os componentes individuais são adicionados à mistura é arbitrária. A fim de produzir uma mistura seca, os componentes de partida na forma seca podem ser misturados e opcionalmente outros aditivos podem ser adicionados. Em uma modalidade, o sulfato de alumínio e/ou hidroxissulfato de alumínio são dissolvidos e/ou suspensos em água ou o pelo menos um aluminato de metal alcalino é então adicionado na forma sólida e os componentes são agitados ou, inversamente, o pelo menos um aluminato de metal alcalino é dissolvido e/ou suspenso em água e então o sulfato de alumínio e/ou hidroxissulfato de alumínio na forma sólida são adicionados e os componentes agitados. É claro que é também possível agitar soluções ou suspensões aquosas em conjunto, em cada caso do sulfato de alumínio e/ou hidroxissulfato de alumínio e do pelo menos um aluminato de metal alcalino. Em outra modalidade, o sulfato de alumínio de sódio e/ou o hidroxissulfato de alumínio e o pelo menos um aluminato de metal alcalino na forma sólida são misturados e água é adicionada à mistura de sólidos resultantes e os componentes são agitados, ou a mistura de sólidos resultante é preferencialmente agitada em água. Com as modalidades estabelecidas, aditivos opcionais podem ser adicionados de qualquer maneira desejada, como, por exemplo, na forma de um componente separado ou como um constituinte da água adicionada.

[0070] A mistura dos componentes pode ocorrer utilizando-se a mistura habitual e/ou um aparato de agitação, ou ainda manualmente com uma mistura apropriada e/ou meios de agitação para misturas secas ou aquosas. Desse modo é possível obter uma mistura homogênea dos componentes.

[0071] No caso de a mistura de sulfato de alumínio e/ou hidroxissulfato de alumínio e de pelo menos um aluminato de metal alcalino em água, uma reação exotérmica pode ocorrer. A mistura pode, opcionalmente, ser aquecida, mas o aquecimento geralmente não é necessário. Em geral, os componentes requerem apenas uma breve mistura. Particularmente, se, conforme é preferido, água também for adicionada à mistura, uma mistura e, onde for apropriado, uma agitação subsequente pode ocorrer, por exemplo, por um período de 10 minutos a 48 horas, preferencialmente de 10 minutos a 24 horas ou de 6 horas a 48 horas para gerar o acelerador de concreto pulverizado completo. Opcionalmente também é possível que uma parte ou o total de água adicionada sejam removidos novamente, por exemplo, por evaporação; em geral, no entanto, isso não é preferível.

[0072] O método para produzir a mistura c) compreende a reação de ácido sulfúrico concentrado e hidróxido de alumínio, de preferência hidróxido de alumínio cristalino, o ácido sulfúrico estando presente em um déficit estequiométrico e a mistura sendo colocara para reagir, preferencialmente sob pressão positiva (> 1 bar), a uma temperatura acima de 100°C. Opcionalmente, após a reação, pode-se adicionar água à diluição.

[0073] O ácido sulfúrico está presente em um déficit estequiométrico ou em uma quantidade estequiométrica, essa relação referindo-se à estequiometria da reação entre o hidróxido de alumínio e o ácido sulfúrico para a preparação de sulfato de alumínio de acordo com a equação da reação a seguir:

[0074] Por conseguinte, o ácido sulfúrico está presente em um déficit estequiométrico quando a razão molar de H2SO4 de Al(OH)3 for inferior a 1,5. Na produção da mistura de c), a razão molar de H2SO4 de Al(OH)3 é preferencialmente inferior a 1,48, mais preferencialmente não mais do que 1,45, e muito preferencialmente não mais do que 1,4. Prefere-se, além disso, que a razão molar de H2SO4 de Al(OH)3 seja de pelo menos 1 e mais preferencialmente pelo menos 1,2. Prefere-se que o ácido sulfúrico concentrado e hidróxido de alumínio, preferencialmente hidróxido de alumínio cristalino, seja misturado em uma razão molar de ácido sulfúrico por hidróxido de alumínio, de preferência hidróxido de alumínio cristalino, em uma faixa de 1,45 a 1, preferencialmente de 1,45 a 1,2.

