BRPI0721955A2 - ADDITIVE COMPOSITION FOR MINERAL BASED CONSTRUCTION MATERIAL - Google Patents
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Description
Relatório Descritivo da Patente de Invenção para "COMPOSI- ÇÃO ADITIVA PARA MATERIAL DE CONSTRUÇÃO COM BASE EM MI- NERAIS".Patent Descriptive Report for "ADDITIVE COMPOSITION FOR MINERAL-BASED CONSTRUCTION MATERIAL".
Campo da InvençãoField of the Invention
5 A presente invenção refere-se a uma composição aditiva bemThe present invention relates to an additive composition as well as
como ao uso da composição aditiva em materiais de construção com base em minerais, sendo que a composição aditiva em materiais de construção exerce efeito estabilizante, formador de poros e ainda possibilita boa fluidez do material de construção. A invenção refere-se ainda a um processo para a 10 produção de um material de construção e ao material propriamente. Além disso, a invenção refere-se ao componente do material de construção con- tendo o material de construção de acordo com a invenção.as well as the use of additive composition in mineral-based building materials, the building material additive having a stabilizing, pore-forming effect and also permitting good flowability of the building material. The invention further relates to a process for producing a building material and the material itself. Furthermore, the invention relates to the building material component containing the building material according to the invention.
Estado da TécnicaState of the Art
Há milênios resulta dos "elementos" terra, água, fogo e ar um 15 material de construção de incomparável utilidade e atratividade. O concreto, material de construção sólido, garante uma substância resistente ao desgas- te. Construções de concreto apresentam, além disso, vida útil de mais de 100 anos. Uma construção sólida de concreto é responsável em longo prazo pela qualidade de construção de alto valor. Concretos apresentam uma das 20 menores modificações de forma dentre todos os materiais de construção, por exemplo, na carga estática, influências de calor ou frio. Estruturas de concretos são, em virtude disto, particularmente duradouras.For millennia, a building material of unparalleled utility and attractiveness has resulted from earth, water, fire and air "elements." Concrete, a solid building material, guarantees a wear-resistant substance. Concrete constructions also have a service life of over 100 years. Solid concrete construction is responsible in the long run for the quality of high value construction. Concrete has one of the 20 minor shape changes among all building materials, for example, static loading, heat or cold influences. Concrete structures are therefore particularly durable.
Concretos e argamassas, em virtude de sua estrutura porosa fina e capilar, dispõem de bom isolamento térmico. Em geral, as exigências 25 de padrão de pouco consumo de energia também podem ser satisfeitas com uso do concreto, também com respeito ao decreto alemão de economia de energia (EnEV). É de se notar que a necessidade de energia para aqueci- mento de uma residência não depende exclusivamente de um valor de trans- formação (coeficiente de transmissão térmica em W/m2K) da parede, mas 30 também de uma combinação de muitos fatores.Concrete and mortar, due to their fine porous and capillary structure, have good thermal insulation. In general, low energy standard requirements 25 can also be met with concrete use, also with respect to the German energy saving decree (EnEV). It should be noted that the energy requirement for heating a home does not depend solely on a transformation value (thermal transmission coefficient in W / m2K) of the wall, but also on a combination of many factors.
Construções erguidas de concreto apresentam propriedades de isolamento acústico muito boas. As medidas do isolamento acústico de pa- redes externas maciças de concreto são de pelo menos 45 - 70 decibéis (dB) nitidamente acima do isolamento de janelas e de construções leves e em concretos especiais, por exemplo, produzidos com agentes estabilizan- tes de escoamento, a exigência de maior isolamento acústico, de 55 db, já é 5 cumprida com paredes com espessura de 20 cm, por exemplo, para paredes divisórias em residências.Erected concrete constructions have very good soundproofing properties. The sound insulation measurements of solid external concrete walls are at least 45 - 70 decibels (dB) significantly above the insulation of windows and lightweight constructions and special concretes, for example produced with flow stabilizing agents. the requirement for greater acoustic insulation of 55 db is already met with 20 cm thick walls, for example for partition walls in homes.
