BR122019014580B1 - composição de cimento compreendendo carbonato de cálcio tratado superficialmente - Google Patents

Abstract

A invenção se refere a um processo para a preparação de composições ou sistemas de cimento/argamassa/concreto (por questão de simplificação: cimento), (a seguir composições ou sistemas de cimento por questão de simplificação), de um tipo conhecido geral, no qual a(s) carga(s) compreende(m) ou consiste(m) em carga(s) à base de carbonato de cálcio, compreendendo pelo menos uma etapa onde a(s) dita(s) carga(s) é(são) tratada(s) com uma quantidade de tratamento eficiente de pelo menos um agente de tratamento consistindo em superplastificante(s) ou compreendendo-o(s). O propósito principal desta invenção é construir um processo que visa fornecer melhores sistemas ou composições de cimento ou argamassa ou concretos, fluido de alto desempenho, com uma melhor compacidade, uma melhor fluidez e, de uma maneira geral, uma trabalhabilidade e regularidade definitivamente melhor das propriedades dos sistemas finais. A presente invenção também se refere a uma carga para composições de cimento, caracterizada em que consiste ou compreende uma carga ou combinações da mesma à base de carbonato de cálcio, pré-tratada com uma quantidade eficiente de pelo menos um superplastificante.

Description

CAMPO TÉCNICO DA INVENÇÃO

[0001] A presente invenção se refere ao campo de composições de cimento, composições cimentícias, composições de aglutinantes hidráulicos, composições de argamassa, “composições” de concreto (ou equivalentemente a seguir “sistemas”), a saber, das composições (ou “sistemas”) tipo cimento/aglutinantes hidráulicos, argamassa, concreto, contendo pelo menos um mineral particulado tipo carbonato(s) de cálcio como uma carga, e suas aplicações, bem como produtos ou elementos de cimento, argamassa e concreto correspondentes, a dita carga tendo sua “qualidade melhorada” de acordo com a invenção para um nível de desempenho “técnico” ou “alto desempenho” (“HP”) por causa de um processo que é a parte essencial da invenção.

[0002] A invenção se refere a um processo específico para produzir as ditas composições ou “sistemas” (esses termos devem ser usados como equivalentes neste pedido e reivindicações) para as composições obtidas de cimento, aglutinante hidráulico, argamassa, concreto, os produtos de cimento, argamassa e concreto obtidos a partir destas, e suas aplicações.

TECNOLOGIA ANTERIOR

[0003] Deve-se lembrar que um sistema de cimento (ou equivalentemente “composição”) é um sistema compreendendo partículas de cimento, água de mistura (ou equivalentemente uma composição aquosa de mistura que não interfere no dito sistema, conforme conhecido pelos versados na técnica), carga(s), vários aditivos opcionais e usuais tais como agentes de aprisionamento de ar, retardantes de cura, aceleradores de cura e similares, e igualmente qualquer aditivo de rotina omo esse conhecido pelos versados na técnica.

[0004] Um sistema de argamassa adicionalmente contém um material agregado inerte, normalmente uma areia.

[0005] Um sistema de concreto adicionalmente ainda contém cascalho.

[0006] O anterior é abundantemente conhecido como comum.

[0007] Por uma questão de simplicidade, e também em virtude de a invenção se referir ao uso de aditivos adaptados para melhorar ou “aumentar” as propriedades de qualquer um desses três sistemas, os termos “sistemas de cimento” (ou “composições”) serão usados a seguir de forma a englobar qualquer um dos três tipos principais anteriores de composições ou “sistemas”, ou seja, um cimento, composição ou sistema cimentício, de aglutinante hidráulico, argamassa ou concreto. Versados na técnica serão capazes de perceber se o sistema é um cimento, composição de argamassa ou de concreto em vista da presença, ou da ausência, de areia e/ou cascalho. Esta simplificação é possível, uma vez que areia e cascalho são materiais inertes, e, portanto, não interferem visivelmente na invenção.

[0008] Salienta-se também que, mesmo se, a seguir, for provida uma informação com relação aos “sistemas de cimento”, por exemplo, ela também aplica mutatis mutandisa qualquer um dos quatro outros tipos de sistemas. A única diferença entre os sistemas tendo ou não a presença de areia e/ou cascalho.

[0009] Em tais composições, fluidificante(s) é(são) frequentemente usado(s).

[00010] Neste domínio, o EP 0 663 892 de CHRYSO é certamente o documento mais relevante, que revela polímeros fluidificantes para suspensões de mineral sem nenhuma cura hidráulica, ou lamas de aglutinantes hidráulicos.

[00011] Aplicações citadas são revestimento de papel, tintas e resinas sintéticas ou composições de borracha.

[00012] De acordo com a dita tecnologia anterior, sabe-se que adicionar fluidificantes, suspensões particulares minerais para abaixai' sua viscosidade, e, especialmente para aplicações de papel, isto leva a altas concentrações de mineral, uma melhor trabalhabilidade, e isto reduz a energia da secagem. Por exemplo, isto é usado junto com suspensões de carbonato de cálcio.

[00013] É de conhecimento também adicionar tais fluidificantes nas lamas de “cimento” (no sentido amplo explicado anteriormente), desta vez com o propósito de reduzir seu teor de água e obter uma composição de “cimento” com uma “estrutura mais densa” depois da cura.

[00014] Problemas encontrados são: a influência de eletrólitos, que reduzem os efeitos e forças do fluidificante para aumentar a quantidade de fluidificante (com um aumento no custo), bem como, para “cimento”, a necessidade de não alterar negativamente as características de cura da composição nem suas propriedades finais.

[00015] Alguns fluidificantes bem conhecidos são superplastificantes ou plastificantes.

[00016] Neste domínio, o EP 0 663 892 de CHRYSO é relevante, bem como FR 2 815 6T1,FR 2 815 629 e W02008/107790 que também revelam superplastificantes interessantes.

[00017] Alguns fluidificantes conhecidos afetam menos o tempo de cura, mas, são ainda insatisfatórios, tais como produtos de condensação de naftaleno sulfonado e formaldeído ou melamina-formaldeído com um composto sulfonado. Alguns desses produtos são também superplastificantes, mas muito menos preferidos.

[00018] Também, EP 0 099 954 se refere à fluidificantes feitos por condensação de ácido amino-sulfônico compreendendo pelo menos um anel aromático com compostos nitrogenados carregando diversas funções de amina e formaldeído.

[00019] Diz-se que estes não atrasam demais a cura de composições de cimento, mas eles são altamente sensíveis aos eletrólitos quando eles alcançam sua “atividade”. Eles também podem ser obtidos com baixas concentrações, normalmente não mais que cerca de 40 % em peso seco, uma vez que qualquer aumento de concentração por sua vez aumenta sua viscosidade para níveis inadmissíveis.

[00020] O sumário das propriedades desejadas é listado na página 3 linhas 15 ff do EP supramencionado.

[00021] E de conhecimento também adicionar carga(s) em cimento, composições ou “sistemas” de aglutinantes hidráulicos, cimentícios ou de concreto ou argamassas.

[00022] O propósito de adicionar tal(s) carga(s) é preencher as lacunas entre as partículas, para reduzir os custos gerais, e melhorar muito uma propriedade chamada “consistência” (consistência sendo a capacidade ou habilidade de os sistemas considerados escoar facilmente ou “autonivelar”, ou não) e uma propriedade chamada “compacidade” (ou seja, a porcentagem de material seco na composição final (quanto maior a porcentagem, tanto melhor a compacidade)).

[00023] Na presente invenção, a(s) dita(s) carga(s) usável(s) é(são) definida(s) como “carga(s) à base de carbonato de cálcio”, ou seja, neste pedido e reivindicações, contém(s) somente carbonato(s) de cálcio (possivelmente de várias origens, tais como várias rochas naturais ou vários PCCs) que significa sem nenhuma outra carga de um tipo diferente, tais como caulim, bentonita, etc., conhecida pelos versados na técnica, e é(são) preferivelmente provido(s) (quando a(s) carga(s) é(são) ou contém(s) GCC(s)) por uma rocha carbonada ou mais geralmente material(s) mineral(s) compreendendo pelo menos 50 - 65 % em peso (seco) de CaCCh, preferivelmente mais que 80 %, ainda mais preferivelmente mais que 90 %; essas carga(s)s é(são) selecionadas entre: - PCC(s) que é um carbonato de cálcio precipitado, e existe em várias formas bem conhecidas, dependendo do processo de precipitação/preparação bem conhecido. - ou uma mistura das ditas rochas ou materiais minerais contendo CaCCh umas com as outras bem como combinações ou misturas de GCC(s) e PCC(s).

[00024] A razão GCC/PCC pode ser escolhida de 0 - 100 a 100 - 0 % em peso seco, preferivelmente de 30 - 70 a 70 /30 % em peso seco.