[0075] O ácido sulfúrico concentrado usado pode ser todos os ácidos sulfúricos concentrados habituais no mercado. As soluções de ácido sulfúrico aquoso são definidas pelo seu conteúdo de H2SO4 em percentual de massa. De preferência, um ácido sulfúrico concentrado é usado, tendo um conteúdo de ácido sulfúrico de, por exemplo, pelo menos 50% em massa. Particularmente adequados, por exemplo, são os ácidos sulfúrico que têm um conteúdo de ácido sulfúrico na faixa de 60 a 90% em massa.

[0076] O hidróxido de alumínio utilizado é de preferência o hidróxido de alumínio cristalino. O hidróxido de alumínio cristalino pode, opcionalmente, incluir frações de hidróxido de alumínio amorfo, por exemplo, menos do que 10% em peso, geralmente menos do que 1% em peso. Várias modificações de cristais de hidróxido de alumínio são adequadas. O hidróxido de alumínio cristalino é um produto de massa barato. A adequação é possuída, por exemplo, por hidróxidos de alumínio cristalinos que são obtidos durante o processo Bayer de refinamento de bauxita. O hidróxido de alumínio cristalino pode também ser, opcionalmente bauxita. A bauxita natural pode incluir, opcionalmente, vários hidróxidos de alumínio. Exemplos são orto-hidróxido de alumínio Al(OH)3, como Y—Al(OH)3 (monoclínico, conhecido como gibbsita mineral (hidrargilita)), β-Al(OH)3 (hexagonal, conhecido como bayerita mineral) e ortohidróxido de alumínio triclínico, conhecido como nordstrandita mineral, e metahidróxido de alumínio com teor de água relativamente baixo ou hidróxido de óxido de alumínio AlO(OH), tal como α-AlO(OH) (ortorrômbica, conhecido como diásporo mineral) ou Y-AIO(OH) (ortorrômbico, conhecido como bemita mineral). Outras modificações, com ou sem água de cristalização, são possíveis. Hidróxido de alumínio cristalino é insolúvel em água. O hidróxido de alumínio cristalino pode ser utilizado na forma seca ou úmida. Quando o hidróxido de alumínio úmido é utilizado, deve-se ter em consideração a água que ele contém a fim de se obter a razão molar desejada de hidróxido de alumínio por ácido sulfúrico e também para se obter a elevada concentração que é necessária para a reação - em outras palavras, o ácido sulfúrico deve ser utilizado adequadamente de forma mais concentrada e, por conseguinte, em uma menor quantidade.

[0077] A reação pode ser realizada de tal forma, por exemplo, que o ácido sulfúrico concentrado em um défice estequiométrico seja carregado a um reator e o hidróxido de alumínio, preferencialmente o hidróxido de alumínio cristalino, seja adicionado em forma seca ou úmida, sendo possível que o ácido sulfúrico seja pré-aquecido antes de ser adicionado. A mistura é agitada e, dependendo do calor e da concentração do ácido sulfúrico usado, uma reação exotérmica começa após um determinado período de tempo e, consequentemente, uma massa fundida dos produtos da reação pode ser formada.

[0078] A reação pode ser realizada sem pressão positiva, mas se dá preferencialmente sob pressão positiva, isto é, a uma pressão superior a 1 bar, mais preferencialmente a uma pressão de pelo menos 3 bar. A reação ocorre, por exemplo, de preferência a uma pressão na faixa de 3 a 15 bar, mais preferencialmente de 5 a 15 bar.