Concretos possuem também muito boas propriedades de barrei- ra contra fogo e pertencem à classe de resistência ao fogo F 90, onde até mesmo paredes finas permitem que uma construção de concreto permaneça 10 de pé por pelo menos 1,5 horas. Uma construção maciça aumenta em qua- tro vezes a chance de salvar pessoas sem ferimentos. Além disso em caso de incêndio uma construção de concreto não libera gases tóxicos. Materiais de construção de concreto superam consideravelmente as exigências vigen- tes da técnica de proteção contra incêndio.Concrete also has very good fire barrier properties and belongs to the fire resistance class F 90, where even thin walls allow a concrete construction to stand for at least 1.5 hours. Massive construction increases the chance of saving people without injury four times. Also in case of fire a concrete construction does not release toxic gases. Concrete building materials considerably exceed the current requirements of fire protection technique.
Materiais de construção produzidos com concreto são subdividi-Building materials made of concrete are subdivided into
dos em classes de elevada resistência à pressão. Para proprietários da obra e arquitetos isto significa segurança adicional. Contrações e dilatações pro- vocadas por frio, calor ou umidade e conseqüentes rachaduras das paredes, aparecem em proporções consideravelmente menores nos componentes de 20 material de construção produzidos com concreto. Componentes de material de construção produzidos com concreto oferecem excelente estabilidade dimensional. As vantagens estatísticas da construção maciça contribuem ultimamente também para outras propriedades importantes, tais como es- tanqueidade ao vento, proteção acústica ou proteção contra umidade.in classes with high pressure resistance. For site owners and architects this means additional security. Contractions and swellings caused by cold, heat or moisture and consequent cracking of the walls appear to be considerably smaller in the components of concrete construction material. Concrete building material components offer excellent dimensional stability. The statistical advantages of massive construction lately also contribute to other important properties such as wind stability, acoustic protection or moisture protection.
Um objeto de componentes de material de construção produzidoAn object of components of building material produced
com concreto contribui para uma agradável temperatura ambiente. Como material de construção aberto para difusão, os concretos apresentam a mais baixa umidade de compensação de todos os materiais de construção de pa- redes. Eles podem absorver a umidade e a liberam somente na próxima mu- 30 dança atmosférica. As superfícies das paredes permanecem secas em qual- quer estação do ano e com isso oferecem agradável temperatura ambiente. Paredes de concreto, além disso, agem como uma instalação natural de ar condicionado. Oscilações de temperatura são compensadas pela absorção ou liberação de calor. No inverno a construção permanece relativamente quente, no verão correspondentemente fresca. Do ponto de vista médico, concretos oferecem vantagens já que não possuem quaisquer tóxicos, não 5 ocorre nenhum tipo de exalação danosa sendo que, comparado com outros materiais de construção, tais concretos possuem uma exalação de radiação mínima. Além disso, concretos possuem elevada resistência à corrosão e ao apodrecimento, são inofensivos do ponto de vista toxicológico e são antia- lérgicos mesmo em contato direto com pele e boca.with concrete contributes to a pleasant room temperature. As an open construction material for diffusion, concretes have the lowest compensating moisture of all wall construction materials. They can absorb moisture and release it only in the next atmospheric change. Wall surfaces remain dry at any time of year and thus offer a pleasant ambient temperature. Concrete walls, moreover, act as a natural air conditioning installation. Temperature fluctuations are compensated by heat absorption or release. In winter the building remains relatively warm, in the correspondingly cool summer. From a medical point of view, concretes offer advantages since they are not toxic, no harmful exhalation occurs and, compared to other building materials, such concretes have minimal radiation exhalation. In addition, concretes have high corrosion and rot resistance, are harmless from a toxicological point of view and are anti-allergic even in direct contact with skin and mouth.
Construções maciças são necessariamente construções imper-Massive constructions are necessarily imperative constructions.
meáveis ao ar. A energia térmica não pode escapar da casa por juntas ou frestas. Construções maciças permanecem permanentemente impermeáveis ao ar, pois as paredes não mostram nenhuma ou quase nenhuma modifica- ção na forma dos componentes do material de construção que poderiam, 15 posteriormente, formar pontos de fuga. Muramentos maciços não precisam, pois, películas de vedação, isto é, de antemão, não existem zonas críticas após longo período como juntas e conexões de películas. Uma casa imper- meável ao ar não é só garantia de manutenção da proteção do isolamento térmico a longo prazo mas também para evitar danos na construção em 20 conseqüência de componentes de material de construção úmidos, pois pon- tos "de fuga" levam à formação de água condensada. Paredes ou tetos úmi- dos perdem seu efeito isolante e, consequentemente, são o substrato nutriti- vo ideal para os fungos do mofo.airable. Thermal energy cannot escape the house through joints or cracks. Massive buildings remain permanently impermeable to the air, as the walls show no or almost no change in the shape of the components of the building material that could later form vanishing points. Massive wallings therefore do not need sealing films, ie beforehand there are no critical areas after long period such as joints and film connections. An air-tight home is not only a guarantee of maintaining long-term thermal insulation protection but also to prevent damage to the building as a result of damp building material components, as "leakage" points lead to formation. of condensed water. Moist walls or ceilings lose their insulating effect and, consequently, are the ideal nutritional substrate for mold fungi.
