BR112020019084A2 - Método para preparar um produto de concreto acabado melhorado - Google Patents
Método para preparar um produto de concreto acabado melhorado Download PDFInfo
- Publication number
- BR112020019084A2 BR112020019084A2 BR112020019084-5A BR112020019084A BR112020019084A2 BR 112020019084 A2 BR112020019084 A2 BR 112020019084A2 BR 112020019084 A BR112020019084 A BR 112020019084A BR 112020019084 A2 BR112020019084 A2 BR 112020019084A2
- Authority
- BR
- Brazil
- Prior art keywords
- water
- concrete
- range
- mixture
- silica
- Prior art date
Links
- 239000004567 concrete Substances 0.000 title claims abstract description 366
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 100
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 376
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 233
- 239000004568 cement Substances 0.000 claims abstract description 125
- 238000009472 formulation Methods 0.000 claims abstract description 66
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 59
- 239000004576 sand Substances 0.000 claims abstract description 56
- -1 alkyl glycol ether Chemical compound 0.000 claims abstract description 16
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 claims abstract description 15
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 claims abstract description 15
- 229940061720 alpha hydroxy acid Drugs 0.000 claims abstract description 10
- 150000001280 alpha hydroxy acids Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 310
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 79
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 32
- 239000012895 dilution Substances 0.000 claims description 23
- 238000010790 dilution Methods 0.000 claims description 23
- 238000005498 polishing Methods 0.000 claims description 17
- 239000008119 colloidal silica Substances 0.000 claims description 14
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 10
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 8
- 239000012615 aggregate Substances 0.000 abstract description 54
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 48
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 39
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 30
- 238000006703 hydration reaction Methods 0.000 description 26
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 24
- 230000036571 hydration Effects 0.000 description 22
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 21
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 19
- 239000000463 material Substances 0.000 description 17
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 17
- 230000006378 damage Effects 0.000 description 16
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 14
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 14
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 14
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 14
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 13
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 13
- AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N Glycolic acid Chemical compound OCC(O)=O AEMRFAOFKBGASW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- 238000007730 finishing process Methods 0.000 description 10
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 9
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 9
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 7
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 7
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 7
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 6
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 6
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 6
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 6
- 238000005299 abrasion Methods 0.000 description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 5
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 5
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 5
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 5
- 239000002351 wastewater Substances 0.000 description 5
- 235000019738 Limestone Nutrition 0.000 description 4
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 description 4
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 4
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 4
- WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N hydroxyacetaldehyde Natural products OCC=O WGCNASOHLSPBMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000006028 limestone Substances 0.000 description 4
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 4
- CUDYYMUUJHLCGZ-UHFFFAOYSA-N 2-(2-methoxypropoxy)propan-1-ol Chemical compound COC(C)COC(C)CO CUDYYMUUJHLCGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 229910021485 fumed silica Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000006870 function Effects 0.000 description 3
- 230000035876 healing Effects 0.000 description 3
- 230000001404 mediated effect Effects 0.000 description 3
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 3
- 229920002523 polyethylene Glycol 1000 Polymers 0.000 description 3
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 3
- 230000004224 protection Effects 0.000 description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 3
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 3
- 239000000344 soap Substances 0.000 description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 3
- 239000008030 superplasticizer Substances 0.000 description 3
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 3
- 239000004094 surface-active agent Substances 0.000 description 3
- 230000000699 topical effect Effects 0.000 description 3
- 239000012049 topical pharmaceutical composition Substances 0.000 description 3
- XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 2-METHOXYETHANOL Chemical compound COCCO XNWFRZJHXBZDAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011398 Portland cement Substances 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 2
- 150000005215 alkyl ethers Chemical class 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001010 compromised effect Effects 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 239000000839 emulsion Substances 0.000 description 2
- 239000000945 filler Substances 0.000 description 2
- WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N formaldehyde Natural products O=C WSFSSNUMVMOOMR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000009499 grossing Methods 0.000 description 2
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 2
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000011068 loading method Methods 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 238000000518 rheometry Methods 0.000 description 2
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 2
- 229910021487 silica fume Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002027 silica gel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000741 silica gel Substances 0.000 description 2
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 2
- 238000004438 BET method Methods 0.000 description 1
- 244000241257 Cucumis melo Species 0.000 description 1
- 235000015510 Cucumis melo subsp melo Nutrition 0.000 description 1
- 241000196324 Embryophyta Species 0.000 description 1
- 229920001732 Lignosulfonate Polymers 0.000 description 1
- 244000007853 Sarothamnus scoparius Species 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 239000013539 acceleration additive Substances 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 238000010923 batch production Methods 0.000 description 1
- AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L calcium dihydroxide Chemical compound [OH-].[OH-].[Ca+2] AXCZMVOFGPJBDE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000000920 calcium hydroxide Substances 0.000 description 1
- 229910001861 calcium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004649 carbonic acid derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 239000012459 cleaning agent Substances 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 230000007850 degeneration Effects 0.000 description 1
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000032798 delamination Effects 0.000 description 1
- 230000001627 detrimental effect Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N diethylene glycol Chemical compound OCCOCCO MTHSVFCYNBDYFN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002170 ethers Chemical class 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- CBYZIWCZNMOEAV-UHFFFAOYSA-N formaldehyde;naphthalene Chemical class O=C.C1=CC=CC2=CC=CC=C21 CBYZIWCZNMOEAV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009746 freeze damage Effects 0.000 description 1
- 230000008014 freezing Effects 0.000 description 1
- 238000007710 freezing Methods 0.000 description 1
- 239000000499 gel Substances 0.000 description 1
- 239000003112 inhibitor Substances 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000002932 luster Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000010002 mechanical finishing Methods 0.000 description 1
- 229910002055 micronized silica Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004570 mortar (masonry) Substances 0.000 description 1
- 235000014366 other mixer Nutrition 0.000 description 1
- 230000008447 perception Effects 0.000 description 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 1
- 230000002688 persistence Effects 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 1
- 238000007517 polishing process Methods 0.000 description 1
- 229920005646 polycarboxylate Polymers 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 230000002028 premature Effects 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 230000000135 prohibitive effect Effects 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 230000001012 protector Effects 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 238000001223 reverse osmosis Methods 0.000 description 1
- 238000004062 sedimentation Methods 0.000 description 1
- 238000009987 spinning Methods 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 238000010561 standard procedure Methods 0.000 description 1
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 239000004034 viscosity adjusting agent Substances 0.000 description 1
- 238000011179 visual inspection Methods 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
- C04B14/06—Quartz; Sand
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B14/00—Use of inorganic materials as fillers, e.g. pigments, for mortars, concrete or artificial stone; Treatment of inorganic materials specially adapted to enhance their filling properties in mortars, concrete or artificial stone
- C04B14/02—Granular materials, e.g. microballoons
- C04B14/04—Silica-rich materials; Silicates
- C04B14/06—Quartz; Sand
- C04B14/062—Microsilica, e.g. colloïdal silica
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/04—Portland cements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
- C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
- C04B40/0032—Controlling the process of mixing, e.g. adding ingredients in a quantity depending on a measured or desired value
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
- C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
- C04B40/0039—Premixtures of ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
- C04B40/0028—Aspects relating to the mixing step of the mortar preparation
- C04B40/0039—Premixtures of ingredients
- C04B40/0046—Premixtures of ingredients characterised by their processing, e.g. sequence of mixing the ingredients when preparing the premixtures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B40/00—Processes, in general, for influencing or modifying the properties of mortars, concrete or artificial stone compositions, e.g. their setting or hardening ability
- C04B40/06—Inhibiting the setting, e.g. mortars of the deferred action type containing water in breakable containers ; Inhibiting the action of active ingredients
- C04B40/0608—Dry ready-made mixtures, e.g. mortars at which only water or a water solution has to be added before use
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/0018—Coating or impregnating "in situ", e.g. impregnating of artificial stone by subsequent melting of a compound added to the artificial stone composition
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B41/00—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone
- C04B41/009—After-treatment of mortars, concrete, artificial stone or ceramics; Treatment of natural stone characterised by the material treated
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B7/00—Hydraulic cements
- C04B7/36—Manufacture of hydraulic cements in general
- C04B7/361—Condition or time responsive control in hydraulic cement manufacturing processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00034—Physico-chemical characteristics of the mixtures
- C04B2111/00146—Sprayable or pumpable mixtures
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/60—Flooring materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2201/00—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values
- C04B2201/50—Mortars, concrete or artificial stone characterised by specific physical values for the mechanical strength
- C04B2201/52—High compression strength concretes, i.e. with a compression strength higher than about 55 N/mm2, e.g. reactive powder concrete [RPC]
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Preparation Of Clay, And Manufacture Of Mixtures Containing Clay Or Cement (AREA)
Abstract
método para preparar e acabar concreto é divulgado, compreendendo a preparação de uma superfície de cimento por um processo que compreende a adição de mistura, a um misturador / vazador de concreto industrial, de uma formulação que compreende nanossílica, após parte ou toda a água ser combinada e misturada com a mistura de cimento, areia e agregado; seguido por derramamento e flutuação; seguida pela adição, antes ou durante a combinação, à superfície do concreto, de uma formulação que compreende água, um alfa-hidroxiácido, um éter alquílico de glicol e um polietilenoglicol.
Description
[001] Esse pedido reivindica prioridade do pedido provisório número 62/761.393, depositado em 22 de março de 2018, e do Pedido Provisório 62/765.597, depositado em 1 de setembro de 2018, ambos incorporados a este documento a título de referência por tudo o que ensinam, sem exclusão de qualquer porção dos mesmos. O Pedido Provisório 62/761.064, depositado em 9 de março de 2018, também é incorporado ao presente documento a título de referência por tudo o que ensina, sem exclusão de qualquer porção do mesmo.
[002] O acabamento do concreto é uma etapa importante na produção de formas de concreto, tais como lajes de concreto. Tipicamente, o processo de acabamento ocorre após o concreto ter endurecido, mas antes que o concreto esteja totalmente curado. Uma finalidade dos processos de acabamento conhecidos na técnica é reduzir a rugosidade das superfícies de concreto bruto por alisamento mecânico. Frequentemente, no caso de concreto derramado com métodos existentes, a evaporação a partir da superfície de concreto que endurece fornece uma superfície que é muito seca para dar acabamento facilmente, com o risco de danos à superfície de concreto se realizada sem o uso de água adicional. Essa água adicionada introduz problemas de emissão de água prolongada, conforme discutido infra. No entanto, com a adição de água, a superfície pode ser mais facilmente alisada com o mínimo de danos.
[003] Um segundo objetivo do acabamento é revestir a superfície do concreto. Lajes de concreto que foram derramadas por métodos existentes tendem a exibir evaporação, que, como discutido acima, pode secar a superfície do cimento. Frequentemente, o resultado são capilares (discutidos em mais detalhes infra) na superfície causados pela água, em grande parte deslocados pela sedimentação, que fluiu para cima através da superfície. Esses capilares podem comprometer a resistência à compressão do produto de concreto, bem como servir como conduto de água para dentro do concreto durante sua vida útil, facilitando os danos mediados pela água. Tal como acontece com a superfície, os capilares permitem que a água que poderia participar na reação de cura seja perdida. Os agentes de acabamento existentes atuam para revestir as superfícies superiores do concreto, bem como as superfícies internas dos capilares, a fim de reduzir a perda de água durante a cura, bem como impedir a entrada de água posteriormente na vida do concreto.
[004] Assim, em resumo, os métodos de acabamento existentes acoplam um alisamento mecânico a um agente de acabamento que deposita uma camada protetora. O resultado é uma superfície alisada com um revestimento na superfície que adensa a superfície e corta as perdas por evaporação durante a cura, teoricamente melhorando a eficiência da cura, ao mesmo tempo em que reduz a regressão e entrada de água durante o uso.
[005] Surpreendentemente, foi constatado que o uso de formulações diluídas em água do Dissolvedor de Concreto Korkay, (disponível em Tate's Soaps and Surfactants), disponível como Acabamento E5 de Produtos de Especificações produz um acabamento durável e protetor contra água quando usado como agente de acabamento seria usado, mas como um substituto de agente de acabamento; e sobre superfícies de concreto preparadas com sílica amorfa, conforme revelado e descrito infra. A superfície de concreto resultante é geralmente caracterizada por um acabamento liso e resistente ao desgaste; uma resistência melhorada à penetração de água de superfície (sem desejar ser limitado pela teoria, embora isso possa ser devido a capilares preenchidos); e uma resistência à compressão mantida por uma vida mais longa (novamente, possivelmente devido ao preenchimento de quaisquer capilares, o que impede redução danos de água que reduzem a vida). A superfície de alta qualidade obtida é surpreendente, pelo fato de que Korkay é bem conhecido entre os especialistas por sua capacidade como um agente de corte ou limpeza: o mesmo é usado em toda a indústria para dissolver depósitos de concreto, que são deixados em equipamentos de mistura e derramamento de concreto após um derramamento em grande escala. Sua eficácia se estende a concretos que contêm materiais de sílica comumente usados, tais como sílica pirogênica, sílica ativa etc. Em vez de deixar um acabamento, seria esperado que a formulação dissolvesse com eficiência uma superfície de concreto.
[006] O concreto preparado de acordo com a presente invenção, ou seja,
com adição de água residual de sílica como descrito infra, geralmente tem absorção muito reduzida de água de acabamento e, portanto, sem desejar ser limitado pela teoria, pensa-se que o concreto preparado como descrito infra, e contenda sílica amorfa com as características descritas infra, retém água como descrito e tem presença reduzida de capilares em relação ao concreto preparado pelos métodos existentes. Assim, pouca ou nenhuma água adicional é necessária para alisar a superfície, e a água que é aplicada durante o acabamento, incluindo a que é contida com as formulações diluídas de Korkay aplicadas como indicado no presente documento, não é facilmente levada para o concreto. Assim, o uso de Korkay com adição de sílica na água residual é particularmente benéfico. Além disso, derramamentos experimentais confirmaram que o concreto em que a mistura é preparada por métodos diferentes daqueles revelados no presente documento (por exemplo, em que a sílica é combinada com a mistura de cimento simultaneamente com, ou antes, da adição de água) tem taxas muito mais altas de delaminação após o uso das composições e métodos de acabamento da presente invenção. Assim, é preferível usar as formulações e métodos de acabamento da presente invenção com as formulações e métodos melhorados de preparação de mistura de concreto descritos no presente documento, em que a nanossílica, de preferência a nanossílica coloidal amorfa, é combinada com outros componentes da mistura de concreto, somente após parte ou toda a água ter sido combinada com a mistura de cimento e, opcionalmente, os componentes de agregado/areia e misturados por um tempo. A descrição completa das "formulações e métodos melhorados de preparação da mistura de concreto" são revelados abaixo.
[007] No entanto, alguns benefícios da invenção podem ser obtidos quando os métodos e composições de acabamento descritos no presente documento são usados com misturas de concreto contenda sílica que são preparadas de acordo com métodos que não incluem a adição de água residual de sílica amorfa. Por exemplo, concreto que foi preparado com a adição de sílica em pontos anteriores à mistura de parte ou toda a água com a mistura de cimento e agregado/areia. Esses concretos geralmente exsudam significativamente mais água de purga do que os concretos descritos em detalhes no presente documento. Esses concretos também podem absorver mais água de acabamento do que os concretos especificamente revelados no presente documento. Outros concretos contendo sílica, tais como aqueles com partículas um pouco maiores, tais como, por exemplo, sílica ativa (tamanho médio de partícula de cerca de 145 nm) ou sílica pirogênica, podem mostrar alguns benefícios da invenção, mas as superfícies de concreto preparadas com tais partículas maiores têm maior probabilidade de serem danificadas ou destruídas.
[008] Pensa-se que o Korkay diluído interage com a nanossílica amorfa no concreto, e através dessa interação pelo menos com a sílica amorfa superficial, um acabamento duro é formado sobre e/ou nas regiões superficiais do concreto. Esse resultado é indicado por experimentos em que E5 Internal Cure é misturado diretamente com E5 Finish, em um recipiente, sem a presença de uma matriz CSH de concreto, dando uma substância translúcida ou transparente resistente, tal como se acredita provavelmente ser a substância do acabamento de concreto observado. Sabe-se que a redução do pH de uma formulação de nanossílica, tal como, por exemplo, uma formulação de sílica coloidal para um pH abaixo de 7, pode fazer com que a formulação de nanossílica forme um gel. A formulação revelada contém um ácido (preferencialmente ácido glicólico). No entanto, a formulação é usada para quebrar a matriz C-S-H dos tipos de concreto comumente usados. São incluídos os concretos que contêm outros tipos de sílicas maiores (não nanométricas) usadas comumente. No entanto, quando essa formulação (uma formulação de Korkay diluída em água, ou suas variações de formulação, como descrito no presente documento) é usada, em concreto preparado pela adição tardia de nanossílica amorfa, como revelado em detalhes no presente documento, o concreto não é danificado ou destruído. Em vez disso, o concreto pode ser acabado com uma superfície que, surpreendentemente, é mais durável, mais dura e de mais brilho do que outros métodos de acabamento.
[009] O processo de formação de superfície da presente invenção é usado preferencialmente com concreto que compreende sílica amorfa preparado e derramado como descrito na seção abaixo intitulada "Composições Inovadoras para Desempenho Melhorado de Concreto".
[0010] A Figura 1) representa um acabamento de alto brilho que é obtido após as etapas de desempeno, combinação e acabamento final.
[0011] A Figura 2) representa um acabamento fosco em uma superfície que não foi acabada no grau do Desenho 1).
[0012] A Figura 3) representa a superfície preparada no Exemplo 3, adequada para uso externo, sem penetração de água.
[0013] A Figura 4) representa a superfície preparada no Exemplo 1, como apareceu após a etapa de acabamento. Korkay não diluído foi aplicado após desempeno. A superfície é quebradiça e facilmente danificada pela etapa de acabamento.
[0014] A Figura 5) representa uma superfície como a mesma parecia após a etapa de acabamento. Uma diluição em água de 12:1 de Korkay foi aplicada após o desempeno. A superfície é fina, com nivelamento e brilho inferiores.
[0015] A Figura 6) descreve uma superfície como a mesma parecia após a etapa de acabamento. Uma diluição em água de 7:1 de Korkay foi aplicada após o desempeno. A superfície é lisa e tem um excelente brilho.
LISTA DE TABELAS TABELA 1-DADOS REFERENCIADOS NO EXEMPLO 6.
[0016] Embora a invenção revelada nesse pedido provisório se refira ao Dissolvedor de Concreto Korkay ("Korkay") da formulação disponível para venda em 20 de março de 2017, um versado na técnica reconhecerá que Korkay, e suas diluições de água, são formulações químicas, e tais formulações químicas podem ser preparadas por várias fontes e/ou métodos diferentes e ser adequadas para uso na presente invenção, a fim de obter os benefícios da presente invenção. Em uma modalidade, a composição da formulação compreende ou consiste essencialmente em uma diluição em água de Korkay.