[0079] A reação se dá a uma temperatura elevada, superior a 100°C, de preferência pelo menos 150°C. A reação pode ser realizada, por exemplo, a uma temperatura na faixa de 120-220°C, de preferência 160 a 190°C.

[0080] A mistura de reação é adequadamente agitada às temperaturas e pressões indicadas por um determinado tempo após a adição do ácido sulfúrico, por exemplo: por um período de pelo menos 10 minutos, preferencialmente pelo menos 15 minutos, o tempo de agitação possivelmente sendo de, por exemplo, 10 a 60 minutos e preferencialmente de 15 a 30 minutos.

[0081] Após o final da reação, a mistura da reação pode ser resfriada e toda água presente pode ser removida por evaporação, sob pressão reduzida, por exemplo, ou por filtragem, de modo a formar um produto sólido. Em geral, no entanto, a mistura da reação se solidifica por completo no decurso do resfriamento. Após o final da reação, adiciona-se preferencialmente água. Os produtos de partida não-reagidos podem ser removidos, opcionalmente, por filtragem.

[0082] Um ou mais aditivos podem também ser adicionados, como e quando necessário, à mistura c). Esses aditivos podem ser os aditivos convencionais usados em aceleradores de concreto pulverizado. Exemplos de tais aditivos são os indicados acima para a mistura de a) e por isso pode haver referências aos mesmos.

[0083] A mistura c) pode ser misturada com pelo menos um aditivo selecionado dentre um composto de cálcio e um composto de alumínio e/ou com um ou mais outros de outros aditivos. Exemplos de compostos de cálcio adequados são os indicados para a mistura de a). Exemplos de compostos de alumínio adequados são os compostos sem sulfa ou de baixo conteúdo de sulfato supracitados, como hidróxidos de alumínio amorfos, hidroxissulfatos de alumínio, nitrato de alumínio ou hidroxicarboidratos de alumínio, ou ainda, opcionalmente, aluminatos de metal alcalino, conforme usado na mistura b).

[0084] Os aditivos, se utilizados, são adicionados à mistura c), de preferência após a reação de um ácido sulfúrico concentrado com hidróxido de alumínio, de preferência hidróxido de alumínio cristalino.

[0085] A reação produz um sulfato de alumínio básico em forma sólida, por exemplo, na forma de pó ou, preferencialmente, como uma mistura aquosa, mais particularmente como uma solução ou uma suspensão aquosa. O conteúdo da mistura de c) pode ser, por exemplo, na faixa de 20 a 90% em peso, mais particularmente de 40 a 80% em peso, preferencialmente de 50 a 70% em peso e muito preferencialmente de 60 a 65% em peso. O conteúdo de água acima é baseado no conteúdo total de água, incluindo qualquer água de cristalização, se presente. Onde o acelerador de concreto pulverizado que compreende a mistura de c) constituir uma mistura aquosa, ele preferencialmente tem um pH na faixa de 2 a menos de 4. Onde for um acelerador de concreto pulverizado sólido compreendendo a mistura de c), a mistura do acelerador de concreto pulverizado sólido em água preferencialmente tem um pH na faixa de 2 a menos de 4.

[0086] Se o cimento aluminoso for usado como composto de cálcio, ap rodução da mistura de a) é difícil, visto que a alta reatividade do cimento aluminoso frequentemente leva à formação de grumos na mistura antes de a reação ter prosseguido até sua conclusão. Esses problemas podem ser evitados, contudo, se um de dois ou ambos os regimes específicos do método já descrito anteriormente forem selecionados, em que os componentes de partida forem inicialmente misturados a seco e em seguida a mistura seca for misturada com água.

[0087] Nesse caso, os componentes de partida são inicialmente misturados a seco e então a mistura seca é adicionada a água. A mistura seca, nessecaso, é de preferência agitada gradualmente na água.