Em uma construção maciça, fungos do mofo ou outras influên- cias nocivas têm menos possibilidades de danificar a obra. A construção só- lida e a qualidade constante de longo prazo exigem somente poucos recur- sos de manutenção.In a massive construction, mold fungi or other harmful influences are less likely to damage the work. Solid construction and long-term constant quality require only a few maintenance resources.
Materiais de construção de concreto são vantajosos também sob aspectos econômicos, por um lado em relação ao pequeno custo de origem, por outro lado também em relação a pequenas despesas de manutenção.Concrete building materials are also economically advantageous, on the one hand in relation to the small cost of origin, on the other hand also in relation to small maintenance expenses.
Materiais de construção de concreto são produtos a partir dos componentes naturais fogo, água, ar e terra (argila/areia/saibro). Eles carac- terizam-se por:Concrete building materials are products made from the natural components fire, water, air and earth (clay / sand / gravel). They are characterized by:
• boas propriedades de isolamento térmico• good thermal insulation properties
• obtenção de matéria-prima sem efeito nocivo para o am- biente e produção com economia de energia• obtaining raw material without harmful effect on the environment and energy saving production
· redução da emissão de substâncias nocivas· Reduction of emission of harmful substances
• pouca distância de transporte na produção e fornecimen- to pelo uso de matérias-primas locais.• short transport distance in production and supply through the use of local raw materials.
Pelo recultivo de fossas de exploração de matéria-prima surgem campos de recuperação próximos ou biótipos valiosos com fauna e flora ri- 10 cas em espécies. Materiais minerais de construção podem ser reaproveita- dos sem problemas, por exemplo como agregado na produção de novos ma- teriais minerais de construção, como material de infraestrutura na construção de estradas, para paredes acústicas e similares.Through the harvesting of raw material exploration pits, nearby recovery fields or valuable biotypes with species-rich flora and fauna emerge. Mineral building materials can be easily reused, for example as aggregate in the production of new mineral building materials, as infrastructure material in road construction, for acoustic walls and the like.
Apesar destas vantagens, no concreto, justamente estas propri- edades ainda carecem aperfeiçoamentos, isto é, necessitam aperfeiçoamen- tos em relação à estabilidade/vida útil, isolamento térmico, isolamento acús- tico, barreiras corta fogo, temperatura ambiente, estática e impermeabilidade à luz.In spite of these advantages, in concrete, precisely these properties still need improvements, that is, they need improvements regarding stability / service life, thermal insulation, acoustic insulation, fire barriers, ambient temperature, static and waterproofing. light.
Tarefa da presente invenção é, pois, dominar estas desvanta- gens dos materiais de construção de concreto segundo o estado da técnica em relação à estabilidade/vida útil, isolamento térmico, isolamento acústico, barreiras corta fogo, temperatura ambiente, estática e impermeabilidade à Iuz sem influenciar a resistência à pressão.It is therefore the task of the present invention to master these disadvantages of concrete building materials according to the state of the art regarding stability / service life, thermal insulation, acoustic insulation, fire barriers, ambient temperature, static and light impermeability. without influencing pressure resistance.