[0017] Deve-se reconhecer que as formulações que compreendem os mesmos componentes químicos de Korkay ou diluições em água das mesmas, mas nas quais as concentrações de um ou mais componentes, não incluindo água, se desviam da concentração em relação a Korkay ou uma diluição em água do mesmo, respectivamente, por menos de 50, 40, 30, 20, 10 ou 5% em peso, em razão ao peso de Korkay ou suas diluições em água, respectivamente, podem ser úteis na presente invenção. Essas composições químicas podem ser usadas nas quantidades e taxas recomendadas reveladas no presente documento.
[0018] Em modalidades adicionais, a formulação compreende ou consiste essencialmente em água; um alfa-hidroxiácido, um éter alquílico de glicol, e um polietileno glicol com um peso molecular médio na faixa de cerca de 500 a cerca de 1500 mw. É preferencial que a água esteja essencialmente livre de contaminação iônica. A presença de certos íons, tais como, por exemplo, carbonatos, pode afetar a clareza do acabamento obtido. Se a água a ser usada tiver contaminação iônica ou orgânica, é preferencial usar água que foi submetida a uma etapa de remoção, tal como, por exemplo, osmose reversa. É preferencial usar água que tenha um pH de cerca de 7, mas os benefícios da invenção ainda podem ser obtidos se o pH da água for superior ou inferior a 7, particularmente se o pH da formulação for 7 ou abaixo. Em modalidades adicionais, o alfa-hidroxiácido contém na faixa de cerca de 5 a cerca de 1 carbono (ou carbonos), com o ácido glicólico preferido. O ácido glicólico está disponível na Chemsolv. O éter alquílico de glicol é preferencialmente um éter metílico de polipropileno, sendo o éter metílico de dipolipropilenoglicol preferido. O éter metílico de dipropilenoglicol está disponível em muitas fontes, por exemplo, Dow Chemical, Lyondell Bassell e Shell. O polietilenoglicol com um peso molecular médio na faixa de cerca de 500 a cerca de 1.500 de peso molecular é preferencialmente polietilenoglicol com um peso molecular médio na faixa de cerca de 750 a cerca de 1250 de peso molecular, e ainda mais preferencialmente na faixa de cerca de 950 a cerca de 1.050 de peso molecular. Um exemplo de um polietilenoglicol adequado é o PEG (1000).
[0019] Em modalidades adicionais, o alfa-hidroxiácido está preferencialmente presente na formulação na faixa de cerca de 5 a cerca de 20 por cento em peso, sendo uma porcentagem em peso na faixa de cerca de 10 a cerca de 15 por cento em peso mais preferencial. A porcentagem em peso de éter alquílico de glicol está preferencialmente na faixa de cerca de 5 a cerca de 20 por cento em peso, sendo uma faixa de cerca de 10 a cerca de 15 por cento em peso mais preferencial. A porcentagem em peso de polietilenoglicol está preferencialmente na faixa de cerca de 1 a cerca de 15 por cento em peso, sendo uma razão na faixa de cerca de 1 a cerca de 9 por cento em peso mais preferencial. A água está presente na faixa de cerca de 70 a cerca de 80 por cento em peso, sendo uma faixa de cerca de 71 a cerca de 77 por cento em peso mais preferencial.
[0020] Em modalidades adicionais, a formulação compreende, consiste ou consiste essencialmente em uma diluição em água da seguinte mistura de quatro partes: 1) cerca de 74% de água; 2) cerca de 13% de ácido glicólico; 3) cerca de 8% de éter metílico de dipropilenoglicol (DPM glicol éter); 4) cerca de 5% de polietilenoglicol (tipo PEG 1000); em que a diluição é preferencialmente compreende, consiste ou consiste essencialmente em uma parte de mistura entre cerca de 4 e cerca de 20 partes de água, sendo uma diluição mais preferencial entre cerca de 5 e cerca de 12 partes de água, sendo ainda mais preferencial uma diluição de cerca de 6 a cerca de 8 partes de água, sendo uma faixa de cerca de 6,5 a cerca de 7,5, ou mesmo de cerca de 6,8 a cerca de 7,2 particularmente adequada. O componente equivalente a tal diluição; em que "componente equivalente" significa que a formulação compreende, consiste ou consiste essencialmente nos mesmos componentes e proporções relativas que o anterior, mas a formulação não foi preparada pela diluição prescrita, mas por outros meios, tal como, por exemplo, misturando diretamente os componentes. (A formulação de E5 Finish pode ser formada criando-se uma mistura que compreende cerca de 7 partes de água para cerca de 1 parte de Korkay). Em uma modalidade, a formulação compreende a formulação E5 Finish. Em outras modalidades, a formulação compreende uma concentração diluída em água ou removida com água do E5 finish ou uma preparação quimicamente idêntica das anteriores. Em outras modalidades, a formulação compreende ou consiste essencialmente no E5 Finish.
[0021] Os modos preferenciais de aplicação compreendem a aplicação do seguinte ou o equivalente químico do seguinte nas seguintes taxas de aplicação.
[0022] Uma formulação que compreende ou consiste essencialmente em uma parte de Korkay a entre cerca de 4 e cerca de 20 partes de água, com uma diluição mais preferencial entre cerca de 5 e cerca de 12 partes de água, sendo uma diluição ainda mais preferencial de cerca de 6 a cerca de 8 partes de água.
[0023] A formulação é aplicada à superfície de concreto preferencialmente a uma taxa entre cerca de 200 e cerca de 2.000 pés quadrados (18,58 a 185,51 m2) por galão por galão, com cerca de 500 a cerca de 1.500 pés quadrados (46,45 a 139,35 m2) por galão mais preferencial, e cerca de 800 a 1.200 pés quadrados (74,32 a 111,48 m2) por galão ainda mais preferencial. Em uma modalidade preferencial, a formulação é uma diluição de Korkay na faixa de cerca de 6 a cerca de 8 partes de água por parte de Korkay e a taxa de aplicação está entre cerca de 800 e 1.200 pés quadrados (74,32 a 111,48 m2) por galão. Embora Korkay seja especificamente referenciado, os equivalentes químicos, como indicado acima, podem ser usados ou usados nas diluições acima.
[0024] Em modalidades adicionais, a formulação compreende ou consiste essencialmente em água; um alfa-hidroxiácido, um éter alquílico de glicol, e um polietileno glicol com um peso molecular médio na faixa de cerca de 500 a cerca de 1500 mw. Em modalidades adicionais, o alfa-hidroxiácido contém na faixa de cerca de 5 a cerca de 1 carbono (ou carbonos), com o ácido glicólico preferido. O ácido glicólico está disponível na Chemsolv. O éter alquílico de glicol é preferencialmente um éter metílico de polipropileno, sendo o éter metílico de dipolipropilenoglicol preferido. O éter metílico de dipropilenoglicol está disponível em muitas fontes, por exemplo, Dow Chemical, Lyondell Bassell e Shell. O polietilenoglicol com um peso molecular médio na faixa de cerca de 500 a cerca de 1.500 de peso molecular é preferencialmente polietilenoglicol com um peso molecular médio na faixa de cerca de 750 a cerca de 1250 de peso molecular, e ainda mais preferencialmente na faixa de cerca de 950 a cerca de 1.050 de peso molecular. Um exemplo de um polietilenoglicol adequado é o PEG (1000).
[0025] Em modalidades adicionais, o alfa-hidroxiácido está preferencialmente presente na formulação na faixa de cerca de 5 a cerca de 20 por cento em peso, sendo uma porcentagem em peso na faixa de cerca de 10 a cerca de 15 por cento em peso mais preferencial. A porcentagem em peso de éter alquílico de glicol está preferencialmente na faixa de cerca de 5 a cerca de 20 por cento em peso, sendo uma faixa de cerca de 10 a cerca de 15 por cento em peso mais preferencial. A porcentagem em peso de polietilenoglicol está preferencialmente na faixa de cerca de 1 a cerca de 15 por cento em peso, sendo uma razão na faixa de cerca de 1 a cerca de 9 por cento em peso mais preferencial. A água está presente na faixa de cerca de 70 a cerca de 80 por cento em peso, sendo uma faixa de cerca de 71 a cerca de 77 por cento em peso mais preferencial.
[0026] O pH da formulação a ser aplicada à superfície do concreto é preferencialmente na faixa de cerca de 3,0 a cerca de 7,2. Mais preferencial é um pH na faixa de cerca de 4,0 a cerca de 7,0, sendo um pH na faixa de cerca de 4,5 a cerca de 6,8 mais preferencial. Korkay não diluído tem um pH de lista de cerca de 4,3.
[0027] É preferencial aplicar a formulação ao concreto após o processo de desempeno ter sido realizado. É mais preferencial aplicar a formulação ao concreto após o processo de desempeno ter sido realizado, mas antes ou quando o processo de combinação é realizado. Embora a formulação possa ser aplicada após o processo de combinação, incluindo durante o processo de acabamento, é constatado que os benefícios da invenção são reduzidos. É geralmente constatado que para os benefícios ideais da invenção, a formulação deve ser aplicada após o desempeno ter sido realizado, mas antes que o processo de combinação tenha sido realizado.
[0028] A presente invenção pode ser usada na preparação de superfície de concretos para uso tanto interno quanto externo. O acabamento de concreto para uso interno geralmente envolve três etapas sucessivas após o início da cura de uma laje derramada: desempeno, combinação e uma etapa de acabamento final. Cada uma é realizada em estágios de cura específicos, e a determinação de quando iniciar cada etapa está dentro do julgamento qualificado do profissional. Como muitas ou a maioria das lajes costumam ser o primeiro elemento de uma nova construção, os elementos externos, tais como temperatura, umidade relativa e velocidade do vento desempenham um papel na determinação. Como discutido na seção intitulada "Métodos e Composições para Desempenho Aprimorado do Concreto", o uso de um tipo específico de sílica amorfa, no contexto de um processo específico de preparar o concreto, minimiza muitos dos efeitos do elemento externo na cura. Assim, o processo de acabamento padrão de três etapas é muito mais fácil, com cada etapa frequentemente exigindo menos energia e menos risco de danos ao concreto durante o acabamento. Por exemplo, todos os três são geralmente exigidos para obter o acabamento padrão no concreto de lajes de construção, que são a base para a maioria das construções residenciais e comerciais. No contexto da presente invenção, o desempeno é geralmente mais fácil do que com concreto padrão devido às excelentes propriedades de retenção de água do concreto descrito infra. O desempeno pode ser feito por métodos conhecidos na técnica, tais como, por exemplo, colher de pedreiro manual, espátula manual, desempenadeira mecânica ou com o uso de painéis de 48 ou 60 polegadas. Geralmente, o esforço necessário para desempenar é reduzido em relação ao necessário para desempenar o concreto tradicional e, portanto, as velocidades da máquina podem ser significativamente mais baixas, novamente, minimizando o potencial de danos à superfície do concreto.
[0029] É preferencial aplicar a solução de E5 Finish à superfície, nas diluições e taxas prescritas, depois do desempeno, mas antes ou durante a combinação. Em algumas situações, pode ser conveniente aplicar a solução após algum desempeno ter ocorrido e desempenar a mesma na superfície com ferramentas de desempeno, tais como, por exemplo, aquelas usadas para o desempeno anterior. A formação de um acabamento tipo plástico na superfície do concreto é frequentemente aparente após o desempeno se o mesmo tiver sido desempenado na superfície. O mesmo geralmente é formado uniformemente em toda a superfície de concreto. O mesmo geralmente pode ser facilmente verificado visualmente pela simples observação por alguém com habilidade, mas também em muitos casos, por alguém sem habilidade especial. A descrição de “tipo plástico” descreve um revestimento que parece um filme plástico que foi depositado na superfície do concreto. Antes de um acabamento adicional extensivo, a superfície é geralmente opaca, turva e lisa. Sem desejar ser limitado pela teoria, presume-se que o E5 Finish interage com a sílica amorfa no concreto, e a interação é promovida por interrupções estruturais tais como o desempeno. O mesmo é, geralmente, mas não necessariamente um pouco nublado.
[0030] A etapa de combinação é então geralmente realizada como conhecido na técnica, tal como, por exemplo, por uma desempenadeira mecânica com lâminas combinadas. É durante esta etapa que a natureza tipo plástico da superfície geralmente se torna mais aparente e pronunciada. O mesmo pode ou não assumir a textura e aparência vítrea como com as etapas posteriores de acabamento. O uso de velocidades de combinação mais altas do que as usadas com o concreto tradicional pode dar um acabamento melhor nesse ponto do acabamento, mas não necessariamente. Deve-se observar que pode haver situações em que a combinação não seja realizada ou seja considerada desnecessária.
[0031] A superfície é geralmente distintamente diferente da superfície desenvolvida durante a combinação por concretos que não contêm ambos os que se seguem; 1) as quantidades de sílica amorfa, tamanhos de partícula e áreas de superfície da invenção como revelados no presente documento e 2) as formulações tópicas como reveladas no presente documento. O efeito foi descrito pelos inventores como "tipo plástico". A superfície desenvolve uma aparência mais lisa, que geralmente aumenta, em certo grau, com o tempo de combinação, em que a superfície tem uma incidência reduzida de poros grandes, bem como planicidade melhorada, quando comparada às formulações de concreto amplamente usadas em estágios de acabamento semelhantes que não têm a fórmula inventiva e os detalhes do processo como revelado no presente documento. Por "tipo plástico", entende-se que a superfície tem pelo menos a aparência de um revestimento, em que o dito revestimento geralmente não é de alta clareza durante a combinação, sendo ocluído a um grau que pode ser diminuído, até um grau, com o progresso de combinação e/ou aumento da velocidade da lâmina combinada. Posteriormente durante a combinação, o mesmo pode ou não assumir a textura vítrea e ainda maior clareza como com as etapas de acabamento posteriores. O uso de velocidades de combinação mais altas (acima de cerca de 190 rpm) do que o usado com concreto tradicional pode dar um acabamento melhorado no que diz respeito à clareza e brilho, mas não necessariamente. (Deve-se observar que pode haver situações em que a combinação não seja realizada ou seja considerada desnecessária). Novamente, a maior quantidade de água retida pelo concreto em sua superfície geralmente resulta em menos atrito entre a superfície e as lâminas da combinação e, portanto, menos energia é necessária para a máquina manter uma determinada velocidade. O risco de danos à superfície da máquina geralmente é bastante reduzido.
[0032] A etapa de acabamento pode então ser executada. Os métodos conhecidos na técnica podem ser usados, tais como, por exemplo, uma espátula manual ou desempenadeira mecânica com lâminas de acabamento. Aqueles que trabalharam com os métodos e formulações de acabamento inventivos indicam que com a etapa de acabamento, a superfície cada vez mais assume características vítreas, tal como uma clareza que é aumentada em relação a acabamentos de concreto conhecidos na técnica e preparados da mesma maneira, embora não tão claro como geralmente pode ser obtido com uma etapa de polimento. Sem desejar ser limitado pela teoria, pensa-se que o aumento da clareza é uma consequência da retenção de umidade na superfície do concreto, atribuível à inclusão inventiva de sílica como revelado no presente documento. A clareza, o brilho e a planicidade alcançáveis após a etapa de acabamento geralmente são suficientes para qualificar como um acabamento de “Grau 1”. Com concretos tradicionais (ou seja, em que o uso tópico revelado das formulações prescritas e a sílica amorfa revelada não são usados), a etapa de acabamento não dá necessariamente esse aspecto vítreo, ou seja, maior clareza e/ou brilho, com velocidades tradicionais de acabamento da parte superior de cerca de 190 rpm.
[0033] A maioria das máquinas de acabamento disponíveis é limitada a uma velocidade máxima de cerca de 190 rpm, mas algumas máquinas mais antigas podem atingir velocidades máximas de cerca de 220 rpm. Uma característica frequentemente vista com o uso das formulações tópicas da invenção é que o uso de velocidades de lâmina de acabamento mais altas (tal como, por exemplo,
200 a 220 rpm) do que usado tradicionalmente (como, por exemplo, 180 a 200 rpm) pode melhorar o acabamento em relação ao que é alcançável nas velocidades tradicionais, de modo que a superfície adquira brilho e clareza ainda maiores do que o alcançável nas velocidades mais baixas. A superfície assim obtida ainda é frequentemente um acabamento de "Grau 1", mas com uma maior clareza e brilho em relação às superfícies da invenção que não foram acabadas em tais velocidades aumentadas. Tanto quanto é do conhecimento dos inventores, tal aumento de clareza a velocidades mais altas é específico para formulações de concreto e acabamento da presente invenção.
[0034] O tempo de acabamento é até que a superfície tenha a aparência desejada. Por exemplo, duas passagens podem ser necessárias a fim de observar um acabamento que tenha clareza, brilho e nivelamento superiores. Deve ser observado que o acabamento pode adquirir uma aparência mais fosca durante a etapa de combinação, que, se desejado, pode ser retida não executando a etapa de acabamento final. A fim de obter um acabamento com uma aparência e textura mais vítreas, geralmente é necessário passar para a etapa de acabamento final.
[0035] Alternativamente, concreto para uso externo, tal como, por exemplo, calçadas, meios-fios e estacionamentos, geralmente não exige acabamento extenso, embora algum grau de desempeno seja geralmente executado. As pequenas imperfeições na superfície permanecem e, eventualmente, a superfície se desgasta e torna a questão das imperfeições discutível. No entanto, com concreto externo, os danos causados pela água durante a vida do concreto são um problema. Frequentemente, medidas são tomadas para reduzir a probabilidade de danos causados pela água. Uma medida é a aplicação de um agente de cura e vedação. A proteção dada por esses agentes é geralmente de curta duração. Outra medida é o uso de concreto aerado de modo que os danos causados pela água absorvida durante o congelamento sejam minimizados. Na prática, nenhuma é uma solução estrutural de longo prazo. No entanto, foi constatado que a aplicação das soluções e diluições da presente invenção a uma superfície que foi desempenada, seguida pelo que é essencialmente um desempeno adicional, feito com equipamento de desempeno conhecido na técnica, tal como, por exemplo, equipamento de desempeno, pode impedir a absorção de água no cimento ao ar livre. Nenhum acabamento adicional é necessário.
[0036] A absorção normal de água do cimento externo de acordo com o teste de Rilum é de cerca de 1,5 a 3 ml em 20 minutos. As superfícies tratadas de acordo com os processos e composições da presente invenção não absorveram água. Sem desejar ser limitado pela teoria, presume-se que, uma vez aplicada à superfície, a solução ou diluições entraram em imperfeições e capilares da superfície, como aqueles que podem se formar durante a cura, e interagiram direta ou indiretamente com a sílica amorfa para formar tampões sólidos nos capilares, evitando a absorção de água. O processo de desempeno é pensado para promover a absorção da solução pelos capilares e outras imperfeições da superfície.