[00025] Normalmente uma “carga” tem as seguintes propriedades: - Pureza (teste de azul de metileno) é menor que 10 g/ kg, preferivelmente abaixo de 3 - 5 g/kg, preferivelmente abaixo de 1 - 1,5 g, com um valor mais interessante a 1,2 g/kg. - Diâmetro médio ou <Ao é na faixa de cerca de 1 - 3 a30-50 micrometros medido usando o equipamento/metodologia Malvern 2000 PSD. - Superfície de Blaine, que é um recurso característico de cargas, como é bem conhecida, é no domínio de 180 - 2.000 m2/kg, preferivelmente de 300 a 800 m2/kg, medida em um Padrão EU (padrão Europeu EN 196 - 6).

[00026] Como é sabido, uma composição ou “sistema” de “cimento” (no sentido amplo mencionado anteriormente) é basicamente feita de: Cimento (ou composição cimentícia ou aglutinante hidráulico) + água de mistura (ou composição aquosa de mistura permitindo cura, mas não interferindo no sistema) + opcionalmente particulado (normalmente inerte) e/ou carga(s) fibrosa(s) + aglomerado(s) inerte(s) tais como opcionalmente areia + opcionalmente cascalho inerte (mais opcionalmente aditivos bem conhecidos, que não são mencionados com detalhes nem completamente no

[00027] Agregados tais como areia, cascalho inerte ou agregados “de tudo” são materiais conhecidos tão comumente usados que não é necessária aqui nenhuma descrição.

[00028] Conforme discutido anteriormente, a invenção se refere também equivalentemente (sob o termo genérico “cimento” por questão de simplificação) a composições ou “sistemas” de argamassa (como anteriormente, incluindo um agregado como areia, mas nenhum cascalho) e composições de cimento (as mesmas anteriores, mas, nenhum cascalho e nenhuma areia).

[00029] “Basicamente” significa aqui que o sistema pode conter algumas impurezas ou traços de aditivos ou adjuvantes, que não serão mencionados no presente pedido, tais como agentes de aprisionamento de ar, aceleradores, retardantes, etc.

[00030] “Água de mistura” significará neste pedido de patente água de mistura natural ou composições de mistura aquosa, ou seja, basicamente água mais aditivos usuais, depois da cura normal das composições de “cimento”, sem interferir nas outras propriedades da composição geral, ou somente, por meio dos aditivos, para melhorar algumas propriedades usuais.

[00031] “Cargas” nesta invenção foram precisamente definidas anteriormente, ou seja, cargas contendo sob qualquer forma conhecida (a saber, GCCs e/ou PCCs) somente material particulado CaCCb, mais opcionalmente algumas outras partículas de carga inertes ou material fibroso, tal como cânhamo, etc., mas nenhum outro tipo de carga tais como caulim, bentonita etc., e suas várias combinações.

[00032] Em todo este pedido e reivindicações, “inerte” deve significar um material que não tem impacto ou interferência notável (ou insignificante) Cimento (ou aglutinantes hidráulicos ou composições cimentícias) + água de mistura (ou composições aquosas da mistura não interferindo no sistema) + opcionalmente agregado(s) tais como areia + opcionalmente cascalho + carga(s) + aditivos de “rotina”.

[00033] Os sistemas de “cimento” da tecnologia anterior (no sentido amplo definido anteriormente) até hoje são, portanto, basicamente feitos de: Cimento (ou aglutinantes hidráulicos ou composições cimentícias) + água de mistura (ou composições aquosas da mistura não interferindo no sistema) + opcionalmente agregado(s) tais como areia + opcionalmente cascalho + carga(s) + aditivos de “rotina”.

[00034] Sabe-se também que cimento/aglutinantes hidráulicos/composições cimentícias, cimentos, argamassa e composições de concreto podem ser basicamente classificados em: Sistemas SECOS (qualidades insuficientes ou “baixas”) (fundição é realizada com alta vibração e energia). Sistemas plásticos (qualidades médias) (vibração e energia médias). Sistemas fluidos (alto desempenho ou “HP”) (baixa vibração e baixa energia).

[00035] Um teste muito simples é usado para classificar os sistemas, usando um “mini cône à chape” conhecido como “teste de autonivelamento” ou “teste de cone de escoamento aplicado”.

[00036] O teste é bem conhecido e é conduzido como a seguir de acordo com o Padrão EN 196-1 reconhecido; o dito padrão define precisamente o dispositivo amassamento ou mistura (também misturar) a ser usado, a velocidade de rotação, e todo e qualquer dos tais dados usados para reproduzir o teste. Portanto, não são necessárias mais explicações ou definições aqui por questão de clareza ou reprodutibilidade.

[00037] Para simplificação, “cimento” englobará em todo este pedido não somente material de cimento, mas, também composições cimentícias e composições de aglutinantes hidráulicos (sem ser cimento), e combinações das mesmas. Conforme indicado anteriormente, ele também engloba argamassas e concretos correspondentes.

Teste de autonivelamento:

[00038] Basicamente, um “sistema” de cimento ou argamassa ou concreto é preparado misturando os ingredientes anteriores de acordo com a prática usual, lembrado aqui a seguir com mais detalhes, embora as condições do processo sejam bem conhecidas, então é vertido de acordo com a condições padrões anteriores, em um cone invertido que é perfurado na sua base (dimensões são também dadas pelo dito Padrão bem como todo e qualquer dado usado do teste).

[00039] O sistema de cimento ou argamassa ou concreto, portanto, escoa para dentro e para fora do dito cone, a saber, através de sua abertura da base, e cai em uma placa horizontal para formar uma “ponteira” (“faixa depositada”).

[00040] Isto forma um “bolo” ou “cone”, também conhecido como “forma seca em plástico”, cujo diâmetro é medido, e o aspecto visualmente inspecionado, por exemplo, quanto à pegajosidade e “espessura”, a última propriedade refletindo uma mistura “baixa” ou “viscosa”, ou seja, se “espessa”, difícil de manusear.

[00041] Quanto maior o diâmetro, tanto mais fluido é o sistema. Para uma dada alta consistência, conforme visada pela invenção, este é o teste principal.

[00042] Dado as qualidades da carga inicial para ser usada no sistema de concreto, a saber, seu local de produção, morfologia etc. o cone resultante variará em diâmetro, isto indicando uma variação na fluidez.

[00043] Como um exemplo, um GCC que é conhecido por não usar nenhuma ou quase nenhuma água de mistura, e que apresenta tais propriedades valiosas, levará a uma composição muito fluida e não pegajosa

[00044] Se, ao contrário, a carga, a saber, carga GCC absorver ou usar uma quantidade de água notável, ou contiver algumas impurezas, etc., a composição resultante será menos fluida e ficará um pouco pegajosa. O usuário final será forçado inter alia tanto a adicionar um adjuvante corretivo (com um custo extra associado e um risco associado de efeito secundário da composição como um todo) e/quanto adicionar água extra (assim sendo detrimental à consistência e induzindo riscos associado). Essas composições serão usadas para composições de qualidades médias, chamadas anteriormente “plásticas”.

[00045] Na outra extremidade da progressão, usando uma carga, a saber, um GCC de baixa qualidade levará a uma composição que sairá do misturador na forma de granulados pegajosos. Essa será usada somente para composições de concreto seco, não parte da invenção.

[00046] O teste será suficiente para versados na técnica classificar o GCC e/ou PCC (s) de partida.

[00047] O mesmo é válido mutatis mutandisdurante o uso de um PCC ou uma combinação de GCC/PCC.

[00048] A fim de prover versados na técnica com diretrizes e informação adequadas com relação ao significado de carga “baixa”, “média” ou “HP”, anexamos a tabela A, onde dez cargas A a K de várias origens e morfologias (conforme indicado para caracterização pelos versados na técnica) foram testadas quanto a várias propriedades e qualidades, ou inconvenientes, com a classificação “baixa”, “média” ou “HP” sendo adicionada em cada linha.

TABELA A

[00049] Usam-se 3 g ou respectivamente 4 g de superplastificante Premia 196 comercializado pela Firm CHRYSO, e que é um produto comercial a uma concentração de 25,3 % em peso (extrato seco medido ao longo do Padrão EN 480 - 8), em peso seco de cimento.

[00050] Na dita tabela A, “+ 15 % de B” evidentemente significa uma adição de 15 % do produto B, para formar uma combinação ou mistura, o % sendo em PESO seco/ PESO da MISTURA SECA.

[00051] Igualmente, colunas “3 g” e “4 g” significam que 3 ou respectivamente 4 g do dito superplastificante foram adicionados em peso seco do componente de cimento sozinho.