Breve Descrição da Invenção A tarefa é solucionada por uma composição aditiva para materialBrief Description of the Invention The task is solved by a material additive composition
de construção combinado com minerais, sendo que a composição aditiva abrangeof construction combined with minerals, with the additive composition comprising
(a) 5 até 50% em peso de pelo menos um formador de poros de ar(a) 5 to 50% by weight of at least one air pore former
(b) 5 até 50 % em peso de pelo menos um espessante (c) 10 até 60% em peso de pelo menos um Iiquefator(b) 5 to 50% by weight of at least one thickener (c) 10 to 60% by weight of at least one liquefactor
(d) 5 até 40% em peso de pelo menos um agente de escoamento e(d) 5 to 40% by weight of at least one flow agent and
(e) 5 até 50% em peso de pelo menos um estabilizador. A composição aditiva de acordo com a invenção pode abranger(e) 5 to 50% by weight of at least one stabilizer. The additive composition according to the invention may comprise
aindastill
(f) 5 até 40% em peso de um acelerador(f) 5 to 40% by weight of an accelerator
(g) 5 até 40% em peso de um agente de redução da medida de(g) 5 to 40% by weight of a reducing agent of the
contraçãocontraction
(h) 5 até 40% de um pó para dispersão e/ou(h) 5 to 40% of a powder for dispersion and / or
(i) 5 até 40% de um agente impermeabilizante.(i) 5 to 40% of a waterproofing agent.
A invenção refere-se, pois, também ao uso da composição aditi- va de acordo com a invenção para a produção de um material de construção estabilizante, formador de poros e capaz de fluir, combinado com base mineral.The invention therefore also relates to the use of the additive composition according to the invention for the production of a stabilizing, pore-forming and flowable building material combined with mineral base.
Pertence igualmente ao âmbito da invenção um material de construção combinado com base mineral abrangendo uma mistura deAlso within the scope of the invention is a mineral based combined construction material comprising a mixture of
(A) 10 até 90% em peso de cimento,(A) 10 to 90% by weight of cement,
(B) 10 até 90% em peso de aditivos, e(B) 10 to 90% by weight of additives, and
(C) 0,01% até 0,7% em peso em relação a (A) da composição(C) 0.01% to 0.7% by weight relative to (A) of the composition
aditiva de acordo com a invenção.additive according to the invention.
A invenção refere-se, pois, também a um processo para a pro- dução do material de construção de acordo com a invenção pela mistura deThe invention therefore also relates to a process for producing the building material according to the invention by mixing
(A) 10 até 90% em peso de cimento (B) 10 até 90% em peso de substâncias aditivas e(A) 10 to 90% by weight of cement (B) 10 to 90% by weight of additives and
(C) 0,01 até 0,7% em peso em relação a (A) da composição adi- tiva de acordo com a invenção.(C) 0.01 to 0.7% by weight relative to (A) of the additive composition according to the invention.
Consequentemente, é igualmente objeto da invenção, um com- ponente de material de construção que contém o material de construção de acordo com a invenção.Accordingly, it is also object of the invention a building material component containing the building material according to the invention.
Descrição Detalhada da Invenção:Detailed Description of the Invention:
Agentes formadores de poros servem para produzir microporos de ar fechados em concreto e argamassas. A composição aditiva abrange de 5 até 50% em peso, de preferência 10 até 45% em peso, particularmente 30 preferido de 15 até 40% em peso de pelo menos um agente formador de poros de ar. O agente formador de poros de ar para a composição aditiva de acordo com a invenção é escolhido, de preferência de um grupo abrangendo alfa-olefinossulfonatos, alquílbenzenossulfonatos, alquilsulfato, sais de Na de alquilnaftalenossulfonato, derivados de naftalina e/ou Iaurilsulfato de sódio.Pore forming agents are used to produce enclosed air micropores in concrete and mortar. The additive composition comprises from 5 to 50% by weight, preferably 10 to 45% by weight, particularly preferably from 15 to 40% by weight of at least one air pore forming agent. The air pore forming agent for the additive composition according to the invention is preferably selected from a group comprising alpha olefin sulfonates, alkyl benzene sulfonates, alkyl sulfate, alkyl naphthalenesulfonate Na salts, naphthalene derivatives and / or sodium lauryl sulfate.
Composições aditivas abrangem além disso 5 até 50% em peso, de preferência 10 até 45% em peso, particularmente preferido de 15 até 40% em peso de pelo menos um espessante. O espessante é escolhido de prefe- rência a partir de metilcelulose (MC), metilhidroxietilcelulose (MHEC), meti- Ihidroxipropilcelulose (MHPC), hidroxietilcelulose (HEC) e/ou poliacrilamida.Additive compositions further comprise 5 to 50 wt%, preferably 10 to 45 wt%, particularly preferably 15 to 40 wt% of at least one thickener. The thickener is preferably chosen from methylcellulose (MC), methylhydroxyethylcellulose (MHEC), methylhydroxypropylcellulose (MHPC), hydroxyethylcellulose (HEC) and / or polyacrylamide.