[0037] O acabamento pode ser feito em vários graus, com base no brilho e na clareza desejados da superfície do concreto. O acabamento com uma máquina de acabamento, como descrito acima e como realizado na indústria, em velocidades máximas de 190 rpm, geralmente resulta em um acabamento de "Grau 1", como é bem conhecido na técnica. Elevações adicionais na qualidade da superfície, ou seja, brilho e clareza aumentados, geralmente podem ser alcançados com o uso de uma máquina de polimento, também bem conhecida na técnica, a fim de desenvolver um acabamento de "Grau 2" ou "Grau 3". Um versado na técnica pode geralmente determinar o grau de um acabamento por inspeção visual da superfície acabada. (Leitura aproximada de RA (rugosidade média) que corresponde aos vários graus: Grau 1 geralmente corresponde a RA de 50 a 20; Grau 2 geralmente corresponde a um RA de 19 a 11; Grau 3 geralmente corresponde a um RA de 5 a 0). Deve-se observar que a qualidade do acabamento no polimento depende da qualidade do acabamento dado pela etapa de acabamento, que geralmente fornece uma superfície de Grau 1. Os acabamentos de grau mais alto obtidos por polimento geralmente têm uma aparência polida. Observe que, diferente dos concretos tradicionais, o brilho de uma superfície polida da presente invenção é obtido sem o uso de um protetor ou vedante.
[0038] Como as máquinas de polimento de piso operam a velocidades (rpm) muito mais altas do que as máquinas de acabamento, até agora era necessário esperar algum tempo após a conclusão do acabamento, como pelo menos cerca de três ou quatro dias, e até 28 dias ou ainda mais, antes de usar uma máquina de polir em uma superfície acabada. Sabe-se na técnica que o uso precoce geralmente tem risco de danos significativos, tais como arranhões (que podem ser bastante profundos: 2 a 4 mm) e agregado exposto, na superfície acabada. Notavelmente, o concreto que foi preparado com sílica amorfa, como revelado e descrito no presente documento, bem como o uso de acabamento tópico das formulações reveladas e descritas no presente documento, pode ser polido imediatamente após o acabamento, se desejado, sem danos à superfície do concreto.
[0039] Mais especificamente, o concreto que foi preparado com a sílica amorfa como descrito na seção Métodos e Composições para Desempenho Melhorado de Concreto abaixo e, adicionalmente, foi preparado com o uso tópico de acabamento das ditas formulações, como descrito no presente documento, pode ser polido imediatamente após a etapa de acabamento sem danificar a superfície do concreto. Por exemplo, a Figura 1 representa uma laje de concreto contendo 4 onças por cada cem de E5 Internal Cure, com E5 Finish usado topicamente como acabamento em taxas de 1.000 pés quadrados por galão. O processo de polimento foi iniciado logo após a conclusão da etapa de acabamento. A Figura 1 mostra a superfície não danificada, apesar de o polidor de 27 polegadas estar operando a 2.500 rpm. A Figura 2 mostra a conversão da superfície de aproximadamente Grau 1 para aproximadamente Grau 2.
[0040] As máquinas de polimento geralmente vêm em três tamanhos (17, 20 e 27 polegadas de diâmetro), com as máquinas de diâmetro maior atingindo velocidades de até 2.500 rpm. Geralmente, as velocidades mais altas fornecem melhor clareza e brilho. Uma característica notável da presente invenção é que os concretos preparados por métodos tradicionais geralmente exigem a aplicação de uma proteção ou vedante antes do polimento, a fim de atingir a qualidade de brilho de Grau 2 ou Grau 3, com uma espera de até 28 dias, muitas vezes necessária antes de iniciar o polimento. Os concretos da presente invenção podem ser polidos imediatamente após o acabamento sem a aplicação de proteções ou vedantes, sem danificar a superfície do concreto. Sem desejar ser limitado pela teoria, pensa-se que as etapas de acabamento e polimento fazem com que a sílica amorfa reaja com a formulação tópica para criar uma substância ou fase vítrea, com uma reação mais completa associada às rpms mais altas da máquina de acabamento e da máquina de polimento superiores. Também foi observado que, assim como na etapa de acabamento, há menos atrito entre a máquina e o piso, resultando em números de RA (Média de Rugosidade) menores e vida útil do bloco de polimento aumentada.
[0041] O número de passagens de polimento usadas é, em geral, simplesmente o que é exigido para atingir a clareza e brilho. O número de passagens necessárias para transformar um acabamento de Grau 1 em um acabamento de Grau 2 pode ser tão baixo quanto 3 a 4 ou tão alto quanto 4 a
20. Para cada 1.000 pés quadrados de superfície (92,9 m2), aproximadamente 20 minutos de polimento de alta velocidade podem ser necessários para transformar um Grau 1 em um Grau 2. Foi notado que se o piso não desenvolver um brilho durante o acabamento, é improvável que fique polido. A experiência sugere que esperar algum tempo após o acabamento, tal como, por exemplo, de 1 a 24 horas ou mais, para iniciar o polimento, pode, em algumas circunstâncias, dar maior clareza ao polir.
[0042] São revelados abaixo formulações e métodos melhorados de preparação de mistura de concreto que são preferencialmente usados com as formulações e métodos inventivos de acabamento (ou tratamento de superfície) revelados acima. Os três exemplos finais se referem às formulações de concreto e métodos da revelação.
[0043] O concreto tem sido o elemento básico da construção desde os tempos antigos. Dependendo do tipo, o concreto pode ter resistência à compressão suficiente para suportar os rigores das intempéries e o uso público contínuo com pouca degradação estrutural ao longo do tempo. Essencial para sua utilidade é a reologia fluida de misturas contendo água de concreto não curado. A fluidez do concreto permite a moldagem estrutural, tal como, por exemplo, com um molde ou outra restrição, antes de curar em uma forma dura. A água funciona tanto na moldagem quanto na cura do concreto. No entanto, até agora, era necessário controlar cuidadosamente a água que dá origem à fluidez do concreto; muita ou pouca água no concreto em qualquer momento durante a cura pode afetar negativamente o processo de cura do concreto, levando a um produto de concreto estruturalmente comprometido.
[0044] A água na cura do concreto geralmente tem três funções importantes. Primeiro, a água é necessária para a hidratação do cimento seco. A reação de hidratação (cura) é a reação de formação do concreto (reação de formação C-S- H): a água participa de uma reação pela qual são formadas as ligações que dão ao concreto sua resistência à compressão. Teoricamente, o concreto com maior resistência à compressão é formado quando a reação de hidratação é concluída. Na realidade, a reação de hidratação geralmente avança até um grau significativo durante os primeiros estágios de cura, mas é limitada em momentos posteriores pela evaporação da água das superfícies do concreto em cura. A hidratação do concreto pode ser bastante afetada pelas condições ambientais, tais como velocidade do vento, umidade relativa e temperatura. Assim, o concreto pode “secar” embora esteja apenas parcialmente curado. Se a superfície do concreto secar prematuramente, a hidratação pode ser incompleta, resultando em uma superfície que é tanto porosa quanto fraca. Para que o concreto atinja seu potencial de resistência total, geralmente é exigido que a água permaneça no local continuamente por longos períodos de tempo, muitas vezes durante dias. Na prática, o concreto raramente é curado em seu potencial de resistência total.
[0045] Uma segunda função da água é para auxiliar na fluidez do concreto. Com a adição de água ao cimento, mas antes que a hidratação ocorra em larga escala, grande parte da água que acabará por participar da hidratação já está associada aos aditivos e hidróxido de cálcio no concreto. Água em excesso dessa água associada geralmente beneficia a fluidez do concreto, com mais água “extra” geralmente correlacionada com uma maior fluidez do concreto.
[0046] Em geral, acredita-se na indústria que mesmo uma quantidade relativamente pequena dessa água extra é prejudicial ao produto de concreto. As condições ambientais (vento, umidade relativa e temperatura) podem fazer com que a superfície da laje seque mais rapidamente do que o interior. A água interna frequentemente fica presa internamente. Um grau de hidratação começa com a adição de água ao cimento e, logo após o derramamento, a hidratação pode estar em andamento. A água presa pode escapar para a superfície através de capilares formados pela superfície parcialmente curada e relativamente seca. Em vez disso, a água presa pode formar reservatórios dentro do concreto curado, resultando em vazios no produto de concreto curado. Tanto os capilares quanto os reservatórios podem comprometer a resistência à compressão do concreto curado resultante. Os mesmos também permitem que a água ambiental entre no concreto durante sua vida útil de serviço, permitindo que o concreto seja degradado por danos por congelamento e outros processos de danos mediados pela água.
[0047] Além disso, acredita-se que a água que não participa da hidratação (ou seja, água que não se combina quimicamente com o concreto) essencialmente adiciona volume ao concreto derramado, e a perda dessa água durante a secagem geralmente resulta em algum grau de retração do concreto durante a cura. No entanto, o concreto deve ser trabalhável. Assim, a inclusão da quantidade ideal de água de modo que a hidratação (cura) e a trabalhabilidade sejam maximizadas, ao mesmo tempo em que o encolhimento e os danos estruturais ao concreto durante a hidratação/secagem são minimizados permanece um ato de equilíbrio delicado, tornado ainda mais difícil por fatores ambientais.
[0048] Uma terceira função da água é permitir o acabamento de superfícies curadas parcialmente que também podem ser dessecadas devido à evaporação. As superfícies que secam prematuramente são geralmente difíceis para dar acabamento. É uma prática normal adicionar água a tais superfícies para facilitar a remoção, o fechamento e o acabamento. A água adicionada pode penetrar na superfície, principalmente quando há capilares. Essa água geralmente deixa o concreto lentamente ao longo de um período prolongado, muitas vezes mesmo quando o concreto parece seco. Muitas vezes, etapas adicionais, tais como vedação ou etapas que exigem componentes de fixação, tais como ladrilhos ou carpete ao chão, são afetadas pela liberação lenta da água de acabamento. Por exemplo, não é incomum que os adesivos falhem em um curto período de tempo após a instalação no piso, devido à lenta emissão de água. Muitas vezes, essa água é principalmente água de acabamento. Mesmo quando água é adicionada, as máquinas de acabamento geralmente precisam ser operadas com configurações mais altas para dar um acabamento eficaz em uma superfície secou parcialmente.
[0049] O uso de materiais cimentícios adicionais no concreto para melhorar as propriedades do concreto, como, por exemplo, impermeabilidade à água, resistência à compressão e resistência à abrasão, é bem conhecido. Vários tipos de sílica particulada, como, por exemplo, sílica ativa, têm sido usados no concreto como materiais cimentícios adicionais para melhorar a impermeabilidade à água e a resistência à compressão. Um problema geral com a sílica é que a mesma pode aumentar a demanda de água de uma formulação de concreto, de modo que a probabilidade de formação de capilares e vazios durante a cura aumenta devido à maior probabilidade de água de purga significativa. A fim de reduzir a água de purga, é comum na técnica usar quantidades relativamente grandes de sílica ativa (5 a 10 por cento em peso de materiais cimentícios), com água minimizada ou cuidadosamente racionada para quantidades relativamente baixas, tais como, por exemplo, abaixo de uma razão de cerca de 0,5 em peso de água para materiais cimentícios. (Design and Control of Concrete Mixtures, Décima Sexta Edição, Segunda Impressão (revisada); Kosmatka, Steven H.; página 156. Essas baixas quantidades de água geralmente estão abaixo do que é recomendado pelo fabricante do cimento e podem prejudicar significativamente a reologia do concreto, dificultando o derramamento ou o trabalho.
[0050] Surpreendentemente, foi constatado que o uso, em instalações de concreto derramado, de nanossílica (ou seja, sílica amorfa com partículas com um tamanho médio de partícula inferior a cerca de 55 nm e, em algumas modalidades, inferior a cerca de 7,8 nm, ou, em outras modalidades, entre cerca de 5 e cerca de 55 nm, ou entre cerca de 5 e cerca de 7,9 nm; e que têm uma área de superfície na faixa de cerca de 300 a cerca de 900 m 2/g, ou em outras modalidades, de cerca de 450 a cerca de 900 m 2/g, em quantidades tais que esteja presente no concreto em uma razão de peso na faixa de cerca de 0,1 a cerca de 4 onças (113,4 g) de sílica amorfa por 100 libras (45,36 kg) de cimento (isto é, não incluindo água, agregado, areia ou outros aditivos) pode resultar em uma taxa significativamente menor de perda de água durante a cura do que o concreto que é hidratado na ausência de tal sílica amorfa. Assim, as superfícies de concreto parcialmente curado e recém-derramado do método inventivo permanecem facilmente trabalháveis por períodos mais longos do que aqueles de concreto preparado por outros métodos e são menos sensíveis às condições ambientais que normalmente aceleram a evaporação. Água de purga, ondulação, rachaduras e encolhimento são geralmente bastante reduzidos. A resistência à compressão do concreto curado resultante é, em geral, aumentada significativamente. Notavelmente, é importante para a realização dos benefícios da invenção a introdução da sílica na mistura de concreto após a água e outros componentes secos terem sido misturados de modo que os componentes secos sejam completamente umedecidos. A introdução da sílica em um estágio anterior, tal como antes do umedecimento, geralmente não proporciona uma redução significativa na água de purga, rachaduras e encolhimento e pode de fato ser pior em tais aspectos do que os controles sem sílica. O precedente é verdadeiro mesmo se houver uma melhoria na resistência à compressão em relação aos controles sem sílica.
[0051] É revelado um concreto que compreende sílica amorfa de pequeno tamanho de partícula e alta área de superfície, usada em proporções muito menores para o cimento do que geralmente usado na indústria para fins estruturais: apenas cerca de 0,1 a cerca de 4 onças (2,8 a 113,4 g) por centena peso da mistura de cimento (“cwt”). Em um aspecto adicional, os concretos melhorados são preparados por uma adição específica do processo de sílica. Esses concretos melhorados podem ser preparados com o uso da quantidade de água padrão recomendada pelo fabricante do cimento, ou mesmo com água acima da quantidade recomendada, sem comprometer significativamente a resistência à compressão. Esse resultado é verdadeiramente surpreendente.
Apesar do uso de tais quantidades de água, pouca ou nenhuma água de purga é observada durante a cura. A formação de capilares e vazios é mínima ou até mesmo essencialmente suprimida, e mais água é retida no concreto durante a cura, permitindo que mais água participe da cura por um período de tempo estendido e resistência à compressão, tanto no início (dia 3) quanto particularmente tarde (dia 28) é muito melhorado.
[0052] Apesar de permitirem quantidades relativamente altas de água, os concretos com baixo teor de sílica melhoraram a resistência à compressão e à abrasão, entre outras características aprimoradas. Uma melhoria na resistência à compressão é surpreendente, considerando as pequenas quantidades de sílica empregadas, enquanto os métodos conhecidos usam quantidades muito maiores para obter ganhos que são, em alguns casos, significativamente menores. Além disso, geralmente não foram observadas grandes melhorias na resistência à abrasão do concreto com o uso de sílicas, como, por exemplo, sílica ativa, mesmo em quantidades maiores normalmente usadas (id, página 159. Os concretos com baixo teor de sílica, descritos no presente documento, proporcionam uma melhoria profunda na resistência à abrasão, como medida pelo teste ASTM C944. (Observe-se que com respeito ao padrão anterior, a versão que emprega uma carga de 22 pd, 98 kg foi usada em todas as referências ao padrão no presente documento). Os concretos padrão (isto é, que não compreendem a sílica amorfa de alta área superficial ensinada infra) podem ter um valor na faixa de cerca de 2,5 a cerca de 4,0 gramas de perda. Os concretos de baixo teor de sílica ensinados no presente documento podem ter um valor ASTM C944 tão baixo quanto 1,1 gramas de perda ou menos.
[0053] De forma ainda mais notável, as etapas específicas do processo para misturar os componentes para formar a mistura de cimento são importantes para a realização da retenção de água, resistência à compressão e trabalhabilidade aumentada das superfícies de concreto parcialmente curadas e recém- derramadas. Essencialmente toda a sílica amorfa é adicionada após a combinação de alguma ou essencialmente toda a água e dos ingredientes secos (por exemplo, mistura de cimento, agregado, areia), dentro de uma máquina de mistura, tal como, por exemplo, um caminhão betoneira para ser usado no estágio de mistura (ou seja, antes do derramamento real). Por "essencialmente toda a água", entende-se que a água que faz parte da formulação de sílica amorfa, como, por exemplo, água envolvida na criação de uma suspensão coloidal da sílica amorfa, geralmente é muito menor do que a água adicionada à mistura de concreto, não está incluída no significado de "essencialmente toda". É particularmente conveniente adicionar a sílica de pequeno tamanho de partícula após (ou em algumas modalidades, com) uma porção final de água (isto é, "água residual") antes da mistura final e derramamento. A quebra da adição de água em duas porções é particularmente conveniente com o uso de um caminhão betoneira, em que a segunda porção pode ser usada para enxaguar os componentes secos remanescentes de perto da boca do tambor para a massa.
[0054] A sílica de partícula pequena ser mais eficaz após a adição de água residual é inesperado. O pensamento geral na técnica é que a adição de sílica ao concreto foi até agora considerada geralmente eficaz, mesmo se for adicionada à mistura de materiais cimentícios antes da adição de água. No entanto, foi constatado na escala exigida para a construção de lajes de construção, sapatas e outros derramamentos de concreto em grande escala, de modo que equipamentos de mistura e derramamento, tais como caminhões betoneira sejam usados, a adição da pequena quantidade de sílica de pequeno tamanho de partícula, como descrito no presente documento, foi demonstrado, como indicado no presente documento, ser muito mais eficaz quando adicionado após a quantidade de água, ou, em modalidades preferenciais, com ou após uma segunda porção de água ("água residual"), ao concreto que foi umedecido e, opcionalmente, misturado por um período de tempo, como revelado no presente documento, do que quando é adicionado antes da água, ou com a porção de água usada para molhar os materiais cimentícios.
[0055] A sílica amorfa é adicionada após a água, mistura de cimento e sólidos serem misturados (agregado e areia), tal como, por exemplo, com um caminhão betoneira ou outro misturador. A formação de capilares e reservatórios pode ser reduzida ou eliminada. Os benefícios da invenção podem geralmente ser obtidos mesmo quando a mistura de concreto contém quantidades significativas de água além daquela exigida pelo concreto a fim de hidratá-lo totalmente (misturas de cimento geralmente têm uma quantidade recomendada de água para fornecer o concreto que pode ser totalmente hidratado de acordo com as especificações do fabricante). Concreto com água igual ou mesmo além da quantidade exigida para hidratação total, ou recomendado pelo fabricante da mistura de cimento, é preferencial.