[00052] “Mi” significa “milhões de anos” (idade da rocha)

[00053] “Azul” significa “teste de azul de metileno” (teste de pureza)

[00054] Esta introdução deste pedido salienta claramente a necessidade de melhor sistema ou composições de cimento ou argamassa ou concretos com uma melhor compacidade (% de material seco, o mais alto possível), uma melhor fluidez (ou seja, formando um “bolo” ou “cone” não pegajosos de grande diâmetro no teste descrito anteriormente, quanto maior o diâmetro, tanto melhor a fluidez), e, de uma maneira geral, uma “trabalhabilidade” definitivamente melhor (trabalhabilidade sendo a capacidade de o cimento ou composição de concreto ser preparado, processado, manuseado e usado para formar um concreto de alto desempenho, ou “técnico”) e uma “regularidade” muito melhor nas propriedades do produto final especialmente no nível do usuário final.

[00055] Claramente, algumas dessas propriedades desejadas são antagonísticas, e, por exemplo, deve-se esperar que um material seco de alto % tenha um baixo desempenho em um teste de fluidez.

PROBLEMA(S) TÉCNICO(S) A SER RESOLVIDO(S)

[00056] O propósito principal desta invenção é construir um processo visado em prover melhor sistema ou composições de cimento ou argamassa ou concretos de “alto desempenho”, fluidos, com uma melhor compacidade (porcentagem de material seco, o mais alto possível), uma melhor fluidez (ou seja, formando um “bolo” ou “cone” não pegajosos de grande diâmetro no teste descrito anteriormente, quanto maior o diâmetro, tanto melhor a fluidez), e de uma maneira geral uma “trabalhabilidade” definitivamente melhor (trabalhabilidade sendo a capacidade de o cimento ou composição de concreto ser preparado, processado, manuseado, e usado para formar composições ou sistemas de cimentos, argamassa ou concreto de alto desempenho, ou desempenho “técnico”).

[00057] Uma outra propriedade, que não existe na tecnologia anterior, embora a indústria esteja exigindo-a intensamente, é a “regularidade” das propriedades dos sistemas finais.

[00058] Observou-se surpreendentemente de acordo com esta invenção, que este conjunto de objetivos pode ser atingido tratando a(s) carga(s) da maneira específica conforme revelado a seguir, com apenas diminutas quantidades de agentes de tratamento, e com um efeito técnico muito impressivo.

BREVE SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[00059] A invenção se baseia primeiramente em um processo para a preparação das composições ou sistemas de cimento/argamassa/concreto definidas anteriormente, (por questão de simplificação a seguir, composições ou sistemas de “cimento”), de um tipo conhecido geral da maneira definida anteriormente contendo carga(s), no qual a(s) carga(s) compreende(m) ou consiste(m) em “carga(s) à base de carbonato de cálcio” da maneira definida anteriormente, caracterizado em que compreende pelo menos uma etapa onde a(s) dita(s) carga(s) à base de carbonato de cálcio é(são) tratada(s) com uma quantidade de tratamento eficiente de pelo menos um agente de tratamento consistindo em superplastificante(s).

[00060] Acredita-se que o tratamento seja para tratar somente a parte do(s) carbonato(s) de cálcio da(s) carga(s) e, por exemplo, não as outras cargas particuladas ou fibrosas, caso haja, acredita-se sejam inertes neste processo.

[00061] Esta opção preferida ou melhor modo será denominado “pré- tratamento” ou equivalentemente modo “inicial” (nas tabelas 1-6 que correspondem aos experimentos em laboratório onde as cargas são pré- tratadas em um pequeno misturador de laboratório).

[00062] Deve-se notar que os testes de “Lõdige” mencionados nas mesmas tabelas são também testes de pré-tratamento de acordo com a invenção, mas, realizados em um dispositivo de amassamento ou mistura industrial e bem conhecido, chamado equipamento Lõdige.

[00063] “Compreendendo ou consistindo em” quer dizer que as cargas podem consistir em carbonato(s) de cálcio, opcionalmente misturados com cargas não interferentes, e que o agente(s) de tratamento pode ser: somente superplastificante(s) ou combinações de superplastificante(s) com plastificante(s) não interferente(s) (da maneira definida a seguir) e/ou aditivos de rotina inertes.

[00064] “Quantidade de tratamento eficiente (ou “tratamento”)” ou “cobertura superficial eficiente das partículas ou grãos das cargas” ou “tratado eficientemente” querem dizer neste pedido que pelo menos 50 %, preferivelmente pelo menos 60, ou mais preferivelmente pelo menos 80 ou 90 % ou acima de tudo preferivelmente próximo de 100 % da superfície das partículas da(s) carga(s) foram submetidos a uma interação físicoquímica com o(s) superplastificante(s). Esta interação físicoquímica não é inteiramente entendida até a data do depósito, e somente os efeitos e resultados são devidamente identificados e correlacionados com o(s) superplastificante(s) de tratamento, mas, sem ficar preso a nenhuma teoria, o requerente considera que a dita interação ou “tratamento” é um tratamento superficial ou tratamento de “cobertura superficial” envolvendo tratamento(s) iônico(s), físico(s), mecânico(s) e/ou químico(s), e por meio da(s) dita(s) interação(s). Este tratamento eficiente ou quantidade de tratamento deve, portanto, ser importante o bastante para tratar a dita % partículas superficiais, conforme será explicado e revelado com mais detalhes a seguir.

[00065] “Cobertura superficial” quer dizer que os superplastificantes, considerado pelo requerente, sem ficar ligado a nenhuma teoria, supostamente encaixam em interações potenciais de carga elétrica com as cargas iônicas da superfície da carga, que promove a fixação do superplastificante na superfície e/ou bem em torno dela e, assim, reduz a superfície “acessível” da partícula sem nenhuma saturação da superfície do grão pelo dito tratamento.

[00066] Isto corresponde a um “desbloqueio” das partículas ou grãos, que primeiro “desencadeia” e então promove a livre mobilidade das partículas umas em relação às outras.

[00067] Isto não é um processo de fluidificação: ou seja, uma “ação de desencadeamento” que leva a um processo de desbloqueio ou remoção repentina de interferência/atrito interpartículas sem a qual o resto das

[00068] Acredita-se que esta função “desbloqueio” assim “desencadeada” seja um dos muitos parâmetros chaves que permite perceber o “tratamento” ou “cobertura superficial” apropriado.

[00069] “Compreendendo” quer dizer neste pedido que o agente de tratamento pode ser feito somente de superplastificante(s) (um ou mais misturados entre si, preferivelmente um) ou de combinações de superplastificante(s) que exibem não interferência mútua (ou seja, incapaz de degradar notavelmente o “tratamento” anterior) quantidade ou proporção de plastificante(s) conhecido(s) com o propósito de reduzir custo, conforme explicado com mais detalhes aqui a seguir.

[00070] 1. De acordo com o melhor modo da invenção, como definido até hoje, a(s) dita(s) carga(s) é(são) tratada(s) eficientemente antes de ser introduzidas no dispositivo de amassamento ou mistura (“pré-tratamento” também denominado “inicial” nas tabelas 1 - 6), tais como em um equipamento de laboratório de mistura externo; na escala industrial, um pré- tratamento como esse pode ser realizado em um dispositivo industrial tal como o misturador Lõdige ou qualquer outro equipamento industrial de amassamento ou mistura conhecido na técnica.

[00071] 2. De acordo com uma modalidade menos preferida, a(s) dita(s) carga(s) é(são) tratada(s) depois de ter sido introduzida(s) no dispositivo de amassamento ou mistura (“tratamento interno”). Em um caso desses, a(s) dita(s) carga(s) é(são) tratada(s) eficientemente depois de ter sido introduzida(s) no dispositivo de amassamento ou mistura (“tratamento interno”) com a(s) carga(s) e a quantidade de tratamento eficiente do(s) agente(s) de tratamento sendo introduzida(s) no dispositivo de amassamento ou mistura tanto simultaneamente quanto de uma maneira tal que a(s) carga(s) e a quantidade eficiente do(s) agente(s) de tratamento seja(m) introduzida(s) separadamente, mas, em um local e tempo muito próximos.

[00072] 3. De acordo com uma outra modalidade, a(s) dita(s) carga(s) é(são) tratada(s) eficientemente parcialmente antes de ser introduzida(s) no dispositivo de amassamento ou mistura (“pré-tratamento parcial”) (tal como em um equipamento Lõdige bem conhecido) e parcialmente depois ter sido introduzida(s) no estado pré-tratado no dito dispositivo de amassamento ou mistura, o total dos dois tratamentos parciais sendo “eficiente” em termos de tratamento, cobertura superficial, etc. definidos anteriormente, (“tratamento misto”), com a segunda parte ou quantidade do(s) agente(s) de tratamento sendo introduzida no dispositivo de amassamento ou mistura tanto simultaneamente com as cargas pré-tratadas quanto de uma maneira tal que a(s) carga(s) pré-tratada(s) e a segunda parte do(s) agente(s) de tratamento sejam introduzidas separadamente, mas, em um local e tempo muito próximos.