[0088] Alternativamente, cimento aluminoso como um componente de base (pó) por si só, ou uma mistura em pó que compreende cimento aluminoso, podem ser misturados com o carbonato de cálcio antes de ser adicionado à água ou à solução aquosa. O gás de CO2 que é liberado na forma ácida (pH de 2 a menos de 4) neutraliza a formação de grumos e é capaz de evitar a formação destes.

[0089] A invenção também se relaciona, com efeito, a um método para produção de um acelerador de concreto pulverizado, caracterizado por compreender a mistura de pelo menos um composto de alumínio selecionado a partir de um sulfato de alumínio e hidroxissulfato de alumínio e cimento aluminoso e, opcionalmente, carbonato de cálcio em forma sólida para gerar uma mistura de sólidos e a adição da mistura de sólidos a água, que compreende, opcionalmente, carbonato de cálcio dissolvido e/ou disperso, de forma a gerar uma mistura aquosa, mais particularmente uma solução ou suspensão aquosa, o acelerador de concreto pulverizado tendo um pH abaixo de 4.

[0090] Os produtos contemplados como sulfato de alumínio e/ou hidroxissulfato de alumínio são todos produtos habituais que podem ser usados para a mistura de a). Assim, faz-se referência aos detalhes acima. O cimento aluminoso apropriado compreende todos os cimentos aluminosos disponíveis no mercado. Todos os detalhes dados acima e abaixo em relação à mistura de a) aplicam-se igualmente a esse método, exceto pelo fato de que o pelo menos um composto de cálcio utilizado na mistura de a) é para ser substituído pelo cimento aluminoso e o método acima é utilizado. Assim, faz-se referência a esses detalhes.

[0091] A invenção também se relaciona a aceleradores de concreto pulverizado, que são obteníveis pelos métodos descritos acima e compreendem uma mistura de a), b) ou c).

[0092] A invenção também se relaciona com a utilização de uma mistura de a), b) ou c) como acelerador para concreto pulverizado ou argamassa pulverizada ou como um acelerador de concreto pulverizado. Através do acelerador de concreto pulverizado é possível acelerar a secagem e/ou o endurecimento do concreto pulverizado ou da argamassa pulverizada. Esse acelerador de concreto pulverizado é apropriado para os processos de pulverização seca e de pulverização úmida descritos acima e é usado mais preferencialmente em um processo de pulverização úmida.

[0093] O acelerador de concreto pulverizado compreendendo a mistura de a), b) ou c) pode ser adicionado como um pó ou uma mistura aquosa, mais particularmente como uma solução ou suspensão aquosa, ao concreto pulverizado ou à argamassa pulverizada, com o acelerador de concreto pulverizado sendo preferencialmente usado como uma solução ou suspensão aquosa, especialmente no caso do processo de pulverização úmida. Como mencionado acima, a mistura aquosa também pode ser completada apenas no local de uso, a partir do acelerador de concreto pulverizado sólido, pela adição de água e qualquer outro aditivo, como dietanolamina, por exemplo. A DEA comercial normalmente contém de 10-20% de água e pode ser utilizada dessa forma.

[0094] No caso do processo de pulverização seca, o acelerador de concreto pulverizado da invenção é adicionado a concreto pulverizado seco ou úmido ou argamassa pulverizada seca ou úmida antes de ou simultaneamente à adição da água de mistura. No caso do processo de pulverização seca, o acelerador de concreto pulverizado da invenção é adicionado à mistura de base seca de concreto ou argamassa e água de mistura.

[0095] O acelerador de concreto pulverizado da invenção pode ser adicionado a qualquer etapa da operação de pulverização à mistura a ser pulverizada. Em outras palavras, ao concreto ou argamassa pulverizados secos ou úmidos ou à mistura de base seca; por exemplo, pode ser adicionado na bomba que transporta a mistura, na linha em que a mistura é transportada, no bocal de umedecimento preliminar ou no bocal de pulverização ou juntamente com o ar usado para a pulverização ou juntamente com a água que é adicionada no bocal de pulverização quando um processo de pulverização seca é realizado. O acelerador de concreto pulverizado da invenção é adicionado preferencialmente em um bocal de pulverização, particularmente no caso do processo de pulverização úmida.