[0056] Embora a sílica de tamanhos maiores tenha mostrado melhorar a resistência à compressão do concreto, é bem conhecido que a sílica tem uma exigência de água e, à medida que o tamanho diminui e a área de superfície aumenta, a quantidade de água exigida pelo concreto aumenta. Assim, a percepção na técnica é que há uma tensão entre 1) diminuir o tamanho das partículas de sílica e 2) manter o teor de água baixo o suficiente para que a formação de capilares e vazios seja minimizada. Assim, acredita-se que em tamanhos de partícula pequenos, existe o risco de que a exigência de água supere os benefícios estruturais fornecidos pela sílica. Ilustrando esse fato, os requerentes constataram que, se a sílica amorfa prescrita for adicionada à mistura de cimento ou concreto em outros pontos na preparação da mistura de concreto derramável, como, por exemplo, a qualquer momento antes da mistura relativamente completa de água e mistura de cimento (antes ou com a água que molha a mistura de cimento, o concreto derramado resultante pode exibir significativamente mais capilares, vazios e/ou água de purga superficial resultante do que se a sílica amorfa for adicionada após a mistura completa da mistura de água e cimento. Assim, é verdadeiramente surpreendente que se a sílica for adicionada (preferencialmente como sílica coloidal amorfa ou sílica precipitada) em um ponto após o cimento e a água terem sido completamente misturados, a formação de capilares e vazios é reduzida ou eliminada, a evaporação da água é retardada e superfícies recém-derramadas e parcialmente curadas são, em geral, e trabalhadas facilmente, muitas vezes sem a adição de água de acabamento. Em geral, seria esperado que algum grau de benefício pudesse ser observado quando a sílica é adicionada após a água, mesmo se a mistura completa da mistura de água e cimento não tivesses ocorrido.
[0057] O sucesso de adição retardada de nanossílica é particularmente surpreendente à luz do que foi descoberto sobre como fatores tais como o tamanho e área superficial da partícula de nanossílica afetam as propriedades do concreto, mais notavelmente a resistência à compressão, quando introduzida como sílica coloidal em misturas de formação de concreto.
Um resumo de algumas descobertas na técnica, as descobertas mais recentes das quais os inventores tomam conhecimento após sua própria experimentação, é o seguinte.
O uso de nanossílica coloidal (sílica com tamanho médio de partícula inferior a cerca de 100 nm e, particularmente, sílica com tamanho médio de partícula inferior a cerca de 10 a 15 nm) em misturas de formação de concreto tem sido repleto de problemas relativos à resistência à compressão, entre outras propriedades do concreto resultante.
Por exemplo, estudos anteriores mostraram que a sílica com tamanho de partícula maior, tal como, por exemplo, sílica ativa (cerca de 145 nm) geralmente tem um efeito positivo sobre a resistência à compressão em uma ampla faixa de tamanhos de partícula e carregamentos.
No entanto, partículas menores de sílica têm uma correlação muito mais complicada com a resistência à compressão.
Estudos recentes mostraram que as partículas de nanossílica tendem a se aglomerar em soluções coloidais. (Partículas de sílica não nanométrica, tais como, por exemplo, sílica ativa, têm maior potencial de superfície e são muito menos inclinadas a aglomerar). Os estudos mostram adicionalmente que tais aglomerados, quando introduzidos em misturas de formação de concreto e não suficientemente dispersos posteriormente, tal como, por exemplo, por agitação, podem se tornar espaços no produto final de concreto que são desprovidos de estrutura da matriz de concreto, afetando negativamente a resistência à compressão e outras propriedades.
No entanto, os estudos também mostram que a área de superfície extensa proporcionada pela nanossílica para a reação pozolânica, que é muito maior (em mais de uma ordem de magnitude, muitas vezes várias) do que a de sílica não nanométrica, faz com que a reação de formação de matriz C-S-H experimente competição de reações na superfície da sílica.
Como resultado, a disponibilidade de uma grande quantidade de área de superfície pode resultar em uma matriz C-S-H mais fraca, resultando em menor resistência à compressão.
Assim, na busca por parâmetros de carregamento da nanossílica que aumentem a resistência à compressão, pode ocorrer uma tensão entre 1) a persistência dos agregados na mistura de formação de concreto e 2) a agitação da mistura de formação de concreto ou a aplicação de outros modos de dispersão, de modo que os agregados sejam reduzidos ou eliminados, mas que resulta em um aumento na quantidade de área de superfície de sílica exposta.
[0058] Foram encontrados contratempos nas tentativas do inventor de usar a nanossílica no campo. Verificou-se que os carregamentos de sílica que produzem claramente ganhos de resistência à compressão no laboratório, quando preparadas por procedimentos padrão, tais como ASTM 305-06, muitas vezes não conseguem dar ganhos de resistência à compressão quando usadas de forma padrão em um processo de larga escala sujeito às restrições de preparação de um derramamento industrial, por exemplo, um processo de caminhão betoneira. Além disso, o concreto foi frequentemente comprometido teologicamente, por ter baixa fluidez, bem como frequentemente exibindo água de purga, rachaduras, cura e retração superiores a um controle sem sílica.
[0059] Essa dependência de procedimento para os mesmos níveis de carregamento da nanossílica pode ser considerada inesperada devido às diferenças aparentes estarem na escala, bem como no tempo aumentado para completar a mistura de componentes associada ao caminhão betoneira. Um especialista na técnica pode não esperar que os processos que afetam a resistência à compressão ocorram na escala de tempo relativamente breve envolvida na mistura inicial dos componentes de concreto, de modo que as diferenças nos tempos de mistura afetariam a resistência à compressão. Isso é especialmente verdadeiro dado que os cilindros de teste são retirados na hora do derramamento; ou seja, poderia ser alegado que as diferenças na resistência à compressão medida não são nem mesmo parcialmente atribuíveis ao tamanho maior da laje versus tamanho da amostra.
[0060] Além disso, após extensa experimentação, foi constatado que a adição de sílica no final do processo de mistura, como descrito infra, restaurou o efeito de aumento da resistência à compressão da nanossílica. Esse foi um resultado inesperado, porque muito, se não quase toda a agitação da mistura ocorreu no momento em que a nanossílica é finalmente adicionada. Assim,
quaisquer agregados têm menos probabilidade de se dissipar completamente na mistura de concreto e, teoricamente, enfraquecer o concreto, como descrito acima. Em geral, foi constatado que em uma escala de construção, a adição da nanossílica coloidal após a adição de água dá uma mistura de concreto que é mais derramável e um produto de concreto que apresenta resistência à compressão, fluidez e resistência ao desgaste aumentados; bem como rachaduras, ondulações e encolhimento diminuídos em relação às amostras de adição padrão e amostras de controle sem sílica.
[0061] Uma mistura de concreto é criada a partir de componentes que compreendem quantidades de a) uma mistura de cimento seca; b) água; c) sílica amorfa e d) agregado e/ou areia.
[0062] As misturas de cimento secas geralmente têm um teor de água recomendado que dá uma razão água/cimento que fornece uma mistura de concreto que tem uma combinação de características desejáveis de derramamento e cura. Em alguns casos, o teor de água recomendado abrange uma variedade de teores de água. Como indicado infra, o teor de água inicial da mistura de concreto antes do derramamento pode dar origem a problemas durante a cura e acabamento que reduzem a qualidade da instalação de concreto resultante (laje, sapata, etc.). É comum que medidas de redução de água, tais como o uso de “redutores de água” e superplastificantes sejam empregadas no interesse de reduzir falhas estruturais mediadas por água no concreto curado. Deve ser observado que, embora os benefícios da presente invenção devam ser evidentes em circunstâncias em que o teor de água está sendo reduzido abaixo daquele recomendado pelo fabricante, a presente invenção pode ser usada para fornecer o concreto inventivo em situações em que a água incluída na mistura de concreto é igual ou maior do que a quantidade especificada pelo fabricante da mistura de cimento seca. Redutores de água na mistura de concreto geralmente são desnecessários.
[0063] Assim, em um aspecto amplo, a mistura de cimento e a água presentes na mistura de concreto estão presentes na mistura nas seguintes proporções:
[0064] Uma quantidade de água; e uma quantidade de mistura de cimento seca, em que a dita mistura de cimento é caracterizada por: i) um valor de razão água/cimento sugerido pelo fabricante; em que a dita razão sugerida está na faixa de cerca de 0,35 a cerca de 0,65; e em que após a combinação com a quantidade de água, a razão água/cimento é maior do que o valor correspondente a cerca de 10% menor do que o valor sugerido, mas menor do que o valor que corresponde a cerca de 30% a mais do que o valor sugerido; ou ii) uma faixa de razão água/cimento sugerida pelo fabricante, que tem um valor superior e um valor inferior, e em que após a combinação com a quantidade de água, a razão água/cimento é maior do que o valor correspondente a cerca de 10% menor do que o valor inferior e não maior do que o valor correspondente a cerca de 30% a mais do que o valor superior; ou iii) uma quantidade tal que, após a combinação com a quantidade de água, a razão água/cimento está na faixa de cerca de 0,35 a 0,65;
[0065] Geralmente é esperado que os benefícios da invenção se manifestem com o uso de tipos comercialmente úteis de cimento Portland. A mistura de cimento é uma ou mais dos tipos comumente usados na construção, tais como, por exemplo, cimentos Portland dos Tipos I, II, III, IV e V.
[0066] A quantidade de água acima é adicionada à mistura de cimento. Essa quantidade inclui toda a água que é combinada com a mistura de concreto que compreende pelo menos a mistura de cimento, exceto água introduzida com a sílica no caso de formulações contendo água, tais como coloides, dispersões, emulsões e similares. Como detalhado adicionalmente abaixo, a água pode ser combinada com a mistura de concreto que compreende pelo menos a mistura de cimento em múltiplas porções, tais como, por exemplo, a adição de uma segunda porção de água (por exemplo, "água residual") após uma primeira porção de água ter sido combinada com a mistura de concreto e agitada por um tempo. Observe-se que às vezes água é aplicada à superfície do concreto após o mesmo estar parcialmente curado, para evitar a secagem prematura da superfície, que poderia resultar em encolhimento, bem como em dificuldades posteriores no trabalho e acabamento. Essa água de “acabamento” não está incluída na quantidade de água. Em outras modalidades, a razão água/cimento está na faixa de cerca de 0,38 a 0,55 ou, em modalidades mais específicas, na faixa de cerca de 0,48 a cerca de 0,52, ou na faixa de cerca de 0,38 a cerca de 0,42.
[0067] Em uma modalidade mais preferencial, em referência a i), ii) e iii), acima, a mistura de água e cimento está presente na mistura de concreto nas proporções em que após a combinação da quantidade de mistura de cimento seco com a quantidade de água, a razão água/cimento é: igual ou maior do que o valor sugerido, mas não maior do que o valor que corresponde a 30% a mais do que o valor sugerido; ou igual ou maior do que o valor superior da faixa sugerida, mas não maior do que o valor que corresponde a cerca de 30% a mais do que o valor superior; ou pelo menos 0,35, mas não maior do que 0,65.
[0068] O tamanho de partícula de sílica amorfa é particularmente importante. Tamanhos de partícula maiores, tais como os encontrados na sílica micronizada, geralmente não reduzem a formação de capilares e vazios no grau visto quando a sílica amorfa dimensionada como prescrito no presente documento é usada nas quantidades prescritas. A mistura de concreto inventiva compreende uma quantidade de nanossílica amorfa, que está preferencialmente presente em uma quantidade na faixa de cerca de 0,1 a cerca de 7,0 onças (2,83 a 198,45 g) por centena de peso de cimento (cwt) em a), e tem tamanhos de partícula tais que o tamanho de partícula de sílica médio esteja na faixa de cerca de 1 a cerca de 55 nanômetros e/ou em que a área superficial das partículas de sílica esteja na faixa de cerca de 300 a cerca de 900 m 2/g, ou em outras modalidades, de cerca de 450 a cerca de 900 m2/g.
[0069] A sílica amorfa de várias fontes é geralmente adequada, desde que seja caracterizada pelos parâmetros de tamanho de partícula e área de superfície acima. Exemplos não limitantes de sílica amorfa adequada incluem sílica coloidal, sílica precipitada, sílica gel e sílica pirogênica. No entanto, sílica amorfa coloidal e sílica gel são preferenciais, e a sílica amorfa coloidal é a mais preferencial.
[0070] Em modalidades adicionais, o tamanho de partícula de sílica está na faixa de cerca de 5 a cerca de 55 nm. São preferenciais as partículas com tamanho médio de partícula inferior a cerca de 25 nm, senso o tamanho médio de partícula inferior a cerca de 10 nm mais preferencial e o tamanho médio de partícula inferior a cerca de 7,9 nm ainda mais preferencial. Uma razão de peso preferencial no concreto é de cerca de 0,1 a cerca de 3 onças (2,83 a cerca de 85,05 g) de sílica amorfa por 100 libras (45,36 kg) de cimento (não incluindo água, agregado, areia ou outros aditivos). Uma razão de peso mais preferencial no concreto é de cerca de 0,1 a cerca de 1 onça (2,83 a 28,35 g) de sílica amorfa por 100 libras (45,36 kg) de cimento (novamente, não incluindo água, agregado, areia ou outros aditivos). Ainda mais preferencial é cerca de 0,45 a cerca de 0,75 onça (12,76 a cerca de 21,26 g) de sílica amorfa por 100 libras (45,36 kg) de cimento (novamente, não incluindo água, agregado, areia ou outros aditivos). Surpreendentemente, acima de cerca de 3 a cerca de 4 onças (85,05 a cerca de 113,40 g) da nanossílica amorfa por 100 libras (45,36 kg) de mistura de cimento, a mistura de concreto pode se tornar difícil de derramar ou trabalhar, e a resistência à compressão pode sofrer muito, até mesmo em relação aos controles sem sílica. Por outro lado, quantidades acima de cerca de 1 onça (28,35 g) por 100 libras (45,36 kg) de cimento geralmente dão ganhos de resistência à compressão decrescentes em relação à faixa preferencial de cerca de 0,45 a cerca de 0,75 onças (12,76 a cerca de 21,26 g) de sílica amorfa por 100 libras (45,36 kg) de cimento. A faixa preferencial dada é a mais economicamente viável, ou seja, acima disso, os ganhos de resistência à compressão são menores por unidade adicional de sílica, e o aumento do custo da sílica por unidade de resistência à compressão pode fazer com que o custo do concreto se torne proibitivo.
[0071] Sílicas amorfas com áreas de superfície na faixa de cerca de 50 a cerca de 900 m2/grama são preferenciais, com cerca de 150 a cerca de 900 m2/grama mais preferencial, e cerca de 400 a cerca de 900 m2/grama ainda mais preferencial, e 450 a 700 m2/grama ou 500 a 600 m2/grama ainda mais preferencial. A sílica amorfa com um pH alcalino (pH de aproximadamente 7 e superior), sendo mais preferencial um pH na faixa de 8 a 11.
[0072] Em ainda outra modalidade, a sílica amorfa é fornecida pelo uso de
E5 INTERNAL CURE, um aditivo disponível comercialmente na Specification Products LLC, que contém cerca de 15% em peso de sílica amorfa em cerca de 85% em peso de água. As características das partículas de sílica são um tamanho médio de partícula inferior a cerca de 10 nm (medido pelo método BET) e uma área de superfície de cerca de 550 m2/g. Em uma modalidade, a razão em peso entre E5 INTERNAL CURE e cimento está na faixa de cerca de 1 a cerca de 20 onças (28,35 a cerca de 566,99 g) de E5 INTERNAL CURE para 100 lb (45,36 kg) de cimento (não incluindo água, areia, agregado ou outros aditivos). Mais preferencialmente, a razão em peso entre E5 INTERNAL CURE e cimento está na faixa de cerca de 1 a cerca de 10 onças (28,35 a cerca de 283,50 g) de E5 INTERNAL CURE para cerca de 100 lb (45,36 kg) de cimento (não incluindo água, areia, agregado ou outros aditivos). Uma razão de peso mais preferencial entre E5 INTERNAL CURE e cimento está na faixa de cerca de 1 a cerca de 5 onças (28,35 a cerca de 141,75 g) de E5 INTERNAL CURE para cerca de 100 lb (45,36 kg) de cimento, sendo cerca de 3 a cerca de 5 onças (85,05 a cerca de 141,75 g) de E5 INTERNAL CURE para cerca de 100 lb (45,36 kg) de cimento (não incluindo água, areia, agregado ou outros aditivos) ainda mais preferencial. Surpreendentemente, o uso de mais do que cerca de 20 onças (566,99 g) de E5 para cerca de 100 lb (45,36 kg) de cimento (novamente, não incluindo água, areia, agregado ou outros aditivos) pode deixar de ser benéfico, visto que benefícios adicionais de água ou resistência à compressão podem não ser observados ou podem ser minimamente observados. A mistura de concreto resultante pode ser difícil de derramar e qualquer concreto resultante pode ser de baixa qualidade. Observe-se que a qualidade do concreto diminui com a distância da faixa preferencial de cerca de 3 a cerca de 5 onças (85,05 a cerca de 141,75 g) por 100 lb (45,36 kg) de cimento, mas a resistência à compressão ainda pode ser melhorada em relação à ausência da sílica coloidal amorfa E5 INTERNAL CURE. Em modalidades preferenciais, a sílica coloidal adicionada à mistura de concreto está na faixa de cerca de 40 a cerca de 98% em peso de sílica, sendo 60 a 95% em peso preferencial e 70 a 92% em peso mais preferencial e 75 a 90% em peso ainda mais preferencial.