[00073] Quando a(s) carga(s) tiver(m) de ser tratada(s) pelo menos parcialmente dentro do dispositivo de amassamento ou mistura, (“tratamento misto”), versados na técnica entenderão que uma quantidade ou proporção correspondente de superplastificante(s) de tratamento tem de ser adicionada diretamente no dito dispositivo de amassamento ou mistura ou em mistura com a carga considerada imediatamente antes da introdução no dispositivo de amassamento ou mistura, no último caso, por exemplo, no dispositivo de pesagem (“balança”) que é provido imediatamente antes de os produtos pulverizados serem introduzidos no dispositivo de amassamento ou mistura. “Imediatamente antes” será facilmente entendido como um local e tempo onde a(s) carga(s) e agentes de tratamento não podem ou não têm tempo de ser misturados entre si, o que induziria o início do tratamento. Um bom exemplo é a balança onde os dois pós são colocados juntos e então quase imediatamente introduzidos, sem nenhum amassamento ou mistura prévia, no dispositivo de amassamento ou mistura.

[00074] É mais preferível que o ponto e tempo de introdução da dita proporção de agente de tratamento sejam tão próximos quanto possível do ponto e tempo de introdução da(s) carga(s) parcialmente tratada(s), de maneira a não ser diluídas nos produtos pré-existentes já presentes no dispositivo de amassamento ou mistura (tais como areia, cascalho, água de mistura, opcionalmente aditivos de rotina, de forma que o agente de tratamento fique completamente disponível para a(s) carga(s).

[00075] Isto é também verdadeiro em relação com o “tratamento interno” de opção.

[00076] Em ambas opções, realmente, se a carga for adicionada em um local e em um tempo muito distante do local e tempo do agente de tratamento, qualquer que seja a ordem de introdução, pode-se mudar para um tratamento que seria muito tardio: isto tornaria realmente possível que o agente de tratamento seja “consumido” por outros ingredientes antes de a carga ser introduzida, ou, no caso de uma carga introduzida primeiro, levam a um tratamento tardio, ou seja, o modo “pós - adição” nas tabelas 1-6 (“pós- adição” do(s) agente(s) de tratamento um certo tempo depois de a carga ter sido introduzida; como se pode ver nas Tabelas 1 - 6 e as figuras 1 - 6, os resultados são bem inferiores com um pré-tratamento, um tratamento misto ou um tratamento interno de acordo com a invenção).

[00077] Qualquer pós-adição tem de ser evitada.

[00078] A invenção também cobre uma opção industrial caracterizada em que pelo menos uma porção da quantidade eficiente de superplastificante(s) de tratamento, ou a totalidade da dita quantidade eficiente, é misturada com a(s) carga(s) no dispositivo de pesagem (“balança”) que leva ao dispositivo de amassamento ou mistura. Isto pode ser considerado tanto como uma adição simultânea, quanto uma adição “quase simultânea”.

[00079] É também possível prever um processo da invenção no qual uma porção da(s) carga(s) é eficientemente “pré-tratada” e uma segunda porção das cargas é tratada eficientemente “dentro” do dispositivo de amassamento ou mistura.

[00080] Algumas das opções anteriores são evidentemente complicadas e/ou exigem equipamentos adicionais ou modificações do equipamento existente. Elas são, portanto, muito menos preferidas, o “pré- tratamento ou modo inicial sendo o mais preferido.

[00081] O “melhor modo” até hoje de evitar esses inconvenientes é claramente preparar uma carga pré-tratada, então distribuí-la para o usuário final e introduzi-la como tal no dispositivo de amassamento ou mistura, mais preferivelmente depois de a água de mistura e areia e cascalho, caso haja, terem sido introduzidos e sucessivamente misturados naturalmente como é usual nesta indústria (a diferença sendo que, na presente invenção, a carga é tratada, enquanto na tecnologia anterior não é).

[00082] A invenção também cobre: - “carga(s) à base de carbonato de cálcio” pré-tratada(s) como um produto industrial inédito como esta(s), - a ser distribuída para o usuário final desta maneira, opcionalmente depois de qualquer tratamento que permite facilitar o transporte.

[00083] Sabe-se que, em experiências em laboratório e, por causa dos pequenos volumes ou cargas envolvidas, algumas vezes primeiramente colocar uma certa pequena quantidade de “fluidificantes” na base do dispositivo de mistura em laboratório: alguns desses fluidificantes podem ser superplastificantes, muitos não são. Entretanto, mesmo quando algumas pequenas quantidades de superplastificantes-”fluidificantes” estão presentes, eles não podem “tratar” as cargas “eficientemente” como na invenção, ou seja de acordo com a definição dada anteriormente. Eles agem meramente como fluidificantes, de forma que eles interagem basicamente com os outros primeiros constituintes da carga, tais como areia, cascalho, água de mistura etc., que são misturados entre si, sozinhos, por um dado período de tempo, de maneira a fluidificar convenientemente as partículas ou agregados na suspensão; nesta operação, eles são “fixados” ou “consumidos” pelas ditas partículas agregadas que precisamente precisam ser fluidificadas. Se eles não forem, não haverá nenhuma fluidificação. Portanto, eles não são então mais disponíveis para as cargas; mesmo se, para ser absolutamente completos, assumimos por um segundo que algum fluidificante como esse (quantidade obrigatoriamente muito pequena) foi bastante parcialmente e bastante marginalmente disponível, ele poderia somente interferir bastante marginalmente com a carga, ou seja, em qualquer caso absolutamente não com o efeito do tratamento “eficiente” ou efeito da “cobertura superficial” ou efeito de “desbloqueio” gerado pelos superplastificantes deliberadamente adicionados na presente invenção em um momento e em um tempo tal como para atingir o ponto de “tratamento eficiente”. Simplesmente, o “patamar” ou “desencadeamento” necessário para desbloqueio poderia não ser atingido em muito, e, sem nenhum “desencadeamento”, poderia não existir absolutamente nenhum “desbloqueio”.

[00084] Nenhuma tecnologia anterior jamais reportou qualquer melhoria ou atualização de qualidade que possa ter uma relação com os fluidificantes (muitos dos fluidificantes sendo adicionalmente apenas plastificantes, não superplastificantes); nenhuma dúvida de que, especialmente em um Laboratório R&D, se uma atualização de qualidade como essa fosse observada, ela seria reportada. Isto é simplesmente em virtude de o efeito de “desencadeamento” para “desbloqueio” nunca ter ocorrido.

[00085] Na escala industrial, geralmente não se usa nenhum fluidificante, ou em alguns casos excepcionais em quantidades de minuta, e a fim de “fluidificar” a mistura: aqui novamente, os fluidificantes são “usados” para fluidificar areia, cascalho, etc. e não são disponíveis para as cargas e, portanto, não podem de maneira nenhuma “desencadear” o “desbloqueio” do sistema, a parte essencial da invenção.

[00086] Conforme indicado anteriormente, a(s) dita(s) carga(s) são feitas de carbonato(s) de cálcio ou combinações das mesmas, ou seja, basicamente GCCs ou PCCs ou combinações de GCCs ou combinações de PCCs ou combinações de GCCs e PCCs.

[00087] A invenção também consiste nas ditas “composições de cimento” (no sentido amplo definido anteriormente) e seu uso, e nos “elementos ou produtos de cimento” assim obtidos das ditas composições, e seu uso nas indústrias de “cimento”.

[00088] Entende-se por “elementos ou produtos de cimento” em todo este pedido toda e qualquer peça de edificação ou construção (ou qualquer peça ou produto para qualquer outro propósito industrial conhecido pelos versados na técnica, incluindo cimentação fora da costa, ou cimentação de poços de petróleo, usando composições de “cimento”) preparada a partir das ditas composições.

[00089] Isto será detalhado a seguir.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

[00090] Em uma modalidade detalhada e mais preferida (“melhor modo” como da atualidade), o dito processo para preparar as ditas composições ou sistemas de “cimento” é caracterizado (no assim chamado “pré-tratamento” ou equivalentemente modo “inicial” (nas tabelas 1 - 6, a seguir)) compreendendo: a) fornecer um pó de carga de carbonato(s) de cálcio seco definido anteriormente como “carga à base de carbonato(s) de cálcio”, a seguir “carga ou carga(s); b) misturar a(s) dita(s) carga(s) com uma quantidade de tratamento eficiente de pelo menos um superplastificante, produzindo assim “carga(s) pré-tratada(s)”; d) opcionalmente, adicionar antes, ou depois da etapa c), preferivelmente antes, agregados tais como areia e/ou cascalho, e possivelmente outros aditivos ou adjuvantes de rotina “não interferentes”; e) amassar ou misturar a dita carga durante um período de tempo eficiente; f) recuperar a dita composição de “cimento”.