[0096] O acelerador de concreto pulverizado da invenção é adicionado preferencialmente utilizando-se uma unidade de medição apropriada para introduzir uma quantidade predeterminada. O acelerador de concreto pulverizado da invenção pode ser adicionado, por exemplo, em uma quantidade de 0,1 a 15% em peso, de um modo preferido de 2 a 8% em peso, com base na quantidade de aglutinante hidráulico na suspensão de cimento, na argamassa pulverizada ou no cimento pulverizado.

Exemplos

[0097] Os aceleradores foram produzidos de acordo com a formulação a seguir: O sulfato de alumínio (Al2(SO4)3 com 17% de Al2O3)58% em peso Água 39% em peso Sepiolita (estabilizador) 1% em peso Composto de cálcio 2% em peso

[0098] Os exemplos de composto de cálcio adequados para utilização incluem o seguinte: Óxido de cálcio por exemplo, CaO, cal queimada, etc. Hidróxido de cálcio por exemplo, Ca (OH)2, cal apagada, etc. Carbonato de cálcio por exemplo, CaCO3, calcário, mármore, dolomita, etc. (em forma de solo) Nitrato de cálcio por exemplo, Ca(NO3)2, Ca(NO3)2 • 4 H2O, etc. Cloreto de cálcio por exemplo, CaCl2 • 2 H2O, CaCl2 • 4 H2O, CaCl2 • 6 H2O etc. Formiato de cálcio por exemplo, Ca(CHO2)2, Acetato de cálcio por exemplo, Ca(C2H3O2)2, hidrato de acetato de cálcio, etc.

[0099] O acelerador pode, opcionalmente, ser misturado adicionalmente com pelo menos um aditivo, por exemplo, um aditivo referido na descrição acima, caso em que geralmente o conteúdo de água ou de sulfato de alumínio é reduzido em conformidade. É possível, por exemplo, que a mistura referida acima seja misturada com 1% em peso de um ou mais aditivos, caso em que o conteúdo de água é reduzido em conformidade a 38% em peso.

Claims

1. Método para a produção de um acelerador de concreto pulverizado de uma mistura a), caracterizado pelo fato de que compreende a mistura de: a) pelo menos um composto de alumínio selecionado dentre um sulfato de alumínio e/ou um hidroxissulfato de alumínio, pelo menos um composto de cálcio, e, opcionalmente, água, em que na mistura a) a razão molar Ca:Al está na faixa de 0,002 a 0,5, e o acelerador de concreto pulverizado ou, em que é um acelerador de concreto pulverizado sólido, a mistura do acelerador de concreto pulverizado sólido em água tem um pH abaixo de 4.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que pelo menos um composto de cálcio da mistura a) é pelo menos um composto de cálcio selecionado dentre óxido de cálcio, hidróxido de cálcio, carbonato de cálcio, nitrato de cálcio e cimento, mais particularmente cimento Portland e/ou cimento Portland misturado, e/ou não é cimento aluminoso.

3. Método, de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que: na mistura a), a razão molar de Ca:Al está na faixa de 0,01 a 0,5, e de 0,05 a 0,5.

4. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizado pelo fato de que: para a mistura de a), pelo menos um composto de alumínio selecionado dentre um sulfato de alumínio e um hidroxissulfato de alumínio ser dissolvido e/ou suspenso em água e pelo menos um composto de cálcio ser adicionado em forma sólida, ou pelo menos um composto de alumínio selecionado dentre um sulfato de alumínio e hidroxissulfato de alumínio e pelo menos um composto de cálcio, preferencialmente um composto de cálcio básico, serem misturados em forma sólida e a mistura de sólidos resultante ser adicionada a água, ou pelo menos um composto de alumínio selecionado dentre sulfato de alumínio e hidroxissulfato de alumínio e pelo menos um composto de cálcio básico e carbonato de cálcio, opcionalmente, são misturados no estado sólido, e a mistura de sólidos resultante é adicionada a água, que contém opcionalmente dissolvido e/ou suspenso de carbonato de cálcio, com o carbonato de cálcio estando presente em pelo menos um componente selecionado a partir da mistura de sólidos e a água, ou o composto de cálcio é primeiramente dissolvido e/ou suspenso em água e, em seguida, o sulfato de alumínio e/ou o hidroxissulfato de alumínio são misturados na forma de pó ou como solução ou suspensão aquosa.

5. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que pelo menos uma parte do sulfato de cálcio formado na mistura de a) é separada e/ou, na mistura de a) pelo menos uma parte da água adicionada é removida novamente.

6. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de o acelerador de concreto pulverizado ou, onde ele é um acelerador de concreto pulverizado sólido, uma mistura do acelerador de concreto pulverizado sólido em água tem um pH na faixa de 2 a abaixo de 4.

7. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizado pelo fato de que o acelerador de concreto pulverizado está presente na forma de um pó, de uma solução aquosa ou de uma suspensão aquosa, preferencialmente solução ou suspensão aquosa.

8. Método, de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo fato de que o acelerador de concreto pulverizado é uma suspensão aquosa que compreende jurbanita.

9. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizado pelo fato de que a razão molar de alumínio por (sulfato - cálcio), ou seja, molAl/(molSO4 - molCa), na mistura de a) está na faixa de 0,66 a 2,2 ou 2/3 a 2,2, mais particularmente superior a 2/3, de preferência na faixa de 0,67 a 1,9, mais preferivelmente na faixa de 0,68 a 1,6, mais preferencialmente na faixa de 0,69 a 1,3, mais preferencialmente na faixa de 0,7 a 1, mais preferencialmente na faixa de 0,71 a 0,9, e muito preferencialmente na faixa de 0,72 a 0,8.

10. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações de 1 a 9, caracterizado pelo fato de que: à mistura de a), ademais, um ou mais aditivos são adicionados, em que um aditivo pode ser, por exemplo, pelo menos um aluminato de metal alcalino .

11. Método, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 10, caracterizado pelo fato de que, com base no peso total dos componentes de partida, incluindo qualquer água de cristalização, se aí presente, mas sem qualquer água adicionada, opcionalmente, na preparação da mistura de a), 50 a 99,95% em peso, preferencialmente de 80 a 99,5% em peso de sulfato de alumínio e/ou de hidroxissulfato de alumínio e 0,05 a 50% em peso, de preferência 0,2 a 20% em peso de pelo menos um composto de cálcio são adicionados, em que, além disso, um ou mais aditivos podem ser adicionados à mistura de a).

12. Acelerador de concreto pulverizado de uma mistura de a), caracterizado pelo fato de ser obtenível por um método, conforme definido em qualquer uma das reivindicações 1 a 11.

13. Uso de uma mistura de a), conforme definido na reivindicação 12, caracterizado pelo fato de se dar na forma de um acelerador para suspensões de cimento, concreto pulverizado ou argamassa pulverizada, particularmente na forma de um acelerador em um processo de pulverização úmida.

14. Método para a produção de um acelerador de concreto pulverizado, de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 11, caracterizado pelo fato de compreender a mistura de pelo menos um composto de alumínio selecionado dentre um sulfato de alumínio e/ou hidroxissulfato de alumínio e cimento aluminoso e, opcionalmente, carbonato de cálcio em forma sólida para gerar uma mistura de sólidos, e a adição da mistura de sólidos a água, que compreende, opcionalmente, carbonato de cálcio dissolvido e/ou disperso, de forma a gerar uma mistura aquosa, mais particularmente uma solução ou suspensão aquosa.