[0073] O agregado e a areia podem geralmente ser usados no concreto inventivo em quantidades conhecidas na técnica para fins de construção. Em uma modalidade, é usada uma quantidade de agregado e/ou uma quantidade de areia de modo que totalizem uma quantidade na faixa de cerca de 400 a cerca de 700% em peso por peso de cimento (bwoc). Em geral, uma mistura de concreto é preparada com componentes que compreendem mistura de cimento, água e, preferencialmente, uma quantidade de agregado e areia (algumas vezes denominados na técnica como "agregado grande" e "agregado pequeno", respectivamente). É permitido que a mistura de concreto compreenda apenas um dos dois, tal como apenas areia ou apenas agregado, mas é preferencial que a mistura compreenda pelo menos uma quantidade de cada. Areia e agregados podem contribuir para o conteúdo de sílica da mistura de cimento e, portanto, os mesmos podem afetar (ou seja, aumentar um pouco) a exigência de água da mistura de concreto. Geralmente, a maioria dos tipos de agregados que são apropriados para o uso em que o concreto deve ser colocado podem ser usados. São incluídos agregados maiores, tais como brita de calcário grossa, britada, graus maiores de pedra limpa britada e similares, bem como agregados menores, tais como os graus menores de pedra limpa britada, brita de calcário fina e similares. Da mesma forma, podem ser usados muitos tipos de areia, tais como areia de fossa (grossa), areia de rio e similares. Geralmente, em aplicações de concreto, “areia grossa” é preferencial à “areia macia”, que é sabidamente mais apropriada para uso em argamassas. No entanto, pode-se esperar que a areia macia tenha uma exigência de água diferente da areia grossa quando usada na preparação do concreto. Como é conhecido na técnica, as aplicações de sustentação de peso podem exigir um agregado maior, tal como calcário grosso britado. Esse agregado maior é preferencial para aplicações de concreto derramado, os agregados maiores são particularmente preferenciais para uso em lajes de construção derramadas, tais como, por exemplo, brita de calcário britada grossa e graus maiores de pedra limpa britada e areia de poço.
[0074] A razão entre agregado e areia, em conjunto, com base no peso do cimento (bwoc) é preferencialmente na faixa de cerca de 2.000 a cerca de 4.000 libras (907,18 a cerca de 1.814,37 kg) por jarda (0,91 m) de mistura de cimento seco (na faixa de cerca de 520 a cerca de 610 libras (235,87 a cerca de 276,69 kg) por jarda (0,91 m), ou mais preferencialmente de cerca de 560 a cerca de 570 libras (254,01 a cerca de 258,55 kg) por jarda (0,91 m), ainda mais preferencialmente, cerca de 564 libras (255,83 kg) por jarda (0,91 m). Mais preferencial é uma razão combinada de agregado e areia na faixa de cerca de 2700 a cerca de 3300 libras (1.224,70 a cerca de 1.496,85 kg) por jarda (0,91 m) de mistura de cimento seco. Mais preferencial é uma faixa de cerca de 2.900 a cerca de 3.100 libras (1.315,42 a cerca de 1.406,14 kg) por jarda (0,91 m) de mistura de cimento seco. Em outra modalidade, o peso de agregado e areia é entre 50 e 90% em peso com base no peso do concreto, sendo uma faixa de cerca de 70 a cerca de 85% em peso preferencial. As quantidades relativas de agregado e areia não são críticas, mas são preferencialmente na faixa de cerca de 20% em peso a cerca de 70% em peso de areia com base no peso combinado da areia e do agregado, sendo cerca de 40% em peso a cerca de 50% em peso de areia preferencial.
[0075] Foi descoberto, especialmente em derramamentos em escala comercial, que mesmo as pequenas quantidades de nanossílica amorfa exigidas para produzir os benefícios revelados, quando adicionadas à mistura de cimento antes da água, podem ser prejudiciais para a fluidez da mistura de concreto, bem como a qualidade do concreto resultante, até mesmo tornando o concreto inadequado. O processo da presente invenção geralmente inclui a situação em que pelo menos uma porção da quantidade de água é adicionada antes da adição da quantidade de nanossílica amorfa, com pelo menos um período de agitação entre as adições para distribuir a água antes da adição da sílica amorfa. Na prática, alguma água pode ser adicionada posteriormente no processo de preparação, se desejado. Por exemplo, sabe-se que adicionar água em duas (ou mais) porções, tal como a prática de adicionar uma porção como “água residual” após a adição e agitação de uma primeira porção. Em uma modalidade, a sílica amorfa é adicionada como uma sílica coloidal com uma segunda porção de água. Em uma modalidade preferencial, a sílica coloidal é adicionada após a adição de água que foi adicionada em duas porções, com agitação após a adição de cada porção.
[0076] Assim, mais geralmente, a quantidade de água pode ser adicionada em sua totalidade ou adicionada em porções que compreendem uma porção inicial, que compreende na faixa de cerca de 20% em peso a cerca de 95% em peso da quantidade de água e uma porção de água residual, que compreende o restante; em que a porção inicial de água é combinada com a quantidade de mistura de cimento e os componentes de agregado/areia para formar uma primeira mistura; e em que a sílica amorfa é adicionada a uma mistura que compreende a quantidade de mistura de cimento, os componentes de agregado/areia e a porção inicial de água para formar uma segunda mistura. É ainda mais preferencial uma porção inicial que compreende na faixa de 35 a cerca de 60% em peso da quantidade de água.
[0077] (As três situações abaixo (ou seja, “situação 1”, “situação 2” e “situação 3”) correspondem, respectivamente a i) a adição da sílica após a adição da água residual; ii) a adição da sílica antes da adição da água residual e iii) a adição conjunta da sílica com a água residual).
[0078] Em modalidades com adição de água dividida, em que a água residual é 1) adicionada à primeira mistura ou 2) adicionada à segunda mistura ou 3) adicionada em conjunto com a sílica amorfa à primeira mistura, em que a sílica amorfa e a água residual são, opcionalmente, intercombinadas; e em que 1) a primeira mistura é agitada por um tempo t11 antes da adição da água residual, por um tempo t12 após a adição da água residual, mas antes da adição da sílica amorfa, e por um tempo t13 após a adição da sílica amorfa; ou 2) a segunda mistura é agitada por um tempo t21 antes da adição da sílica amorfa, por um tempo t22 após a adição da sílica amorfa, mas antes da adição da água residual, e por um tempo t23 após a adição da água residual; ou 3) a segunda mistura é agitada por um tempo t31 antes da adição conjunta da sílica amorfa e da água residual, e após o que a mistura de concreto é então agitada por um tempo t32;
[0079] Na situação 1), em que a segunda porção de água (água residual) é adicionada a uma mistura de concreto que compreende uma primeira porção de água, a quantidade de mistura de cimento e os componentes areia/agregado, t 11 é preferencialmente na faixa de cerca de 2 a cerca de 8 minutos, sendo cerca de 3 a cerca de 6 minutos mais preferencial e em uma velocidade de mistura (tal como por exemplo, em um caminhão betoneira) preferencialmente na faixa de cerca de 2 a cerca de 5 rpm. O tempo t12 é preferencialmente na faixa de cerca de 0,5 a cerca de 4 minutos, com uma faixa mais preferencial de cerca de 1 a 2 minutos, em uma velocidade de mistura na faixa de cerca de 2 a cerca de 5 rpm. O tempo t13 é, preferencialmente, na faixa de cerca de 2 a cerca de 10 minutos, sendo uma faixa de cerca de 5 a cerca de 10 minutos mais preferencial, com uma velocidade de mistura relativamente alta em uma taxa na faixa de cerca de 12 a cerca de 15 rpm. Após a mistura de taxa alta, a taxa pode ser diminuída para uma taxa na faixa de cerca de 2 a cerca de 5 rpm por um tempo, tal como, por exemplo, um tempo de trânsito para um local de derramamento. Os padrões de tempo de trânsito são definidos pelo American Concrete Institute. Por exemplo, o concreto deve ser derramado dentro de 60 minutos do final da mistura de alta taxa se a temperatura for de 90 F (32,22 ºC) ou mais, e dentro de 90 minutos se a temperatura for inferior a 90 F (32,22 ºC).
[0080] Na situação 2), em que a segunda porção de água (água residual) é adicionada a uma mistura de concreto que compreende uma primeira porção de água, a quantidade de mistura de cimento e os componentes areia/agregado, e a sílica amorfa, t21 é preferencialmente na faixa de cerca de 2 a cerca de 8 minutos, sendo cerca de 3 a cerca de 6 minutos mais preferencial e em uma velocidade de mistura (tal como por exemplo, em um caminhão betoneira) preferencialmente na faixa de cerca de 2 a cerca de 5 rpm. O tempo t 22 é preferencialmente na faixa de cerca de 0,5 a cerca de 2 minutos, com uma faixa mais preferencial de cerca de 0,5 a 1 minuto, em uma velocidade de mistura na faixa de cerca de 2 a cerca de 5 rpm. O tempo t23 é, preferencialmente, na faixa de cerca de 2 a cerca de 10 minutos, sendo uma faixa de cerca de 5 a cerca de 10 minutos mais preferencial, com uma velocidade de mistura relativamente alta em uma taxa na faixa de cerca de 12 a cerca de 15 rpm. Após a mistura de taxa alta, a taxa pode ser diminuída para uma taxa na faixa de cerca de 2 a cerca de 5 rpm por um tempo, tal como, por exemplo, um tempo de trânsito para um local de derramamento. Como observado acima, os padrões de tempo de trânsito são definidos pelo American Concrete Institute.
[0081] Na situação 3), em que a água residual é adicionada em conjunto com a sílica amorfa à primeira mistura, em que a sílica amorfa e a água residual são,
opcionalmente, intercombinadas, t31 é preferencialmente na faixa de cerca de 2 a cerca de 8 minutos, sendo cerca de 3 a cerca de 6 minutos mais preferencial, e em uma velocidade de mistura (tal como por exemplo, em um caminhão betoneira) preferencialmente na faixa de cerca de 2 a cerca de 5 rpm. O tempo t32 é preferencialmente na faixa de cerca de 2 a cerca de 10 minutos, sendo uma faixa de cerca de 5 a cerca de 10 minutos mais preferencial, com uma velocidade de mistura relativamente alta em uma taxa na faixa de cerca de 12 a cerca de 15 rpm. Após a mistura de taxa alta, a taxa pode ser diminuída para uma taxa na faixa de cerca de 2 a cerca de 5 rpm por um tempo, tal como, por exemplo, um tempo de trânsito para um local de derramamento. Como observado acima, os padrões de tempo de trânsito são definidos pelo American Concrete Institute.
[0082] Em outra modalidade, toda a quantidade de água é adicionada à quantidade de mistura de cimento e os componentes de agregado/areia para formar uma mistura, após o que a dita mistura é agitada por um tempo t a antes da adição da sílica amorfa, após o que a mistura de concreto é então agitada por um tempo antes do derramamento. A adição de toda a quantidade de água de uma vez é útil no caso de processos em lote úmido. O tempo t a é preferencialmente na faixa de cerca de 2 a cerca de 8 minutos, sendo cerca de 3 a cerca de 6 minutos mais preferencial, e em uma velocidade de mistura (tal como por exemplo, em um caminhão betoneira) preferencialmente na faixa de cerca de 2 a cerca de 5 rpm. O tempo tb é preferencialmente na faixa de cerca de 2 a cerca de 10 minutos, sendo uma faixa de cerca de 5 a cerca de 10 minutos mais preferencial, com uma velocidade de mistura relativamente alta em uma taxa na faixa de cerca de 12 a cerca de 15 rpm. Após a mistura de taxa alta, a taxa pode ser diminuída para uma taxa na faixa de cerca de 2 a cerca de 5 rpm por um tempo, tal como, por exemplo, um tempo de trânsito para um local de derramamento. Como observado acima, os padrões de tempo de trânsito são definidos pelo American Concrete Institute. Embora os benefícios da invenção sejam geralmente observados no caso de uma única adição de água, na prática, a divisão em duas porções de água é geralmente respeitada. Após a agitação de uma mistura de concreto que compreende uma primeira porção, o uso de uma segunda porção tem a vantagem de lavar para dentro do caminhão betoneira os restos de mistura de cimento insuficientemente misturada de perto da boca do barril.
[0083] A mistura de concreto pode ser preparada em uma situação de lote úmido (“mistura central”) ou seco (“mistura de trânsito”). No modo de lote úmido, os componentes secos são misturados com a quantidade de água seguida da sílica amorfa para fornecer a mistura do concreto, em uma das formas indicadas acima. A mistura é agitada como acima ou introduzida em um caminhão betoneira e agitada com o mesmo como indicado acima. Essencialmente, as situações de lote úmido e seco são semelhantes, exceto que parte do procedimento para um lote úmido é realizada fora do caminhão betoneira (por exemplo, na fábrica). Lote seco (“mistura de trânsito”) é, de certa forma, preferencial. Por exemplo, 40 mais ou menos 20%, ou, em modalidades adicionais, mais ou menos 10% da quantidade total de água a ser usada na preparação da mistura de concreto, areia e agregado grosso usados no lote são carregados em um caminhão betoneira. A mistura de cimento, agregado grosso e areia são misturados em conjunto e carregados no caminhão betoneira. A água restante é, em seguida, carregada no caminhão betoneira. Uma vez que os componentes secos e a água estão completamente misturados, a sílica amorfa é adicionada e a mistura é misturada por 5 a 10 minutos. A mistura ocorre preferencialmente em velocidades de rotação do tambor relativamente altas, tal como, por exemplo, uma velocidade na faixa de cerca de 12 a cerca de 15 rpm. Uma vez que a mistura em alta velocidade tenha ocorrido, o lote pode ser derramado. No entanto, é permitido ter um período de tempo entre a mistura em alta velocidade e o derramamento, tal como o tempo de transporte até o local de derramamento. Em geral, desde que o concreto seja misturado a velocidades mais baixas, tal como, por exemplo, cerca de 3 a cerca de 5 rpm, um tempo entre a mistura de alta velocidade e o derramamento na faixa de cerca de 1 a cerca de 60 minutos é permitido.
[0084] Em uma modalidade, é particularmente conveniente adicionar a sílica a um caminhão betoneira, que contém a água, cimento e outros componentes secos, uma vez que o caminhão betoneira tenha chegado ao local de derramamento. Foi constatado adicionalmente que após a sílica amorfa ter sido adicionada, a mistura de concreto/sílica deve ser misturada, antes de vazar, por um tempo, mais preferencialmente pelo menos de cerca de 5 a cerca de 10 minutos. No entanto, outros períodos de tempo podem ser permitidos no que diz respeito à obtenção, pelo menos parcialmente, dos benefícios da invenção.
[0085] Os benefícios da invenção podem ser esperados em variantes usadas comercialmente do processo acima, desde que a sílica amorfa seja adicionada no final, após a mistura dos componentes secos e da primeira e segunda porções de água (ou com a segunda porção de água), e a mistura de sílica adicionada seja misturada por um tempo como especificado no presente documento antes de ser derramada.
[0086] A mistura de concreto é então derramada para formar uma instalação de concreto. Em uma modalidade preferencial, a mistura de concreto é formada e agitada no contexto de um derramamento em escala industrial, tal como a preparação de sapatas ou lajes. Em uma modalidade adicional, a mistura de concreto é criada com e dentro do equipamento que mantém a mistura à medida que a mesma está sendo criada, e que também tem a capacidade para agitar a mistura, tal como, por exemplo, um caminhão betoneira.
[0087] Uma vantagem do presente processo inventivo é que a água na formação do concreto, tal como por exemplo, uma laje, formulada de acordo com a presente invenção, parece ser imobilizada na formação em vez de perdida por evaporação. O destino provável de grande parte dessa água é participar na hidratação em períodos prolongados de tempo, em vez de formar capilares e vazios. Assim, espera-se que, independentemente da espessura, lajes, paredes e outras formações de concreto apresentem uma redução ou ausência de vazios e capilares, e um ganho relacionado na resistência à compressão. A formação de concreto com estrutura melhorada e resistência à compressão com espessuras de até cerca de 20 pés (6,1 m) pode ser formada com o concreto da presente invenção.
[0088] Uma vantagem do presente processo inventivo é que o concreto derramado é menos danificado pela secagem provocada por condições ambientais, tais como temperatura, umidade relativa e movimento do ar, tal como vento. Por exemplo, concreto de boa qualidade pode ser produzido em velocidades de vento de até 50 mph (80,5 km/h), temperaturas de até 120 °F (48,9 °C) e tão baixas quanto 10 °F (-12,2 °C), e umidades relativas tão baixas quanto 5% e tão altas quanto 85% ou até mesmo maiores.
[0089] A resistência à compressão do concreto formado pelo método da presente invenção é geralmente aumentada em relação ao concreto formado por métodos que são semelhantes ou, preferencialmente, os mesmos, exceto para a adição de sílica após a mistura da água, mistura de cimento e materiais de carga (agregado, areia e similares). “Semelhante” ou “o mesmo” aplica-se a condições ambientais, tais como velocidade do vento, umidade relativa e perfil de temperatura, bem como outros fatores ambientais, tais como sombreamento ou ambiente que irradia calor com relação à avaliação de aumento na resistência à compressão. Fatores sob o controle do derramador, tais como tempos e parâmetros de mistura, parâmetros de derramamento (ou seja, dimensões da laje) são mais facilmente calculados. Um aumento na resistência à compressão é preferencialmente avaliado a partir de derramamentos que são idênticos, exceto pela adição da sílica amorfa. Em uma modalidade preferencial, a avaliação é feita a partir de derramamentos que são preparados a partir de quantidades idênticas de ingredientes idênticos, simultaneamente, mas em caminhões betoneira separadas, derramadas lado a lado, ao mesmo tempo, mas com o uso de caminhões betoneira separados. Esses derramamentos são "substancialmente idênticos".
[0090] O aumento na resistência à compressão pode ser na faixa de cerca de 5 a cerca de 40% ou até mais, com base na resistência à compressão do derramamento que não contém sílica de um par de derramamentos substancialmente idênticos. Em modalidades mais comumente observadas, o aumento da resistência à compressão como avaliado através de derramamentos substancialmente idênticos é na faixa de cerca de 10 a cerca de 30%.
[0091] O concreto da presente invenção pode geralmente ser usado em aplicações que exigem concreto derramado, tais como, por exemplo, lajes, fundações e similares. Uma vantagem da presente invenção é que o concreto preparado a partir da mesma tem geralmente uma resistência aumentada à penetração de água e pode, assim, ser usado em aplicações derramadas que são particularmente suscetíveis à exposição à humidade e aos danos associados, tais como fundações.
[0092] Como indicado abaixo, a presente invenção envolve a descoberta de que a nanossílica, quando adicionada a uma mistura de concreto, preferencialmente como uma sílica coloidal, após a adição de pelo menos uma porção de água, fornece um cimento que tem uma resistência à compressão melhorada entre outras propriedades melhoradas, tais como resistência à abrasão e permeabilidade à água.
[0093] Os componentes aditivos de concreto, tais como areia e agregados de tamanhos que são usados na técnica, podem geralmente ser usados no concreto da presente invenção sem destruir os benefícios proporcionados pela presente invenção.
[0094] Assim, é possível usar um concreto, que compreende de água abundante para hidratação, derramamento e trabalho, na preparação de concreto que geralmente não tem as deficiências de outra forma associadas ao concreto, de concreto que tem grandes quantidades de água de transporte. As composições inventivas resultam em concreto que retém água, de modo que as superfícies expostas têm menos probabilidade de secar prematuramente do que o concreto que não teve adição de sílica amorfa. O efeito relativo de retenção de água é observado mesmo em condições ambientais sob as quais a superfície normalmente estaria predisposta a desidratar. O concreto pode, portanto, ser derramado sob uma faixa mais ampla de condições ambientais do que o concreto padrão. As superfícies podem, portanto, ser acabadas com quantidades reduzidas de água superficial, ou mesmo, em alguns casos, sem adicionar água superficial.