[00091] Entende-se por “não interferentes” que não interfere ou não interfere notavelmente no dito tratamento ou processo inventivo considerado.

[00092] Entende-se por “período de tempo eficiente” o período de tempo total que leva a uma mistura ou combinação homogênea, da ordem de 2-15 minutos, preferivelmente, para as misturas ou combinações “padrões”, 30-60 segundos. Isto será detalhado a seguir.

[00093] Um exemplo de aplicação do usuário final é como a seguir: se o usuário final visa propriedades médias ou “padrões” para sua composição de cimento final, por exemplo, com uma mistura final na sua instalação fixa, etc., ele usará composições que são correspondentemente simples que não são especificamente complexas ou sensíveis em termos de aditivos, superplastificante, carga, etc. de rotina; portanto, o usuário final terá de misturar por um tempo relativamente curto tais como os 35 - 65 segundos anteriores.

[00094] Se, ao contrário, o usuário final visar propriedades de alto nível ou muito HP, ele usará correspondentemente composições mais complexas e componentes mais sensíveis, por exemplo, uma carga mais sensível ou superplastificante, ou aditivos de rotina sensíveis visados para

[00095] Evidentemente, composição ou sistema “técnico” significa uma qualidade “HP” (vide a seção anterior “teste de autonivelamento” ou vide também anteriormente “fluido” e, ao contrário de composição final, “padrão” significa uma qualidade “não HP”, isto é, vide anteriormente, “seco” ou mais provavelmente “plástico”.

[00096] Em ambos casos, isto é, composições “técnicas” ou “padrões”, e, conforme explicado no presente pedido, o objetivo comum é atingir a composição homogênea, também, conforme explicado especificamente no presente pedido, vide a seguir “Os critérios essenciais principais ... produto final tem que ser homogêneo”.

[00097] As principais operações anteriores são bem conhecidas pelos versados na técnica e são somente por questão de inteireza. Os valores e exemplos anteriores são apenas para prover diretrizes, que versados na técnica poderão facilmente usar a fim de atender os “critérios principais” essenciais”.

[00098] Entende-se que é impossível fornecer exemplos ou dados para todo tipo de composição ou ingrediente final, uma vez que as interações são complexas, bem como a cinética, etc., mas versados na técnica conhecem esses parâmetros.

[00099] De acordo com um modo menos preferido, o dito processo para preparar as ditas composições ou sistemas de “cimento” é caracterizado no modo de “tratamento misto” compreendendo: a) fornecer um pó de carga de carbonato(s) de cálcio seco definido anteriormente; b) misturar a(s) dita(s) carga(s) com uma porção ou parte de uma quantidade de tratamento eficiente de pelo menos um superplastificante, produzindo assim a(s) carga(s) parcialmente pré-tratada(s); d) introduzir antes ou durante a etapa c), preferivelmente durante, no dito dispositivo de amassamento ou mistura, o resto da dita quantidade de tratamento eficiente ou proporção do(s) superplastificante(s); e) adicionar opcionalmente antes ou depois das etapas c) e d), preferivelmente antes, agregados tais como areia e/ou cascalho, e possivelmente outros aditivos de rotina que não interferem no dito tratamento; f) amassar ou misturar a dita carga durante um período de tempo eficiente; g) recuperar a dita composição de “cimento”.

[000100] De acordo ainda com uma outra modalidade, o dito processo para preparar as ditas composições ou sistemas de “cimento” é caracterizado no modo “tratamento interno” por: a) fornecer um pó de carga(s) à base de carbonato(s) de cálcio seco definido anteriormente; b) introduzir a(s) dita(s) carga(s) não tratada(s) em um dispositivo de amassamento ou mistura já contendo uma quantidade de tratamento eficiente de pelo menos um superplastificante, (ou recebendo-o imediatamente depois de introduzir a água de mistura da(s) dita(s) carga(s) não tratada(s)) ou uma composição de água de mistura possivelmente contendo aditivos de rotina (“composição de água de mistura”) (a seguir por questão de simplificação “água de mistura”); c) amassar ou misturar a dita carga durante um período de tempo eficiente; d) opcionalmente, adicionar antes, ou depois da etapa c),

[000101] “Imediatamente depois” significa que o agente de tratamento pode ser introduzido antes ou depois da(s) carga(s) não tratada(s), mas, no segundo caso ele deve ser introduzido rapidamente depois da(s) carga(s), digamos, em questão de alguns segundos a 10 segundos ou próximo, a fim de que a carga permaneça completamente disponível para os agentes de tratamento sem nenhum distúrbio por causa da amassadeira ou mistura com areia, cascalho etc.

[000102] E normalmente mais preferido introduzir primeiro os agregados tais como areia e cascalho no dispositivo de amassamento ou mistura, e misturá-los opcionalmente com uma pequena quantidade de água e/ou de fluidificante (vide anteriormente), antes de realizar as outras etapas.

[000103] Como agente de tratamento, é usado pelo menos um superplastificante (e possivelmente pelo menos um superplastificante com possivelmente alguma quantidade de plastificante inerte).

[000104] De acordo com a definição anterior do agente de tratamento, os assim chamados agentes de tratamento para as cargas consistem em/ou compreendem superplastificante(s), ou compreendem pelo menos um superplastificante (e opcionalmente pelo menos um plastificante a fim de reduzir os custos gerais), e preferivelmente consistem em pelo menos um superplastificante e opcionalmente pelo menos uma quantidade de plastificante de redução de custo eficiente, e mais preferivelmente um superplastificante e opcionalmente uma quantidade eficiente para redução de custo de um plastificante.

[000105] Superplastificantes são agentes bem conhecidos e devem ser mais bem selecionados entre os produtos seguintes ou famílias e combinações das mesmas:

[000106] Nesta invenção, os agentes de tratamento de melhor modo (produto A e produto B) parecem estar nas famílias de superplastificantes, das fórmulas de éter de policarboxilato.

[000107] Deve-se notar, que os códigos dos produtos A a K na tabela A são cargas para ser caracterizadas, não para criar uma confusão com o(s) agente(s) de tratamento A e B preferidos anteriormente que são (superplastificantes(s)).

[000108] “Período de tempo eficiente” significa aqui um período de tempo de cerca de 35 - 65 segundos para as composições padrões, e de 1 - 3 a 10-15 minutos para as composições mais “técnicas” isto é, mais complexas e/ou mais sensíveis, como é sabido pelos versados na técnica.

[000109] Para uma composição “padrão”, um exemplo pode ser um tempo de amassar de 10 - 15-20 segundos para o cascalho e areia (prefere- se amassadeira ou mistura seca), então de 10 segundos para a amassadeira ou mistura do aglutinante hidráulico e carga não tratada, então 10-15 segundos para a amassadeira ou mistura com o(s) agente(s) de tratamento e água de mistura (isto no assim chamado “modo de tratamento interno”), então 5-15 segundos para a amassadeira ou mistura final com os “aditivos de rotina finais”.

[000110] Os critérios principais e essenciais para o dito “período de mistura” é que o produto final deva ficar homogêneo e o(s) agente(s) de tratamento não sejam absorvidos ou adsorvidos na areia ou cascalho, ou que sejam o menos possível.

[000111] “Quantidade eficiente” de plastificante (quando presente com o superplastificante) significa neste pedido uma quantidade ou proporção de plastificante que pode reduzir o custo do tratamento sem interferir negativamente no sistema e, a saber, no comportamento da(s) carga(s), a saber, em termos de atividade e reatividade superficial); os mesmos critérios se aplicam aos “aditivos inertes”.

[000112] “Compreendendo” queremos dizer aqui que os ditos agentes de tratamento consistem essencialmente ou inteiramente em superplastificante(s) da maneira definida, e podem conter conforme explicado, uma quantidade eficiente para redução de custo de pelo menos um plastificante, e podem também conter aditivos inertes usados para a aplicação final visada, tais como agentes antiespuma, retardantes, aceleradores etc., completamente conhecidos pelos versados na técnica.

[000113] Aditivos usuais de natureza inerte podem ser adicionados em pontos de injeção conhecidos pelos versados na técnica, conforme dito anteriormente.

[000114] O dispositivo de amassamento ou mistura pode ser operado em um modo em batelada, um modo semicontínuo, ou um modo contínuo, as adaptações estando de acordo com o conhecimento dos versados na técnica.

[000115] Realmente, descobriu-se surpreendentemente que tal(s) superplastificante(s) previamente usado(s) como meros “fluidificantes” podem melhorar a qualidade das cargas de grau médio, e algumas vezes de um grau baixo para grau HP.

[000116] A dosagem de superplastificante(s) usada para o pré- tratamento e tratamento da(s) carga(s).

[000117] No local do usuário final, a dosagem de superplastificante(s) varia de 0,3 a 3 kg para 100 kg de cimento, preferivelmente 0,8 a 1,2 kg/100 kg de cimento, com base seco/seco.