[0095] Notavelmente, o encolhimento é reduzido em relação ao concreto contendo quantidades comparáveis de água. Mais notavelmente, a resistência à compressão é aumentada. Esse resultado é geralmente obtido mesmo que o concreto contenha quantidades de água de transporte que colocariam em risco a formação de capilares e vazios na ausência de sílica amorfa.
[0096] Sem desejar ser limitado pela teoria, supõe-se que a sílica amorfa possa imobilizar a água durante a cura de modo que a água seja impedida de migrar, retardando a evaporação, bem como a formação de capilares e vazios. Surpreendentemente, a imobilização não impede que a água participe de uma hidratação estendida de longo prazo, o que proporciona o aumento inesperado da resistência à compressão.
[0097] Um benefício abrangente da presente invenção é a capacidade de não usar água em excesso na reação de cura (hidratação) devido à perda geral de água por evaporação. Esse benefício pode ser obtido até mesmo no caso de concretos que são derramados com níveis de água que são inferiores aos teoricamente exigidos para a hidratação total do concreto, bem como em níveis de água além daquele teoricamente exigido para a hidratação.
[0098] Um problema com os processos de preparação e derramamento de concreto existentes é o risco assumido quando o derramamento é feito em condições abaixo das ideais. Como indicado infra, a umidade relativa, a velocidade do vento e a temperatura, entre outros fatores ambientais, comprometem rotineiramente o padrão de derramamento por causa de seus efeitos nos níveis de água em vários locais sobre e dentro do concreto. Isso pode ocorrer mesmo quando a quantidade de água incluída está em conformidade com a quantidade recomendada de água especificada pelo fabricante da mistura de cimento, seja uma faixa de valores recomendada ou um único valor ótimo especificado. A presente invenção permite a operação nos teores de água sugeridos pelo fabricante de cimento com um risco reduzido de problemas relacionados à água. Esses valores sugeridos geralmente correspondem à quantidade de água que seria exigida para permitir que a reação de hidratação prosseguisse até um grau aceitável ou, em alguns casos, até sua conclusão. Na prática dessa invenção, o uso de água nas quantidades especificadas pelo fabricante de cimento é preferencial. No entanto, a presente invenção também reduz o risco de problemas de água em relação a outros processos, mesmo quando o teor de água se desvia do especificado pelo fabricante. Assim, em algumas modalidades, o teor de água está dentro da faixa de cerca de -30% do valor mais baixo especificado pelas especificações do fabricante e +30% do maior valor especificado pelas especificações do fabricante, com base no peso da água adicionada ao cimento antes da adição da sílica coloidal amorfa ou outra sílica descrita no presente documento.
[0099] Ainda outro benefício da presente invenção decorre da capacidade de formulações da mesma para reter água para o benefício de hidratação prolongada sem a formação de capilares e reservatórios vazios. É conhecido na técnica que a adição de agregado, areia e outros materiais de volume e reforço comumente incluídos ao cimento para formar concreto geralmente exigem água adicional para acomodá-los no concreto e pode realmente promover a formação de capilares e, especialmente, reservatórios vazios. Esses reservatórios estão associados e localizados em relação às superfícies dos materiais incluídos. Em geral, os agregados e materiais mais preferenciais são de qualidade tal que os mesmos se associam intimamente com o concreto sobre suas áreas de superfície, de modo que durante a hidratação, a formação de reservatório é minimizada, assim como a perda associada de resistência à compressão. No entanto, esses materiais incluídos de alta qualidade são geralmente antieconômicos. Surpreendentemente, mesmo na presença de agregados, a inclusão de partículas de sílica amorfa pode reduzir ou prevenir a formação de reservatórios vazios e capilares. Sem desejar ser limitado pela teoria, a redução de tais imperfeições, particularmente reservatórios vazios, e o aumento associado na resistência à compressão, tende a indicar que as partículas de sílica amorfa de área de superfície alta estão participando em uma associação direta com o material incluído, independentemente de qualidade abaixo do ideal do material. Essa associação pode excluir a água e fortalecer a fixação do concreto ao material incluído.
[00100] Ainda outro benefício da presente invenção é que as formulações de concreto preparadas a partir da mesma podem ser derramáveis e/ou trabalháveis sem o uso dos chamados "superplastificantes". Exemplos não limitantes de tais superplastificantes incluem ligninsulfonato, policondensados sulfonados de naftaleno formaldeído, policondensados de melamina formaldeído sulfonados, éteres de policarboxilato e outros componentes superplastificantes sejam os mesmos emulsões, dispersões, pós ou outras formas químicas. Em uma modalidade, as formulações de concreto da presente invenção são derramáveis sem a inclusão de superplastificantes e são livres de superplastificantes ou essencialmente livres de superplastificantes. Por "essencialmente livre de superplastificante", significa que o teor de superplastificante está em quantidades residuais de menos do que cerca de 0,1% com base no peso do cimento.
[00101] Abaixo está uma lista não limitante de aditivos que podem ser usados com a presente invenção. Alternativamente, a mistura de concreto da presente invenção pode ser livre de qualquer um ou de todos os aditivos abaixo, ou de outros aditivos. A lista abaixo é ordenada de acordo com as categorias ASTM C
494. São incluídos os aditivos que são certificados e não certificados pela ASTM C-494.
[00102] Os aditivos podem ser adicionados como um pó ou líquido. • Redutores e retardadores de água normais (Tipo A, B, D) • Faixa de dosagem nominal: 0,5 a 6 OZ (14,16 a 170,1 g)/C • Superplastificantes: Configuração normal e retardamento (Tipo F, G) • Faixa de dosagem nominal: 2 a 40 OZ (56,70 a 1.139,98 g)/C • Aditivos de Aceleração: redutores de água ou não redutores de água (Tipo C, E) • Faixa de dosagem nominal: 2 a 45 OZ (56,70 a 1.275,73 g)/C • Adições Tipo S, como definido em ASTM C 494: • Redutores e retardadores de água de faixa intermediária • Faixa de dosagem nominal: 2 a 45 OZ (56,70 a 1.275,73 g)/C • Inibidores de corrosão • Faixa de dosagem nominal: 0,25 a 5 GAL/Jarda(0,91 m) • MVRA (Aditivos de redução de vapor de umidade) • Faixa de dosagem nominal: 5 a 24 OZ (141,75 a 680,39 g)/C • SRA (aditivos de redução de contração) • Faixa de dosagem nominal: 0,25 a 5 GAL/Jarda(0,91 m) • Estabilizadores de hidratação • Faixa de dosagem nominal: 0,5 a 24 OZ (14,16 a 680,39 g)/C • Modificadores de viscosidade • Faixa de dosagem nominal: 0,25 - 8 (7,09 a 226,80 g)OZ/C
• Aditivos incorporadores de ar: • Faixa de dosagem nominal: OZ como necessário para incorporar ar: 0,1a 36 (2,83 a 1.020,58 g)OZ/C • Agentes de cor; Líquidos e sólidos • Faixa de dosagem nominal: 0,1 a 20 lb (0,05 a 9,07 g)/Jarda (0,91 m) EXEMPLO 1 - FORMULAÇÃO CONCENTRADA (KORKAY NÃO DILUÍDO)
[00103] Laje interna com um tamanho de derramamento de 15.000 pés quadrados (1.393,55 m2) foi derramada. As condições climáticas foram as seguintes: temperatura de 52 a 78 F (11,11 a 25,56 ºC); umidade relativa de 60% e ensolarado. O derramamento começou aproximadamente às 6 h e terminou às 16 h. O concreto foi colocado com o uso da prática normal. 1- Um projeto de concreto tradicional classe A de 6 sacos (564 lbs (296,65 kg)) de cimento para 31 galões de água (SSD – Superfície Seca Saturada) por jarda cúbica (0,7646 m3) (9 jardas (6,88 m3) no total) foi usado para colocar uma laje de concreto interna de 4 polegadas (10,16 centímetros) de espessura com concreto não aerado. Aproximadamente 12 galões de água por jarda cúbica (0,7646 m3) foram adicionados ao caminhão betoneira, seguidos pela mistura de cimento seco (564 libras por jarda (0,91 m)), bem como o agregado e areia (1.250 libras (566,69 kg) de areia e 1.750 libras (793,79 kg) de pedra por jarda (0,91 m)). A água e os componentes secos foram misturados por 1 a 2 minutos e aproximadamente 19 galões de água adicional por jarda (0,91 m) foram então adicionados ao caminhão betoneira. A mistura foi misturada (em um tambor de concreto com uma alta velocidade de 12 a 15 RPM's para a mistura do concreto) por um tempo adicional de 5 a 10 minutos. Quando o motorista estava pronto para transportar o concreto para o local do serviço, o mesmo então reduziu a velocidade do barril de concreto para 3 a 5 RPMs. 2- 203,04 onças totais (5.756,09 g) de E5 INTERNAL CURE (4 onças (113,40 g)/100 libras (45,36 kg) de cimento) foram, em seguida, adicionadas após as 9 jardas (8,23 m) carregadas e agrupadas. Novamente, havia 564 libras (255,83 kg) de cimento e 31 galões de água por jarda cúbica (0,7646 m3). 3- A equipe permitiu que o motorista do caminhão betoneira misturasse o lote por 5 minutos. 4- Depois que a laje foi colocada, houve um tempo de espera de 3 horas até que o processo de desempeno fosse iniciado. 5- Uma desempenadeira mecânica foi usada para realizar o processo de desempeno (movimentação). A velocidade do movimento do processo de desempeno foi de 132 a 146 rotações por minuto.
O processo de desempeno foi realizado por uma hora e meia, momento em que foi determinado que a laje estava pronta para a próxima passagem de desempenadeira mecânica (ou seja, o processo de combinação). Essas determinações são padrão na indústria e têm com base principalmente a textura da superfície da laje. 6- Na tentativa de ajudar a criar uma superfície mais trabalhável com menos atrito, após o processo de movimentação, Korkay Concrete Dissolver, disponível na Tate's Soaps and Surfactants, foi pulverizado em concentrado total (ou seja, não diluído) a uma taxa de 500 pés quadrados (46,45 m2) por galão. 7- A desempenadeira mecânica foi então equipada com lâminas combinadas e o processo de combinação foi realizado.
Durante o processo de combinação, após cerca de 2 passagens no início da laje, foi descoberto que a superfície tinha desenvolvido a aparência de um acabamento tipo plástico.
Naquele momento, a velocidade da lâmina era de cerca de 160 a 175 rotações por minuto.
Esse efeito foi inesperado e anormal.
O operador interrompeu o processo de combinação e, com um martelo, atravessou a superfície.
A mesma era extremamente frágil e rachava facilmente, algo muito indesejável em uma superfície de concreto.
Essa superfície tipo plástico formou um filme sobre toda a laje.
A superfície era opaca, turva e lisa.
A superfície era quase impossível de dar acabamento porque o atrito entre a superfície e as lâminas de combinação era tão grande parava a rotação das lâminas, impedindo, em grande parte, um acabamento adicional eficaz.
Esse atrito rasga e microfissura a superfície, levando a degeneração adicional.
EXEMPLO 2-FORMULAÇÃO ÓTIMA-COM DILUIÇÃO DE CERCA DE 7:1 (ÁGUA: KORKAY) 1- No dia seguinte, o experimento 1 foi repetido com as mesmas razões de peso dos componentes acima.
No entanto, a fim de economizar, a metragem quadrada do tamanho do derramamento foi cortada pela metade. 2- Após o processo de desempeno, mas antes do processo de combinação, o Dissolvedor de Concreto Korkay, disponível na Tate's Soaps and Surfactants, E5 Finish (diluído em 7 partes de água para uma parte de Korkay), foi pulverizado sobre a superfície em uma taxa de pulverização de 1.000 pés quadrados (92,9 m2) por galão. 3- Foi seguida a mesma técnica de acabamento acima, mas foi adicionada uma 3ª desempenadeira mecânica com lâminas de acabamento. A máquina funcionou em sua velocidade máxima (200 a 210 rpm, a velocidade padrão é 180 a 200 rpm) de rotações por minuto. O concreto desenvolveu um brilho tipo plástico, no entanto, ao contrário do Exemplo 1, a superfície não desenvolveu um alto atrito, mas em vez disso, parecia ter um atrito menor do que aquele encontrado mesmo com o acabamento padrão do concreto tradicional. Esse resultado foi inesperado. Além disso, foi descoberto que com o acabamento posterior em velocidades tão altas, a superfície parecia cada vez mais com vidro. Sem desejar se limitar à teoria, pensa-se que, apesar do menor atrito aparente, as velocidades de rotação mais altas estavam resultando em um calor que dava o efeito tipo vidro com tempos de acabamento prolongados. 4- Após o acabamento, o concreto foi examinado e os resultados dos testes mostram que a superfície era de 35% a 40% mais abrasiva (mais difícil de marcar ou riscar de acordo com um teste de dureza de Mohs 7-8 após 3 a 7 dias) do que concreto tradicional (cerca de 4-5 em 28 dias). A superfície foi deixada intacta, diferente do experimento 1. EXEMPLO 3-ENSAIO RILUM
[00104] Esse exemplo foi realizado para determinar se a superfície poderia ser usada em aplicações externas, tais como a criação da superfície tipo plástico ou vidro na superfície externa, tais como calçadas, meios-fios, pavimentação de concreto, etc. As dimensões do tamanho de derramamento foram 50 pés (15,24 m) de comprimento por 5 pés (1,52 m) de largura por 4 polegadas (10,16 cm) de espessura. A temperatura era de 60 °F (15,56 ºC). O derramamento foi iniciado às 9h e concluído às 12h. 1- O cimento de concreto, agregado, areia e conteúdo de E5 e detalhes de preparação são como os Exemplos 1 e 2. 2- A laje foi colocada e esperou-se uma hora. 3- Após uma hora, o processo de desempeno manual na superfície foi iniciado. As juntas de dilatação foram cortadas. 4- Trinta minutos após o término do desempeno, E5 Finish (disponível nos Produtos de Especificação) que é equivalente a 7 partes de água/1 parte de diluição de Korkay foi aplicada à superfície a 1.000 pés quadrados (92,9 m2) por galão. O mesmo foi desempenado na superfície com as desempenadeiras manuais. 5- As juntas foram reabertas e as laterais foram afiladas. 6- Decorridos 15 minutos, a superfície foi avaliada e foi observada a superfície tipo plástico. 7- A superfície foi então marcada com uma vassoura de concreto. 8- No dia seguinte, foi realizado um ensaio de tubo de Rilum. O ensaio Rilum é uma avaliação da porosidade da superfície para determinar se a superfície vai absorver água. O teste leva aproximadamente 30 minutos. Diferente do concreto tradicional, que leva pelo menos absorve de 1,5 a 3 ml em 20 minutos, a nova superfície não absorveu água. Isso levou à constatação de que o procedimento poderia ser usado tanto para superfícies internas quanto externas. EXEMPLO 4
[00105] Local: Shelbyville, Indiana na instalação de caminhões betoneira da Shelby Materials.
[00106] Condições ambientais: O horário de início do derramamento foi às 07h30 com uma temperatura inicial de aproximadamente 60 ° F (15,56 ºC). A temperatura ambiente atingiu um pico em 80 altos durante o dia. A umidade relativa variou de 18% a 67%. A faixa de velocidade do vento foi de 3 a 13 mph (4,83 a 20,92 km/h). ETAPAS E RESULTADOS: 1- Um projeto de concreto tradicional classe A de 6 sacos (564 lbs (296,65 kg)) de cimento para 31 galões de água (SSD – Superfície Seca Saturada) por jarda cúbica (0,7646 m3) (9 jardas (6,88 m3) no total) foi usado para colocar uma laje de concreto interna de 4 polegadas (10,16 centímetros) de espessura com concreto não aerado.
Aproximadamente 12 galões de água por jarda cúbica (0,7646 m3) foram adicionados ao caminhão betoneira, seguidos pela mistura de cimento seco (564 libras por jarda (0,91 m)), bem como o agregado e areia (1.250 libras (566,69 kg) de areia e 1.750 libras (793,79 kg) de pedra por jarda (0,91 m)). A água e os componentes secos foram misturados por 1 a 2 minutos e aproximadamente 19 galões de água adicional por jarda (0,91 m) foram então adicionados ao caminhão betoneira.
A mistura foi misturada (em um tambor de concreto com uma alta velocidade de 12 a 15 rpm para a mistura do concreto) por um tempo adicional de 5 a 10 minutos.
Quando o motorista estava pronto para transportar o concreto para o local do serviço, o mesmo então reduziu a velocidade do barril de concreto para 3 a 5 rpm. 2- 380,7 onças totais (10.792,66 g) de E5 INTERNAL CURE (7,5 onças (212,62 g)/100 libras (45,36 kg) de cimento) foram, em seguida, adicionadas após as 9 jardas (8,23 m) carregadas e agrupadas.
Novamente, havia 564 libras (255,83 kg) de cimento e 31 galões de água por jarda cúbica (0,7646 m3). 3- A equipe permitiu que o motorista do caminhão betoneira misturasse o lote por 5 minutos em 12 a 15 rpm. 4- O caminhão betoneira foi então desacelerado para 2 a 5 rpm e conduzido 15 minutos para o local do serviço.
O concreto foi então despejado nas formas da laje.
A laje localizada de encontro a uma edificação de metal. 5- O processo de acabamento tradicional ocorreu.
Após o derramamento, a laje foi nivelada.
Um rodo-desempenadeira foi então usado para fechar a superfície.
Uma vez que a superfície esteja dura o suficiente para iniciar o processo de acabamento mecânico, métodos apropriados amplamente usados na técnica foram usados para completar o acabamento. 6- Durante o processo de desempeno com rodo, foi observado que o concreto era muito mais fácil de fechar do que em um processo de caminhão betoneira tradicional. 7- Durante o processo de acabamento onde geralmente água de purga está presente, esse processo não apresentou água de purga.
No entanto,
a superfície permaneceu úmida.
A equipe especulou que, diferente do concreto preparado a partir de produtos de caminhão betoneira tradicionais, a água, surpreendentemente, foi retida dentro da superfície de concreto sob condições que, com caminhões betoneira na ausência de E5 INTERNAL CURE, provavelmente forneceriam uma superfície muito mais seca. 8- A equipe então passou 4 horas completando o processo de acabamento do concreto.