[000118] Em condições de laboratório, a mesma proporção varia de 0,05

[000119] Em condições de laboratório, para estabelecer a tabela A, usou-se de 0,8 a 1,1 kg/100 kg cimento, com base seco/seco.

[000120] No local do usuário final, a razão superplastificante(s)/plastificante(s) pode ser de 100/0 a 95 /5 - 90/10, preferivelmente não menos que 85/15 com base de peso seco.

[000121] A invenção também consiste nas ditas composições (ou sistemas) de cimento (no sentido amplo dado anteriormente, ou seja, cimento, composições cimentícias, argamassas, concretos): - per se, uma vez que elas são distinguíveis das composições similares da tecnologia anterior por sua estrutura física e suas propriedades, - ou conforme preparado pelo processo anterior da invenção, - e no uso desses sistemas de cimento ou composições para fabricar elementos de concreto, e finalmente nos elementos de cimento - per se, uma vez que elas são distinguíveis pelos mesmos motivos das composições, - e conforme preparado usando as ditas composições bem como - carga(s) à base de carbonato de cálcio pré-tratadas pelo processo de pré-tratamento da invenção.

[000122] Um outro objetivo é evidentemente atender as exigências do cliente que são de que o “bolo” ou “cone” tenha acima de 250 mm de diâmetro, mais preferivelmente 300 mm, ou ainda mais preferivelmente acima de 300 mm, a uma dosagem efetiva no que se refere ao custo.

[000123] Algumas composições contendo carga atendem esta exigência, dependendo das origens da carga. Isto pode ser fácil e rapidamente percebido pelos versados na técnica realizando o teste de cone e placa.

[000124] Este teste permite, portanto, discriminar as cargas e selecionar a carga de melhor desempenho e mesmo o(s) superplastificante(s) de melhor desempenho, em vista das propriedades finais exigidas pelo usuário final.

[000125] Muitos não atendem esta exigência, com certeza em muito.

[000126] Normalmente (processo da tecnologia anterior) o teste é conduzido em uma carga não tratada.

[000127] No presente pedido os superplastificantes são usados como agentes de tratamento para a carga em um processo específico e inventivo.

[000128] Um outro objetivo da invenção é, portanto, elevar de média ou baixa qualidade as composições ou sistemas de cimento/argamassa/concreto contendo carga, (por questão de simplificação, “cimento”) para composições HP (ou alto desempenho), pela introdução no dispositivo de misturar/amassar do(s) dito(s) superplastificante(s) e opcionalmente (vide anteriormente) pelo menos uma quantidade eficiente para redução de custo de plastificante(s) a fim de melhorar o comportamento da(s) carga(s) e, portanto, da composição geral.

[000129] Plastificantes(s) é(são) selecionado(s) preferivelmente entre aqueles citados anteriormente.

[000130] Estas famílias são muito bem conhecidas pelos versados na técnica. O mérito dos inventores não foi descobrir essas famílias, nem seu uso como superplastificantes no sentido comum da tecnologia anterior, mas, descobrir que pode-se melhorar a qualidade amplamente de uma carga de cimento (e, consequentemente, as composições de cimento) tratando as cargas à base de carbonato de cálcio com tal espécie.

[000131] Nota-se que certas composições são assim baixas no diâmetro de cone (“teste de autonivelamento”), pegajosidade, etc. e que não existe nenhum modo de melhorar sua qualidade; isto demonstra a dificuldade da tarefa da invenção.

[000132] Algumas podem ter melhoria de qualidade, mas, somente adicionando grandes proporções dos superplastificantes usados de acordo com a invenção e, mesmo em tais casos, a exigência de diâmetro pode ser correspondida, mas o “bolo” ou “cone” permanece pegajoso e espesso na consistência, o que significa que o resultado, apesar do fato de que o diâmetro do “bolo” é correto, a composição não pode ser considerada como melhoria de qualidade para composição de concreto HP.

[000133] E necessário ter em mente que, para uma composição ou sistema de concreto ser aceitável como composição HP, ou melhoria de qualidade da qualidade baixa ou média para qualidade HP, dois recursos devem ser atendidos simultaneamente: - o diâmetro do “bolo” ou cone deve ser acima de cerca de 250, ou preferivelmente acima de 300, ou ainda mais preferivelmente acima de 350 mm, e - o “bolo” ou cone não deve ser de consistência pegajosa ou espessa.

[000134] Isto é uma outra medição do desafio muito difícil que esta invenção quer superar, e da entrada altamente técnica e científica realizada pela invenção na tecnologia de ponta atual.

[000135] Como pode-se ver pela tabela A anexa, as cargas “fracas” não podem ter melhoria de qualidade uma vez que elas nunca atendem ambos recursos.

[000136] Isto é também verdadeiro para algumas cargas “médias” tal como produto D, B, G, I e K que pode mostrar uma boa fluidez, por exemplo, a uma dosagem de 4 g, mas, tem um mau aspecto ou comportamento de manuseio.

[000137] Com a ajuda da tabela A e dos comentários anteriores e a seguir, versados na técnica serão capazes de discriminar as cargas que podem ter melhoria de qualidade pela invenção, e aquelas que não podem (consideradas “baixas” pelo teste da tabela A).

[000138] Para atingir esses objetivos, versados na técnica têm em mente primeiro que uma certa razão água/cimento está diretamente ligada à trabalhabilidade da composição e isto é também imperativo para desenvolver qualidades de alto desempenho no produto final, tal como alto desempenho ou nível “técnico” de propriedades de cura, propriedades de secagem, resistência mecânica, a saber, resistência compressiva, etc.

[000139] Conforme especificado anteriormente, a invenção se baseia primeiramente no tratamento superficial da(s) carga(S) à base de CaCO? por um ou mais superplastificante(s) (opcionalmente em mistura com um ou mais plastificante). A quantidade de plastificante será calculada facilmente por versados na técnica como a quantidade eficiente no que se refere ao custo, não interferindo no tratamento geral, vide anteriormente.

[000140] Dois produtos superplastificantes estão fornecendo os melhores resultados. Eles são o “melhor modo” até esta data de depósito (produtos A e B da família do éter de policarboxilato) mencionados anteriormente.

[000141] É muito surpreendente observar que, durante o uso da invenção, proporções de agente(s) de tratamento de superplastificante(s) para a(s) carga(s) de CaCCh tão baixa quanto 0,03 ou 0,05 a 0,1 % são suficientes. É inteiramente surpreendente observar que tais diminutas quantidades de agentes de tratamento são capazes de melhorar até uma qualidade HP mesmo as cargas médias a fracas.

[000142] Muitos tais plastificantes, superplastificantes ou fluidificantes, são conhecidos, tal como descrito, por exemplo, na patente EP 0 663 892 de CHRYSO.

[000143] Outros produtos foram testados com sucesso como superplastificantes usáveis no processo da invenção para realizar um tratamento superficial da carga de carbonato, tais como os produtos CHRYSO™ descritos na patente EP citada anteriormente, tais como

[000144] Alguns aditivos usuais podem ser rotineiramente adicionados tais como agentes de aprisionamento de ar, retardantes ou aceleradores de cura etc. em um lugar que é conhecido pelos versados na técnica, por exemplo, com a água ou depois de os superplastificantes serem adicionados.

[000145] Como para os “pós” que são o cimento e a carga, o cimento pode ser adicionado primeiro, em seguida a carga, ou o contrário, ou eles podem ser introduzidos juntos como uma pré-mistura.

[000146] Entretanto, prefere-se introduzir o cimento e a carga juntos como uma pré-mistura, de maneira a garantir melhor que ambos pós serão homogeneamente misturados e molhados com água.

[000147] O que foi apresentado são modos em batelada.

[000148] Pode-se também pensar em modos contínuos, tal como realizar a adição em uma das ordens anteriores, por exemplo, em um dispositivo de amassamento ou mistura equipado com um parafuso contínuo (com adições em vários pontos ao longo do comprimento do equipamento), possivelmente com pré-misturas sendo adicionadas em algum(s) ponto(s), ou como um outro exemplo, em uma série de dispositivos de amassamento ou mistura sucessivos, também com a possibilidade de adicionar pré-mistura(s) em um dos dispositivos. Ficará óbvio aos versados na técnica que especialmente a última opção (diversos dispositivos de amassamento ou mistura) tem inúmeros inconvenientes, citando apenas o espaço e investimento necessário.

[000149] Modos em batelada são preferidos e serão referidos aqui a seguir.

[000150] Testes de rotina podem ajudar versados na técnica a selecionar o mais apropriado, em vista do equipamento disponível, da prática do usuário final, e com a ajuda das Tabelas e Figuras seguintes que estão anexadas neste pedido.

TABELAS 1, 2 e 3 e Figuras 1, 2, 3

[000151] Nas tabelas e figuras 1, 2 e 3, uma carga “média” foi usada, que é levada no “teste de cone”, para um diâmetro de 170 mm sem nenhum agente de tratamento (coluna do lado esquerdo) e para “bolo”, cujo aspecto é indicado na dosagem de agente de tratamento igualmente indicada (dosagem é expressa em % em peso de agente de tratamento seco/ CaCCh em peso seco) depois do processo de autonivelamento.

[000152] Conforme discutido anteriormente, 170 mm é demasiadamente insuficiente.

[000153] A tabela 1 e figura 1 correspondem a um tratamento superficial com o superplastificante A descrito anteriormente em uma dosagem tal como expressa na tabela correspondente.

[000154] A tabela 2 e figura 2 correspondem a um tratamento superficial com o superplastificante B descrito anteriormente em uma dosagem tal como expressa na tabela correspondente.

[000155] A tabela 3 e figura 3 correspondem a um tratamento superficial pelo produto NRG 100 em uma dosagem tal como expressa na tabela correspondente. TABELA 1

TABELA 2

TABELA 3

[000156] Nas três curvas da figura 1 a 3, a curva correspondente a uma adição do(s) superplastificante(s) depois de todos os outros ingredientes (modo comparativo, muito menos preferido) é marcada com “losangos” (“modo pós-adição” nas tabelas) enquanto o “modo pré-tratamento” ou “curva inicial” (versão em laboratório do pré-tratamento) da invenção é marcado com “quadrados” (“modo inicial” nas tabelas).

[000157] O “triângulo” nas tabelas é um ponto isolado correspondente a um pré-tratamento 100 % da carga em um dispositivo de mistura externo como, por exemplo, LODIGUE, durante 3 ou 5 minutos, antes de sua introdução no dispositivo de amassamento ou mistura (coluna do lado direito nas tabelas, 435, 437 e 435 mm para o “bolo” no teste de cone em somente 0,1 % de dosagem).

[000158] O dito “triângulo” é algumas vezes difícil de observar nas figuras 1 - 6 em virtude de ele sobrepor-se com quadrados e/ou losangos, as figuras 1 a 6 foram divididas em figuras la a 6a (curvas) e figuras lb a 6b (escala ampliada esquemática, mostrando o local aproximado das marcas sobrepostas).

[000159] Esperou-se que, para tratar uma carga mais grosseira, a quantidade de adjuvante(s) tivesse de ser bem maior ou significativamente maior. Bastante surpreendentemente, ocorreu o contrário, isto é, proporções tal como de 0,03 - 0,05 para 0,1 - 0,5 % são bastante eficientes.

[000160] Surpreendentemente notamos nas curvas das figuras 1 e 2 (e dos valores % nas tabelas correspondentes 1 e 2) a ocorrência de um “platô” a cerca de 0,12 % de forma que é desnecessário incorporar mais que cerca de 0,1 % de adjuvante.

[000161] A melhor faixa é portanto a 0,1 % -0,12%.

[000162] Deve-se notar, que com o estudo da parte inferior das curvas, a saber, aquelas relacionadas com o tratamento com B, mostra que um surge efeito técnico claro a 0,03 - 0,05 %: pode-se notar um aumento muito

[000163] Como na tabela 3 e figura 3, pode-se ver que a curva do “modo inicial” é bastante similar àquelas da figura 1 e 2, ou seja, um “platô” muito claro após 0,1 - 0,12 % - 0,20 % ou algo parecido, e um aumento acentuado similar na consistência no sentido de menores dosagens, enquanto a “curva modo pós-adição” mostra um comportamento similar às dosagens baixas, mas, mostra um aumento regular, mas, menor (anteriormente 0,05 % ou algo parecido). Para esse superplastificante A, pode-se ver que a faixa de dosagem usada no processo do “modo inicial” é de 0,05 % (corresponde a 300 mm de consistência) a 0,1 -0,12 % - 0,20 % (início do “platô” claro, como nas curvas 1 e 2); ao contrário, com a curva do “modo pós-adição”, o patamar de dosagem inferior é cerca da mesma (das duas curvas superpostas a cerca de 300 mm) embora seja necessário adicionar cerca de 0,3 % de produto NRG 100 para atingir cerca de 425 mm, vs. cerca de 0,1 % para a curva do pré- tratamento, ou o ponto Lodige.

[000164] Entretanto, pode-se ver que a curva do “modo inicial” permite atingir um platô a 450 mm para cerca de 0,1 - 0,12 - 0,15 % de agente de tratamento A usado no processo de acordo com a invenção, enquanto B e NRG 100 foram, para o mesmo % a cerca de 425 mm (e para a curva do “modo inicial”).

[000165] Pode-se, portanto, dizer que surge um efeito técnico, dependendo das curvas e do valor desejado de consistência em mm) anteriormente 0,02 - 0,03 - 0,05 % de superplastificante(s)/peso de cimento (seco), em cujo ponto essa proporção de adjuvante(s) permite que o sistema seja desbloqueado, os seja, o ponto de desbloqueio. Este ponto de “desbloqueio” é provavelmente a chave para o efeito inesperado do processo da invenção. Portanto, novamente dependendo do adjuvante e do valor desejado de consistência, e para esta carga, pose-se deduzir do dito ponto de “desbloqueio” que a proporção ideal é cerca de 0,08 - 0,1 - 0,12 - 0,15 % (uma vez que um “platô” segue, de forma que não exista necessidade de adicionar mais de adjuvante caro, por exemplo, nenhuma necessidade de chegar até a 0,5 %) Prefere-se ainda mais usar um “modo inicial ou processo “pré- tratamento” que é o processo onde o(s) superplastificante(s) adjuvante(s) é(são) adicionado(s) com a carga (ou no mesmo ponto de adição) (isto é, a carga é tanto primeiramente pré-tratada com o adjuvante superplastificante em um equipamento separado como o dispositivo de mistura LÕDIGE conhecido (mas sem nenhuma melhor resultado real, vide anteriormente os pontos em “triângulo”) quanto com o(s) superplastificante(s) (e opcionalmente a quantidade de redução de custo de plastificante(s)) é(são) adicionado(s) junto com a carga, uma vez que pode-se ver a partir dos desenhos das figuras 1, 2 e 3 que a curva do “modo inicial” ou “pré- tratamento” é sempre melhor que a curva do “modo pós-adição” (que é quando o agente de tratamento é adicionado depois de todos os ingredientes principais incluindo depois da(s) carga(s)).

[000166] Poderia mesmo ser arriscado adicionar mais que o ideal 0,1 - 0,12 - 0,15 % de adjuvante/cimento, uma vez haveria muitos adjuvantes e, portanto, polímero livre (que é adjuvante livre) permaneceria no sistema. O dito excesso de adjuvante (polímero livre) poderia interagir com cimento, com outros aditivos, etc. e provavelmente desequilibraria o sistema.

TABELAS 4, 5, 6 e figuras 4, 5, 6 :

[000167] O princípio e os procedimentos são os mesmos das tabelas 1 - 3 e Figuras 1-3 correspondentes.

[000168] Anexamos as tabelas 4, 5 e 6 (correspondentes à figura 4, 5 e 6), representando as mesmas experiências das anteriores, mas, com uma carga diferente tendo desta vez um comportamento muito bom no teste de cone, já 288 mm diâmetro não tratado, e um cone ou “bolo autonivelado não pegajoso, não espesso e muito fluido”. TABELA 4

TABELA 5

TABELA 6

[000169] Como pode-se ver, existe uma diferença profunda, para este tipo de carga “boa ou HP”, entre as curvas correspondentes aos dois processos diferentes.

[000170] Entretanto, pode-se ver que para ambos tipos de curvas existe um limite superior ideal a cerca de 0,1 % de adjuvante superplastificante(s)/cimento seco, embora aqui, novamente, adjuvante A comporte-se ligeiramente diferente de B e NRG 100.

[000171] Como dito anteriormente, deve-se, entretanto, ter em mente que duas propriedades devem ser atendidas simultaneamente de maneira a produzir um sistema de qualidade HP ou técnico: - alta consistência, ou seja, de um modo geral, alta fluidez/trabalhabilidade, como pode-se ver por meio do teste de autonivelamento, ou seja, diâmetro acima de cerca de 250 - 300 ou preferivelmente acima de 320 - 350 mm (e compacidade ou densidade, ou seja, pouca porosidade) e simultaneamente - um produto “não pegajoso, não “espesso” (que é fácil de “manusear”), não plástico” (e evidentemente não “seco”), sem nenhuma decantação.

[000172] Isto pode ser visto nas seis tabelas anteriores.