Diferente do concreto preparado a partir de caminhões betoneira tradicionais, o processo de acabamento poderia ser executado com as máquinas funcionando a meia aceleração devido à umidade ainda presente na superfície do concreto.
Isso leva a um processo de acabamento muito mais fácil.
O concreto tradicional exige que as máquinas funcionem com uma aceleração de 100% e é um processo mais trabalhoso que envolve um risco maior de danos à superfície durante o acabamento. 9- A equipe também observou que a variação da temperatura térmica interna foi superior a 50 °F (15,56 ºC). Na verdade, devido ao derramamento ser localizado de encontro a uma edificação de metal, a variação da temperatura interna do concreto como medida por sensores internos foi de uma alta diurna de 145 °F (62,78 ºC) a uma baixa noturna de 70 °F (21,11 ºC). Na experiência da equipe, seria de se esperar que essas oscilações de temperatura resultassem em rachaduras significativas no concreto durante a cura (consultar 10, abaixo). Na vasta experiência da equipe, as temperaturas térmicas são geralmente um dos maiores aceleradores da evaporação da umidade na superfície do concreto.
No dia desse derramamento, a equipe percebeu que a umidade permaneceu na superfície e parecia relativamente não afetada pelas oscilações de temperatura térmica.
A equipe sabia que tal comportamento era totalmente diferente do concreto derramado tradicional e poderia ser extremamente útil na indústria. 10- Na experiência da equipe, o concreto tradicional normalmente exigiria o corte com serra em até 24 horas após o derramamento.
No entanto, a equipe não cortou devido à quantidade aumentada de água claramente retida na superfície superior do concreto e a probabilidade de que, como resultado, o tempo de retração (tempo durante o qual a retração normalmente ocorreria) seria diminuído e provavelmente reduziria rachaduras.
Portanto, foi permitido que a laje de concreto permanecesse intacta para que a equipe pudesse determinar quanto tempo levaria para a laje se soltar internamente. Para surpresa da equipe, a laje não se soltou internamente por si própria por 10 dias. Deve-se observar que ocorreram mudanças ambientais significativas, tais como temperatura e chuva. Sem desejar ser limitado pela teoria, a equipe presumiu que a adição de E5 INTERNAL CURE estava fazendo com que grande parte da água fosse retida, provavelmente através da associação química com a sílica amorfa no E5 INTERNAL CURE, em vez de perdida por evaporação. É presumido adicionalmente que grande parte da água retida acabou participando da hidratação para dar cura interna. A retenção de água por associação química com sílica amorfa em E5 INTERNAL CURE (adicionada ao concreto antes do derramamento, tal como, por exemplo, no caminhão betoneira), para ser posteriormente incorporada por hidratação (cura interna) não foi observada antes, como pode ser mais bem determinado pela equipe. EXEMPLO 5
[00107] Isso foi feito para garantir consistência no desempenho do produto e entender o processo para efeito máximo de cura interna.
[00108] Local: Beach Grove, Indiana na usina de caminhões betoneira da Shelby Materials Cronograma: derramado entre 8h30 e 9h35.
[00109] Condições Ambientais: 79 °F (26,11 °C), umidade relativa variou de 61% a 93%, nublado e velocidade do vento variou de 6,9 a 12,7 mph (11,10 a 20,44 km/h).
[00110] Etapas e resultados: 1- O concreto para duas amostras era de 5,5 sacos (517 lbs (234,51 kg)) de cimento, razão de 0,5 água para cimento (31 galões de água (SSD – Superfície Seca Saturada) sem ar incorporado, caimento de 5,5 polegadas (517 lbs (234,51 kg) de cimento, 1.225 libras (666,65 kg) de areia e 1.800 libras (816,47 kg) de pedra por jarda (0,91 m)). O processo de acabamento foi o mesmo do Exemplo 1. 2- A amostra 1 foi derramada como referência. A amostra 1 foi produzida e colocada como uma laje de 4” (10,16 cm) de espessura. A laje de concreto também foi curada pela aplicação de cobertura plástica sobre a laje por
7 dias, como recomendado pelo American Concrete Institute (ACI). A resistência à compressão foi medida 7 dias após o derramamento como sendo 5.760 psi (39,71 Mpa). 3- A amostra 2 foi derramada como com a Amostra 1, mas com a adição, após a mistura do cimento, de agregado e areia (517 lbs (234,51 kg) de cimento, 1.225 libras (666,65 kg) de areia e 1.800 libras (816,47 kg) de pedra por jarda (0,91 m)) de E5 INTERNAL CURE (3,5 onças por 100 libras (45,36 kg) de cimento). A mesma foi curada como a Amostra 1. 7 dias após o derramamento, a resistência à compressão foi medida em 6580 psi (45,36 Mpa). A diferença entre as amostras 1 e 2 (com E5 INTERNAL CURE) foi um aumento de 14% na resistência. 4- A equipe de profissionais realizou então um ensaio de resistência de 28 dias como recomendado pelo ACI (American Concrete Institute) para apoiar ainda mais a ideia de que o E5 INTERNAL CURE promoveu a cura interna, ligando quimicamente a água ao concreto. Os resultados do ensaio de 28 dias foram os seguintes: Resistência à compressão de referência: 6910 psi (47,64 Mpa). Resistência à compressão quando o E5 INTERNAL CURE é incluído no concreto derramado: 8040 psi (55,43 MPa). O E5 INTERNAL CURE aumenta a resistência à compressão em psi por 16%. EXEMPLO 6
[00111] Dezesseis lotes de concreto em escala industrial foram preparados. Cilindros de cada amostra foram retirados e testados para resistência à compressão de acordo com ASTM C-39, em 3, 7 e 28 dias. Todas as amostras incluíram 1.350 libras (612,35 kg) de areia. Para todas as amostras, o caminhão betoneira foi conduzido uma média de 20 minutos até o local do serviço e os cilindros de ensaio de concreto foram então despejados de acordo com ASTM C-39. Os resultados são apresentados na Tabela 1.
[00112] O primeiro grupo de quatro (amostras 1 a 4), o grupo “Controle de concreto”, é preparado sem a adição de sílica coloidal. Razão água/cimento de 0,51. As mesmas foram preparadas adicionando aproximadamente 40% da água indicada para um caminhão betoneira que estava girando a 2 a 5 rpm, seguido pela adição das quantidades totais indicadas de mistura de cimento, agregado e areia. O agregado em todas as amostras no estudo era brita (3/4" (1,91 cm) no 8 ASTM C-33 no 8 INDOT aprovada). A água e os componentes secos foram misturados por 1 a 2 minutos, incluindo o tempo necessário para adicionar os componentes ao tambor de do caminhão betoneira. A água restante (aproximadamente 60% da água indicada) foi então adicionada ao caminhão betoneira. A mistura foi misturada (em um tambor de concreto com uma alta velocidade de 12 a 15 RPM's para a mistura do concreto) por um tempo adicional de 5 a 10 minutos. Quando o motorista estava pronto para transportar o concreto para o local do serviço, o mesmo reduziu a velocidade do barril de concreto para 3 a 5 RPMs. O caminhão betoneira foi conduzido para o local do serviço e os cilindros de teste de concreto foram despejados de acordo com ASTM C-39.
[00113] O segundo grupo de quatro (Amostras 5 a 8) é preparado com a adição de 4 onças (113,40 Kg) de uma solução de sílica coloidal (E5 Internal Cure: aproximadamente 15% em peso de sílica, tamanho médio de partícula inferior a 10 nm, com uma área de superfície BET de aproximadamente 550 m2/g e 85% em peso de água) por cem em peso de cimento (cwt).
[00114] O procedimento para as amostras 7 e 8 (4 oz (113,40 Kg)/cwt após a água residual) é o mesmo que para as amostras 1 a 4, mas, adicionalmente, 4 oz (113,40 Kg)/cwt de E5 Internal Cure foram então adicionados depois que o barril foi desacelerado para 3 a 5 rpm. O caminhão betoneira misturou o lote por cerca de 5 minutos a 12 a 20 rpm. O caminhão betoneira foi desacelerado para 3 a 5 rpm e conduzido para o local do serviço, e os cilindros de teste de concreto foram então despejados de acordo com ASTM C-39.
[00115] O procedimento para as amostras 5 e 6 (4 oz (113,40 Kg)/cwt antes da água residual) foi como para as amostras 1a 4, exceto que E5 Internal Cure foi incluído na mistura de concreto inicial, e a ordem de adição foi mistura de cimento, agregado/areia, 4 oz (113,40 Kg)/cwt de E5 Internal Cure, 40% de água.
[00116] O procedimento para as Amostras 9 a 12 (2, 4, 6 e 8 oz (56,70, 113,40, 170,10, 226,80 kg)/E5 Internal Cure/cwt antes da água residual; W/C = 0,41) é o mesmo que para as Amostras 6 e 7. Observe-se que a quantidade de E5 Internal Cure aumenta para cada amostra, e a razão água/cimento não é 0,51, como com as amostras 1 a 8, mas 0,41.
[00117] O procedimento para as Amostras 13 a 16 (2, 4, 6 e 8 oz (56,70, 113,40, 170,10, 226,80 kg)/E5 Internal Cure/cwt depois da água residual; W/C = 0,41) é o mesmo que para as Amostras 7 e 8. Observe-se que a quantidade de E5 Internal Cure aumenta para cada amostra, e a razão água/cimento não é 0,51, como com as amostras 1 a 8, mas 0,41.
[00118] Para cada amostra, a resistência à compressão foi medida de cilindros com idade de 3, 7 e 28 dias.
[00119] Observe-se que a resistência à compressão medida para grupos de amostras semelhantes (1 a 4; 5 e 6; 7 e 8; 9 a 12; 13 a 16) reflete uma dispersão natural que é o resultado de variações em muitos fatores que impedem que as amostras sejam perfeitamente idênticas. As amostras são ordenadas em ordem crescente de resistência à compressão apenas por conveniência.
[00120] Em todos os casos em que a sílica foi adicionada após a água residual, o concreto apresentou pouca ou nenhuma água de purga, ondulação, rachadura ou encolhimento. A mesma quantidade de sílica adicionada antes da água forneceu um cimento que tinha uma quantidade de água de purga que era semelhante ao controle ou, em alguns casos, pior do que o controle. O exposto acima se manteve verdadeiro para ambas as razões água/cimento (0,51 e 0,41). A resistência à compressão geralmente apresentou um aumento com o uso da sílica, com mais sílica proporcionando maior aumento na resistência à compressão. No entanto, a adição pós-água residual proporcionou um aumento significativamente maior do que a adição de sílica antes da água. Essa vantagem é adicional à vantagem observada anteriormente de água de purga e rachaduras e encolhimento por ondulação muito reduzidos. Sem desejar ser limitado pela teoria, pensa-se que a sílica, quando adicionada após a água ter sido misturada com os outros componentes secos, pode reduzir a evaporação de água das camadas superiores de forma mais eficiente do que se fosse adicionada aos componentes secos antes da água, ou possivelmente até mesmo à mistura de concreto insuficientemente misturada que contém água. Assim, os exemplos acima ilustram que adicionar a sílica a uma mistura de concreto bem misturada e úmida, particularmente após a adição da água residual, inesperadamente fornece uma melhoria inesperadamente grande na resistência à compressão,
bem como menos ou nenhuma água de purga e menos ou nenhum defeito associado à alta evaporação da superfície superior exposta do concreto curado.
TABELA 1 Mistura de cimento
Vol.
Agreg. (% vol) Agreg.
Grosso lbs dia 28 psi (MPa) dia 3 psi (MPa)
dia 7 psi (MPa) Água/Cimento Água lbs (kg)
Caimento Ar(% vol) lbs (kg)
(kg)
Brita 500 1.750 255 3250 3,920 4.520 1 11 0,51 7,75 2 Controle de Concreto (226,80) (793,79) (115,67) (22,41) (27,03) (31,16) 500 1.750 255 3.810 4.590 5.050 2 11 0,51 7,5 2 Controle de Concreto (226,80) (793,79) (115,67) (26,27) (31,65) (34,82) 500 1.750 255 4.020 4.770 5.420 3 11 0,51 7,75 2 Controle de Concreto (226,80) (793,79) (115,67) (27,72) (32,89) (37,37) 500 1.750 255 4220 4.990 5.910 4 11 0,51 7,5 1,9 Controle de Concreto (226,80) (793,79) (115,67) (29,09) (34,40) (450,75)
500 1.750 255 3.340 4.010 5.150 4 oz/cwt antes água 5 11 0,51 7,75 2 (226,80) (793,79) (115,67) (23,03) (27,65) (35,51) residual;W/C=0,51 500 1.750 255 3.750 4.450 5.420 4oz/cwt antes água 6 11 0,51 7,5 2,1 (226,80) (793,79) (115,67) (25,85) (30,68) (37,37) residual;W/C=0,51 500 1.750 255 3.910 4.620 5.980 4oz/após água 7 11 0,51 7,5 2,1 (226,80) (793,79) (115,67) (26,96) (31,85) (41,23) residual; W/C=0,51 500 1.750 255 4290 5200 6.420 4oz/após água 8 11 0,51 7,5 1,8 (226,80) (793,79) (115,67) (29,58) (35,85) (44,26) residual; W/C=0,51
600 1.750 245 3.500 4250 4800 2 oz/cwt antes água 9 11 0,41 7 2,1 (272,16) (793,79) (111,13) (24,13) (29,30) (33,09) residual;W/C=0,41 600 1.750 245 3.650 4375 5.020 4 oz/cwt antes água 10 11 0,41 7,75 2,1 (272,16) (793,79) (111,13) (25,16) (30,16) 34,61) residual;W/C=0,41 600 1.750 245 3.980 4.980 5.675 6 oz/cwt antes água 11 11 0,41 7,25 2 (272,16) (793,79) (111,13) (27,44) (34,33) (39,13) residual;W/C=0,41 600 1.750 243 4.025 5.100 5.875 8 oz/cwt antes água 12 11 0,41 7,75 1,9 (272,16) (793,79) (110,22) (27,75) (35,16) (40,51) residual;W/C=0,41
600 1.750 245 4.050 5.200 5.880 2 oz/após água 13 11 0,41 7 2,1 (272,16) (793,79) (111,13) (27,92) (35,85) (40,54) residual;W/C=0,41 600 1.750 245 4.110 5.010 6.320 4 oz/após água 14 11 0,41 7,75 2,1 (272,16) (793,79) (111,13) (28,34) (34,54) (43,57) residual;W/C=0,41 600 1.750 245 4.080 5.190 6.450 6 oz/após água 15 11 0,41 7,25 2 (272,16) (793,79) (111,13) (28,13) (35,78) (44,47) residual;W/C=0,41 600 1.750 243 4200 5.020 6.650 8 oz/cwt após água 16 11 0,41 7,75 1,9 (272,16) (793,79) (110,22) (28,96) (34,61) (45,85) residual W/C=0,41
Claims (15)
1. Processo para a preparação de uma instalação de concreto, caracterizado pelo fato de que o dito processo compreende as etapas de: A) criar uma mistura de concreto a partir de componentes, sendo que os ditos componentes compreendem cada um dos seguintes: a) uma quantidade de mistura de cimento seca, sendo que a dita mistura de cimento compreende: i) um valor de razão água/cimento sugerido pelo fabricante; em que a dita razão sugerida está na faixa de cerca de 3,5 a cerca de 6,5; e em que após a combinação com b), a razão água/cimento é maior do que o valor correspondente a cerca de 10% menor do que o valor sugerido e não maior do que o valor correspondente a cerca de 30% maior do que o valor sugerido; ou ii) faixa de razão água/cimento sugerida pelo fabricante, que tem um valor superior e um valor inferior, e em que após a combinação com b) abaixo, a razão água/cimento é maior do que o valor correspondente a cerca de 10% menor do que o valor inferior e menor do que o valor correspondente a cerca de 30% maior do que o valor superior; ou iii) uma quantidade tal que, após a combinação com b) abaixo, a razão água/cimento esteja na faixa de cerca de 0,35 a 0,65; b) uma quantidade de água, c) uma quantidade de sílica amorfa na faixa de cerca de 0,1 a cerca de 7,0 onças (198,45 g) por centena de peso de cimento em a); em que o tamanho médio de partícula de sílica é na faixa de 1 a 55 nanômetros e/ou em que a área de superfície das partículas de sílica está na faixa de cerca de 300 a cerca de 900 m2/g; d) uma quantidade de agregado e/ou uma quantidade de areia na faixa de cerca de 400 a cerca de 700% em peso por peso de cimento (bwoc); e B) em que a água de b) é adicionada na sua totalidade ou em porções que compreendem uma porção inicial, que compreende pelo menos cerca de 20% em peso da quantidade de água e uma porção de água residual;
em que a porção inicial de água é combinada com a) e os componentes de d) para formar uma primeira mistura; e em que a sílica amorfa é adicionada a uma mistura que compreende a), d) e a porção inicial de b) para formar uma segunda mistura; e em que a água residual é 1) adicionada à primeira mistura ou 2) adicionada à segunda mistura ou 3) é adicionada em conjunto com a sílica amorfa à primeira mistura, em que a sílica amorfa e a água residual são, opcionalmente, adicionadas intercombinadas; e em que 1) a primeira mistura é agitada por um tempo t11 antes da adição da água residual, por um tempo t 12 após a adição da água residual, mas antes da adição da sílica amorfa, e por um tempo t13 após a adição da sílica amorfa; ou 2) a segunda mistura é agitada por um tempo t21 antes da adição da sílica amorfa, por um tempo t 22 após a adição da sílica amorfa, mas antes da adição da água residual, e por um tempo t 23 após a adição da água residual; ou 3) a segunda mistura é agitada por um tempo t 31 antes da adição conjunta da sílica amorfa e da água residual, e após o que a mistura de concreto é então agitada por um tempo t32; ou C) em que a quantidade de água é adicionada a a) e aos componentes de d) para formar uma mistura, após o que a dita mistura é agitada por um tempo ta antes da adição da sílica amorfa, após o que a mistura de concreto é então agitada por um tempo tb; D) derramar a mistura de concreto de B) ou C) para formar uma instalação de concreto, sendo que a dita instalação de concreto compreende uma superfície superior; E) desempenar a superfície superior; F) aplicar, à superfície superior, uma formulação que compreende água; um alfa-hidroxiácido, um éter alquílico de glicol e um polietilenoglicol com um peso molecular médio na faixa de cerca de 500 a cerca de 1.500 mw à superfície de concreto, de preferência a uma taxa entre cerca de 200 e cerca de
2.000 pés quadrados (18,58 a 185,51 m2) por galão; G) realizar uma etapa de combinação na superfície superior;
H) opcionalmente, dar acabamento final à superfície superior de modo que melhore seu brilho, sendo, opcionalmente, Grau 1; I) se a etapa H), então, opcionalmente, polir a superfície superior, e se a superfície no acabamento final da etapa H) for de Grau 1, então, opcionalmente, melhorar a superfície para Grau 2 por polimento.
2. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a porção inicial de água compreende pelo menos 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90 ou 99% em peso da quantidade de água.
3. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que, mediante combinação da mistura de cimento seco de a) com a água de b), a razão água/cimento é: igual ou maior do que o valor sugerido em i), mas menor do que o valor correspondente a 30% maior do que o valor sugerido; ou igual ou maior do que o valor superior do intervalo sugerido em ii), mas não maior do que o valor que corresponde a 30% maior do que o valor superior; ou com respeito a iii) pelo menos 0,35, mas não maior do que 0,65.
4. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a sílica amorfa é introduzida na primeira mistura como uma solução de sílica coloidal e em que a solução compreende entre cerca de 50 e cerca de 95% em peso de sílica e entre cerca de 5 a cerca de 50% em peso de água.
5. Processo, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que a sílica compreende entre cerca de 75 e cerca de 90% em peso de sílica e entre cerca de 10 e cerca de 25% em peso de água.
6. Processo, de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo fato de que a sílica amorfa é adicionada em uma quantidade na faixa de cerca de 2,5 a cerca de 5,5 onças (70,9 a cerca de 155,9 g) por cem peso de cimento.
7. Processo, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a sílica amorfa é adicionada em uma quantidade na faixa de cerca de 3,5 a cerca de 4,5 onças (99,2 a cerca de 127,6 g) por cem peso de cimento.
8. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a sílica coloidal é adicionada após a água residual.
9. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o concreto é derramado em uma laje ou base.
10. Processo, de acordo com as reivindicações 1 ou 4, caracterizado pelo fato de que o processo é conduzido em um caminhão betoneira; em que a água residual é adicionada à primeira mistura após a primeira mistura ser agitada a uma velocidade na faixa de cerca de 2 rpm a cerca de 18 rpm por um tempo na faixa de 15 segundos a 5 minutos; em que após a adição de água residual, a mistura é agitada a uma velocidade na faixa de cerca de 5 rpm a cerca de 18 rpm, por um tempo na faixa de cerca de 1 minuto a cerca de 18 minutos, após o qual a sílica é adicionada, como sílica coloidal, ao caminhão betoneira, e a mistura é agitada por um tempo na faixa de cerca de 1 a cerca de 15 minutos a uma velocidade na faixa de cerca de 2 a cerca de 18 rpm; em que o concreto é então derramado como uma forma de laje.
11. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a formulação é aplicada a uma taxa de cerca de 500 a cerca de 1.500 pés quadrados (46,45 a 139,35 m2) por galão.
12. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a formulação compreende uma diluição de Korkay na faixa de cerca de 6 a cerca de 8 partes de água por parte de Korkay e a taxa de aplicação é entre cerca de 800 e 1.200 pés quadrados (74,32 a 111,48 m 2) por galão.
13. Processo, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a formulação compreende um alfa-hidroxiácido presente na formulação na faixa de cerca de 5 a cerca de 20 por cento em peso; um éter alquílico de glicol presente na faixa de cerca de 5 a cerca de 20 por cento em peso; um polietilenoglicol presente na faixa de cerca de 1 a cerca de 15 por cento em peso; água presente na faixa de cerca de 70 a cerca de 80 por cento em peso.
14. Processo, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que a formulação compreende um alfa-hidroxiácido presente na formulação na faixa de cerca de 10 a cerca de 15 por cento em peso; um éter alquílico de glicol presente na faixa de cerca de 10 a cerca de 15 por cento em peso; um polietilenoglicol presente na faixa de cerca de 1 a cerca de 9 por cento em peso; água presente na faixa de cerca de 70 a cerca de 80 por cento em peso.
15. Instalação de concreto caracterizada pelo fato de que é preparada pelos processos conforme definidos em qualauer uma das reivindicações 1, 3, 5, 7, 8, 9 ou 10.
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201862761393P | 2018-03-22 | 2018-03-22 | |
| US62/761,393 | 2018-03-22 | ||
| US201862765597P | 2018-09-01 | 2018-09-01 | |
| US62/765,597 | 2018-09-01 | ||
| PCT/US2019/000013 WO2019182672A1 (en) | 2018-03-22 | 2019-03-22 | Method for preparing an improved finished concrete product |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| BR112020019084A2 true BR112020019084A2 (pt) | 2020-12-29 |
Family
ID=67986305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| BR112020019084-5A BR112020019084A2 (pt) | 2018-03-22 | 2019-03-22 | Método para preparar um produto de concreto acabado melhorado |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US11884600B2 (pt) |
| EP (1) | EP3768649A4 (pt) |
| JP (1) | JP7344272B2 (pt) |
| KR (1) | KR20210003114A (pt) |
| BR (1) | BR112020019084A2 (pt) |
| WO (1) | WO2019182672A1 (pt) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US11440844B2 (en) | 2019-08-16 | 2022-09-13 | S3 Concrete Technologies, Inc. | Concrete product and methods of preparing the same |
| US11414347B2 (en) | 2019-08-27 | 2022-08-16 | S3 Concrete Technologies, Inc. | Concrete product and methods of preparing the same |
Family Cites Families (62)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4144086A (en) | 1974-12-23 | 1979-03-13 | Ab Alfong Betonghardningsmedel | Additive for concrete |
| US4495228A (en) | 1981-08-19 | 1985-01-22 | Cornwell Charles E | Hydraulic cement composition and method for use as protective coating for substrates |
| US5472501A (en) | 1982-12-08 | 1995-12-05 | Elkem Materials Inc. | Concrete additive comprising a multicomponent admixture containing silica fume, its method of manufacture and concrete produced therewith |
| US4640715A (en) | 1985-03-06 | 1987-02-03 | Lone Star Industries, Inc. | Mineral binder and compositions employing the same |
| FR2594053B1 (fr) | 1986-02-13 | 1991-11-29 | Hochtief Ag Hoch Tiefbauten | Procede et unite de projection pour l'application d'une couche de beton projete |
| EP0269015A3 (en) * | 1986-11-21 | 1989-03-01 | HENKEL CORPORATION (a Delaware corp.) | Sag resistant dry set mortar composition |
| US4740348A (en) * | 1986-12-22 | 1988-04-26 | Rose Lawrence K | Method for finishing concrete |
| US4940348A (en) | 1988-09-15 | 1990-07-10 | International Business Machines Corporation | Platen controlled sheetfeed permitting back-up for erasure |
| WO1991003437A1 (de) | 1989-09-07 | 1991-03-21 | Holderchem ''holderbank'' Bauchemie Ag | Haftvermittler und moertel-zusatz stabilisierter viskosität sowie verfahren zu dessen herstellung |
| FI88284C (fi) | 1989-10-26 | 1993-04-26 | Partek Sementti Oy | Foerfarande foer framstaellning av ett aktivt finmaterial avsett foer framstaellning av betong |
| US5149370A (en) | 1991-10-21 | 1992-09-22 | Halliburton Company | Well cement compositions having improved properties and methods |
| US5352288A (en) | 1993-06-07 | 1994-10-04 | Dynastone Lc | Low-cost, high early strength, acid-resistant pozzolanic cement |
| US5554352A (en) | 1995-05-09 | 1996-09-10 | Construction Material Resources | Processed silica as a natural pozzolan for use as a cementitious component in concrete and concrete products |
| SE9603418D0 (sv) * | 1996-09-19 | 1996-09-19 | Eka Chemicals Ab | A method for preparation of a hardening composition |
| EP0858981A1 (de) | 1997-02-14 | 1998-08-19 | Sika AG, vorm. Kaspar Winkler & Co. | Erhärtungsbeschleuniger für Zement |
| SE509144C2 (sv) | 1997-04-09 | 1998-12-07 | Perstorp Ab | Krympreducerande medel för cementkompositioner |
| GB9708831D0 (en) | 1997-04-30 | 1997-06-25 | Unilever Plc | Suspensions with high storage stability, comprising an aqueous silicate solution and filler material |
| TW527332B (en) * | 2000-05-19 | 2003-04-11 | Akzo Nobel Nv | Composition and method to prepare a concrete composition |
| IT1318642B1 (it) | 2000-07-25 | 2003-08-27 | Italcementi Spa | Agente coesivizzante inorganico per impasti cementizi autocompattanti. |
| US6765153B2 (en) | 2001-06-14 | 2004-07-20 | David M. Goodson | Method for making improved ceramic cement compositions containing a dispersed seeded phase and a method and apparatus for producing seed crystals |
| US20030181542A1 (en) | 2002-03-21 | 2003-09-25 | Vijn Jan Pieter | Storable water-silica suspensions and methods |
| NO316509B1 (no) | 2002-06-17 | 2004-02-02 | Elkem As | Silisiumoksidslurry og fremgangsmåte for fremstilling av slik slurry |
| US7021380B2 (en) | 2003-06-27 | 2006-04-04 | Halliburton Energy Services, Inc. | Compositions comprising set retarder compositions and associated methods |
| US7073585B2 (en) | 2003-06-27 | 2006-07-11 | Halliburton Energy Services, Inc. | Cement compositions with improved fluid loss characteristics and methods of cementing in surface and subterranean applications |
| US20050000178A1 (en) | 2003-07-03 | 2005-01-06 | Rodgers Michael S. | Poured-in-place concrete construction components and method of construction |
| US7303014B2 (en) | 2004-10-26 | 2007-12-04 | Halliburton Energy Services, Inc. | Casing strings and methods of using such strings in subterranean cementing operations |
| FR2880015B1 (fr) * | 2004-12-27 | 2007-02-23 | Francais Ciments | Composition cimentaire renfermant un agent de blocage du retrait et son utilisation notamment pour la fabrication de chapes liquides |
| US7617870B1 (en) | 2008-05-14 | 2009-11-17 | Halliburton Energy Services, Inc. | Extended cement compositions comprising oil-swellable particles and associated methods |
| JP5192146B2 (ja) | 2005-12-26 | 2013-05-08 | 株式会社エービーシー建材研究所 | コンクリート表面改質剤 |
| FR2901268B1 (fr) | 2006-05-17 | 2008-07-18 | Lafarge Sa | Beton a faible teneur en ciment |
| CN101077832A (zh) | 2006-05-23 | 2007-11-28 | 赵文成 | 水中不分散混凝土 |
| FR2910502B1 (fr) | 2006-12-21 | 2015-05-15 | Lafarge Sa | Procede de fabrication et element de structure |
| US9512351B2 (en) | 2007-05-10 | 2016-12-06 | Halliburton Energy Services, Inc. | Well treatment fluids and methods utilizing nano-particles |
| US8685903B2 (en) | 2007-05-10 | 2014-04-01 | Halliburton Energy Services, Inc. | Lost circulation compositions and associated methods |
| US9206344B2 (en) | 2007-05-10 | 2015-12-08 | Halliburton Energy Services, Inc. | Sealant compositions and methods utilizing nano-particles |
| US7784542B2 (en) | 2007-05-10 | 2010-08-31 | Halliburton Energy Services, Inc. | Cement compositions comprising latex and a nano-particle and associated methods |
| US8048219B2 (en) | 2007-09-20 | 2011-11-01 | Nova Chemicals Inc. | Method of placing concrete |
| JP5488776B2 (ja) | 2007-09-21 | 2014-05-14 | 宇部興産株式会社 | 高強度遠心力成形用コンクリート組成物及びその製造方法 |
| US8172938B2 (en) | 2008-07-01 | 2012-05-08 | Specialty Concrete Design, Inc. | Heat resistant and fire retardant materials and methods for preparing same |
| EP2145868A1 (en) | 2008-07-18 | 2010-01-20 | Lafarge | Aqueous formulations |
| AU2009289267B2 (en) | 2008-09-02 | 2014-05-22 | Construction Research & Technology Gmbh | Plasticizer-containing hardening accelerator composition |
| DE102008043516A1 (de) | 2008-11-06 | 2010-05-12 | Wacker Chemie Ag | Verfahren zur Applikation von polymermodifizierten Nassbetonmischungen |
| US20100285224A1 (en) | 2009-05-11 | 2010-11-11 | Dale Fisher | Agent and method for curing pervious concrete |
| US8293006B2 (en) | 2009-09-01 | 2012-10-23 | King Saud University | Cement/aggregate composition, concrete product and method for making a concrete product |
| US8317916B1 (en) | 2009-09-09 | 2012-11-27 | Pebble Technology, Inc. | Set retardant for hydraulic cement compositions |
| JP5483337B2 (ja) | 2010-01-15 | 2014-05-07 | 太平洋セメント株式会社 | セメント組成物及びセメント硬化体の製造方法 |
| NO334511B1 (no) | 2010-07-26 | 2014-03-24 | Elkem As | Vandig slurry av amorf silika og fremgangsmåte for fremstilling av slik slurry |
| EP2428499A1 (de) | 2010-09-13 | 2012-03-14 | Construction Research & Technology GmbH | Verwendung von aluminium- und siliziumhaltigen Verbindungen zur Herstellung eines hydrophilen Baustofferzeugnisses |
| US9328583B2 (en) | 2012-03-09 | 2016-05-03 | Halliburton Energy Services, Inc. | Set-delayed cement compositions comprising pumice and associated methods |
| NL2008605C2 (en) | 2012-04-05 | 2013-10-09 | Cdem Minerals Group B V | Concrete and mortar pre-mixture. |
| US20160107939A1 (en) | 2014-04-09 | 2016-04-21 | Carboncure Technologies Inc. | Methods and compositions for concrete production |
| WO2015004196A1 (de) | 2013-07-12 | 2015-01-15 | Sika Technology Ag | Zusatzmittelkombination aus einem mahlhilfsmittel und einem betonzusatzmittel zur beschleunigung der hydratation von zementösen bindemitteln |
| US9163202B2 (en) | 2013-08-02 | 2015-10-20 | Eastman Chemical Company | Aqueous cleaning compositions including an alkyl 3-hydroxybutyrate |
| US10029950B2 (en) | 2013-10-14 | 2018-07-24 | Adt Aero Dämm Technik Gmbh | Mortar mixture for thermal insulation and/or as fire protection and for universal applications, and methods for the production and use thereof |
| EP3094460A4 (en) * | 2014-01-17 | 2017-10-04 | Multiquip, Inc. | Addition of colloidal silica to concrete |
| EP3221103B1 (en) | 2014-11-21 | 2022-05-11 | GCP Applied Technologies Inc. | Wet press concrete slab manufacturing |
| MX2017006004A (es) | 2014-12-02 | 2017-06-19 | Halliburton Energy Services Inc | Composicion de cemento a base de cal. |
| US10494300B2 (en) * | 2015-01-16 | 2019-12-03 | New Technology Solutions, Llc | Concrete compositions and method for making same |
| ES2610511B2 (es) | 2015-09-25 | 2017-10-09 | Consejo Superior De Investigaciones Científicas (Csic) | Procedimiento para preparar un composite cementiceo, morteros y hormigones micro-nanoestructurados de larga vida en servicio, que comprenden dicho composite |
| US9670096B1 (en) | 2016-08-04 | 2017-06-06 | Geopolymer Solutions LLC | High strength, density controlled cold fusion concrete cementitious spray applied fireproofing |
| EP3293322A1 (en) * | 2016-09-13 | 2018-03-14 | Omya International AG | Slip resistant product |
| EP3762345A4 (en) * | 2018-03-09 | 2022-01-26 | Dustin A. Hartman | NEW COMPOSITIONS TO IMPROVE CONCRETE PERFORMANCE |
-
2019
- 2019-03-22 KR KR1020207030512A patent/KR20210003114A/ko not_active Application Discontinuation
- 2019-03-22 JP JP2021500779A patent/JP7344272B2/ja active Active
- 2019-03-22 BR BR112020019084-5A patent/BR112020019084A2/pt unknown
- 2019-03-22 EP EP19771108.8A patent/EP3768649A4/en active Pending
- 2019-03-22 WO PCT/US2019/000013 patent/WO2019182672A1/en unknown
- 2019-03-22 US US16/501,311 patent/US11884600B2/en active Active
-
2023
- 2023-02-24 US US18/114,214 patent/US11919823B2/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP3768649A4 (en) | 2022-01-26 |
| JP7344272B2 (ja) | 2023-09-13 |
| EP3768649A1 (en) | 2021-01-27 |
| US20190367420A1 (en) | 2019-12-05 |
| WO2019182672A1 (en) | 2019-09-26 |
| KR20210003114A (ko) | 2021-01-11 |
| US20230312426A1 (en) | 2023-10-05 |
| US11884600B2 (en) | 2024-01-30 |
| JP2021519741A (ja) | 2021-08-12 |
| US11919823B2 (en) | 2024-03-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5110361A (en) | Magnesium oxychloride cement compositions and methods for manufacture and use | |
| US5004505A (en) | Magnesium oxychloride cement compositions and methods for manufacture and use | |
| EP2411345B1 (fr) | Composition cimentaire pour chape fluide autonivelante, et chape fluide autonivelante ainsi réalisée | |
| US11279658B2 (en) | Compositions for improved concrete performance | |
| US11919823B2 (en) | Compositions for improved concrete performance | |
| EP2257504A2 (en) | Modifier for concrete and cement formulations and methods of preparing the same | |
| WO2014096701A1 (fr) | Composition de béton ou mortier allégé comprenant une mousse aqueuse | |
| JPH013040A (ja) | セメントの混和材及びセメント組成物 | |
| US11866366B2 (en) | Wear-resistant concrete formulations and methods for their preparation | |
| KR20220004004A (ko) | 내마모성 콘크리트 포뮬레이션 및 이의 제조 방법 | |
| US20240199502A1 (en) | Compositions for improved concrete performance | |
| US20230382815A1 (en) | Novel concrete compositions with self healing properties and improved concrete performance | |
| CA3172454A1 (en) | Novel compositions for improved concrete performance | |
| JP7082451B2 (ja) | ポリマーセメントモルタル | |
| EP3049375B1 (fr) | Produit de finition d'un sol exterieur en beton fraichement coule, assurant une protection contre les effets des cycles de gel-degel en presence de sels de deverglacage | |
| US20160075602A1 (en) | Polymeric Concrete Admixture Containing a New Class of Superplasticizer Polymers | |
| MX2012014408A (es) | Diseño de formula de concretos especiales, para evitar el proceso de curado durante el cuidado posterior de la colocacion del concreto y disminucion sustacial de los agrietamientos ocacionados o provocados por la concentracion plastica. | |
| JPH04260676A (ja) | 無機質硬化物中の腐食性金属材料を防錆する工法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| B350 | Update of information on the portal [chapter 15.35 patent gazette] | ||
| B06W | Patent application suspended after preliminary examination (for patents with searches from other patent authorities) chapter 6.23 patent gazette] |