[000173] Por exemplo, na tabela 1 e 2 (carga média (170 mm) + superplastificante A ou B ), pode-se ver que: testes 2312/B1 e B4, ambos do “modo pós-adição”: com 0,025 % de adjuvante, o sistema obtido é bom em diâmetro (335 mm) somente para 2312/B4 embora inferior para uma dosagem a 0,05 % (395 mm), mas, B4 forma um produto não usável uma vez que ele tem um “aspecto plástico”: a segunda condição não é atendida, enquanto B5 é “fluido” e é usável. Ao contrário, BI tem um aspecto homogêneo a 0,05 %, mas, mostra somente um recurso de 238 mm, insuficiente. testes 2312 B10 (“inicial” que é “modo pré-tratamento”) e B13

[000174] Entre os testes do “modo inicial” B13 a BI6, Tabela 2, notamos que todos os sistemas são fluidos, e a diferença se baseia em um aumento do diâmetro (consistência) com a dosagem.

[000175] LODIGE: se compararmos 2312/B21 (uso de uma pré-mistura em um dispositivo LODIGE, em uma dosagem de 0,1 %, e se compararmos com um modo inicial sem nenhum LODIGE, na mesma dosagem de 0,1 %, ou seja, 2248/1 (Tabela 1), pode-se ver que ambos são fluidos e que o LODIGE leva um diâmetro ligeiramente inferior (435 vs 442 mm) que evidentemente não justifica o uso do equipamento LODIGE adicional.

[000176] Portanto, o modo “inicial” ou “pré-tratamento” é mais bem realizado introduzindo “simultaneamente” a(s) carga(s) e o(s) agente(s) de tratamento, ou seja, a um ponto de adição muito próximo em termos de local e tempo.

[000177] Cada tabela e curva pode ser analisada como anteriormente, e versados na técnica serão capazes de usar esses inúmeros dados, usando múltiplos parâmetros, diferentes superplastificantes, dois tipos diferentes de carga (um médio a 170 mm de consistência, não tratado, o outro HP a 280 mm de consistência, não tratado), e os dois modos do processo, para “construir” seu próprio sistema em vista dos parâmetros anteriores, suas necessidades ou exigências específicas.

[000178] Teste de “tratamento misto”: Um teste em laboratório foi realizado duplicando o teste 2248/1 da tabela 1 (dosagem de tratamento 0,1 %) exceto que o tratamento foi realizado na carga adicionando 50 % (0,05 %) da quantidade eficiente de superplastificante A na quantidade total da carga (GCC qualidade “média”) e misturando ambos produtos em um misturador de laboratório, em seguida introduzindo rapidamente os 50 % restante de superplastificante no dispositivo de amassamento ou mistura em seguida introduzindo 5 segundos depois a carga tratada fora pelos primeiros 50 % de superplastificante a. O diâmetro no teste de autonivelamento foi 392 mm, e o aspecto “fluido”; portanto, pode-se considerar que um tratamento misto é ligeiramente inferior no diâmetro, mas, é claramente parte da invenção.

[000179] Toda a faixa de adição do(s) superplastificante(s), e opcionalmente, da quantidade de redução de custo de plastificante(s) pode portanto, em vista de todos os testes e curvas anteriores, e informação geral dada neste pedido, ser definidos como: De 0,02 - 0,03 - 0,05 % a 0,08 - 0,1 - 0,12 - 0,15 % de adjuvante(s)/peso seco de cimento com fácil ajuste pelos versados na técnica.

[000180] Pode-se ver que todos os objetivos da invenção, que são as necessidades e exigências da indústria moderna, são alcançados: - a uma baixa dosagem (consequentemente a um baixo custo) de tratamento superficial por pelo menos um dos adjuvantes descritos anteriormente, - sem nenhuma necessidade de usar equipamento extra, - cargas de comportamento médio a fraco (rejeitadas na tecnologia anterior ou tratadas a custos e investimentos excessivos) podem ter facilmente melhoria de qualidade para cargas HP capazes de formar com os outros ingredientes usuais - composições ou sistemas de cimento ou argamassa ou concreto - que são do grau “técnico”, com uma consistência alta a muito alta, acima de 250, 300, ou mesmo acima de 350 mm no teste padronizado de autonivelamento, uma compacidade alta a muito alta (densidade), um % alto a muito alto de material seco no produto final, de 87 a 95 %, em peso, de material seco no sistema completo final

[000181] Esta “regularidade” é uma propriedade inédita que não foi atingida em muito na tecnologia anterior, apesar da demanda pela indústria; acredita-se, sem ficar ligado a nenhuma teoria, que as etapas do processo e os superplastificantes usados sejam responsáveis por esta “regularidade”.

[000182] O acompanhamento da “regularidade” é possível ajustando a dosagem dos produtos de tratamento superficiais anteriores A e B, ou selecionando outros produtos descritos anteriormente, e ajustando a dosagem, usando o método do teste descrito anteriormente para garantir que as propriedades permaneçam constantes, que é chamado “regularidade”.

APLICAÇÕES

[000183] As aplicações são todas aquelas que normalmente usam as composições ou sistemas de cimento, argamassa, ou concreto supradescritas. PRODUTOS DE CIMENTO Esses são os produtos ou elementos que são conhecido para ser fabricados das composições de cimento, argamassa ou concreto anteriores, na indústria de construção ou qualquer outra indústria, de uma maneira bem conhecida.

Claims (17)

1. Composição de cimento, caracterizada pelo fato de que compreende (i) cimento, (ii) carbonato de cálcio tratado superficialmente com 0,02 a 0,15%, com base no peso seco da composição de cimento, de um agente de tratamento compreendendo pelo menos um superplastificante e pelo menos um plastificante, em que a razão de superplastificante e de plastificante é de 95/5 a 85/15 em uma base de peso seco, e em que o carbonato de cálcio é tratado superficialmente com o agente de tratamento ante de ser introduzido na composição de cimento, e (iii) opcionalmente, um ou mais de um agregado, areia, cascalho, um aglutinante hidráulico, um agente de aprisionamento de ar, um retardante de cura, um acelerador de cura, um agente antiespuma, um adjuvante, um fluidificante e água.

2. Composição de cimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a carga de carbonato de cálcio é carbonato de cálcio, carbonato de cálcio moído, carbonato de cálcio precipitado ou uma mistura de carbonato de cálcio moído e carbonato de cálcio precipitado.

3. Composição de cimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o superplastificante é selecionado do grupo consistindo de um policarboxilato, um éter de policarboxilato, um condensado de naftaleno sulfonado, e um formaldeído de melamina sulfonado.

4. Composição de cimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que o superplastificante é um policarboxilato ou um éter de policarboxilato.

5. Composição de cimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que pelo menos 80% da superfície das partículas de carbonato de cálcio é coberta com o superplastificante.

6. Composição de cimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que pelo menos 90% da superfície das partículas de carbonato de cálcio é coberta com o superplastificante.

7. Composição de cimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que 100% da superfície das partículas de carbonato de cálcio é coberta com o superplastificante e o plastificante.

8. Composição de cimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que contém de 0,3 a 3 kg do superplastificante para 100 kg da composição de cimento.

9. Composição de cimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que contém de 0,8 a 1,2 kg do superplastificante para 100 kg da composição de cimento.

10. Composição de cimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente um agregado, um aglutinante hidráulico, um agente de aprisionamento de ar, um retardante de cura, um acelerador de cura, um agente antiespuma, um adjuvante, e um fluidificante.

11. Composição de cimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente um agregado, um aglutinante hidráulico, um agente de aprisionamento de ar, um retardante de cura, um acelerador de cura, um agente antiespuma, um adjuvante, um fluidificante, e água.

12. Composição de cimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente um agregado, areia, um aglutinante hidráulico, um agente de aprisionamento de ar, um retardante de cura, um acelerador de cura, um agente antiespuma, um adjuvante, e um fluidificante.

13. Composição de cimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende adicionalmente um agregado,

14. Composição de cimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que compreende adicionalmente um agregado, areia, cascalho, um aglutinante hidráulico, um agente de aprisionamento de ar, um retardante de cura, um acelerador de cura, um agente antiespuma, um adjuvante, e um fluidificante.

15. Composição de cimento de acordo com a reivindicação 1, caracterizadapelo fato de que compreende adicionalmente um agregado, areia, cascalho, um aglutinante hidráulico, um agente de aprisionamento de ar, um retardante de cura, um acelerador de cura, um agente antiespuma, um adjuvante, um fluidificante, e água.

16. Composição de cimento de acordo com a reivindicação 2, caracterizadapelo fato de que compreende adicionalmente um agregado, um aglutinante hidráulico, um agente de aprisionamento de ar, um retardante de cura, um acelerador de cura, um agente antiespuma, um adjuvante, e um fluidificante.

17. Composição de cimento de acordo com a reivindicação 2, caracterizadapelo fato de que compreende adicionalmente um agregado, um aglutinante hidráulico, um agente de aprisionamento de ar, um retardante de cura, um acelerador de cura, um agente antiespuma, um adjuvante, um fluidificante, e água.

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