A substância aditiva abrange como outros componentes 10 até 60% em peso, de preferência 15 até 55% em peso, particularmente preferido acima de 35 e até 50% em peso de pelo menos um liquefator. O Iiquefator é escolhido de preferência de um grupo abrangendo derivados de resina de melamína, policarboxilato e/ou ligninossulfato.The additive comprises as other components 10 to 60 wt%, preferably 15 to 55 wt%, particularly preferably above 35 and up to 50 wt% of at least one liquefactor. The liquefactor is preferably chosen from a group comprising melamine resin, polycarboxylate and / or lignin sulfate derivatives.
A composição aditiva abrange ainda, como outros componentes, 5 até 40% em peso, de preferência 10 até 35% em peso, particularmente 15 preferido de 15 até 30% em peso de pelo menos um agente de escoamento, sendo que o agente de escoamento é escolhido de um grupo abrangendo sulfonatos de resina de melamina, éter de policarboxilato e/ou naftalinossul- fonatos. Os naftalinossulfonatos têm base em derivados do ácido mono- e/ou dicarboxílico insaturados, éteres de C10-Ci5-oxialquilenoglicolalquenila 20 e/ou ésteres de oxialquilenoglicol-alquenila.The additive composition further comprises, as other components, 5 to 40 wt%, preferably 10 to 35 wt%, particularly preferred of 15 to 30 wt% of at least one flow agent, the flow agent being It is chosen from a group comprising melamine resin sulfonates, polycarboxylate ether and / or naphthalosulfonates. Naphthalenesulfonates are based on unsaturated mono- and / or dicarboxylic acid derivatives, C10 -C15 oxyalkylene glycolalkenyl ethers and / or oxyalkylene glycol alkenyl esters.
Finalmente as composições aditivas abrangem ainda 5 até 50% em peso, de preferência 10 até 45% em peso, particularmente preferido de até 40% de pelo menos um estabilizador, sendo que o estabilizador é escolhido do grupo abrangendo biopolímeros, polissacarídeos, ácido glicóli- co e/ou bentonita.Finally the additive compositions further comprise 5 to 50 wt.%, Preferably 10 to 45 wt.%, Particularly preferred of up to 40 wt.% Of at least one stabilizer, the stabilizer being selected from the group comprising biopolymers, polysaccharides, glycolic acid. co and / or bentonite.
Os componentes mencionados, portanto agentes formadores de poros de ar, espessantes, liquefatores, agentes de escoamento e estabiliza- dores podem ser empregados na forma pulverulenta, seca ou líquida (diluí- da). Material de suporte preferido para a forma líquida é água.The aforementioned components, therefore air pore forming agents, thickeners, liquefactors, flow agents and stabilizers may be employed in powdered, dry or liquid (diluted) form. Preferred carrier material for the liquid form is water.
Adicionalmente, a composição aditiva ainda pode ser diluídaAdditionally, the additive composition may still be diluted.
com um (pó) inerte ou um material de suporte de H2O.with an inert (powder) or H2O support material.
A composição aditiva caracteriza-se pelo fato de agir de modo estabilizante e formador de poros sobre uma composição de material de construção. Ao contrário do estado da técnica, a composição aditiva não in- fluencia a formação de poros por desenvolvimento de gás (isto é, formação de poros por parte do mineral explorado. A formação dos poros é melhor 5 esclarecida no parágrafo relativo à produção de um material de construção.Additive composition is characterized by acting in a stabilizing and pore-forming manner on a building material composition. Contrary to the state of the art, the additive composition does not influence pore formation by gas development (ie pore formation by the mined mineral. Pore formation is better clarified in the paragraph on the production of a construction material.
Outras vantagens da composição aditiva de acordo com a in- venção são uma redução valor água/cimento (fluidificação), aperfeiçoamento do efeito de escoamento, redução da medida de contração, melhor imper- meabilização e melhor dispersão.Other advantages of the additive composition according to the invention are a reduction in water / cement value (fluidization), improvement of the flow effect, reduction of the shrinkage measure, better sealing and better dispersion.
A composição aditiva, como outro componente, pode abranger 5The additive composition, as another component, may comprise 5
até 40% em peso de preferência 10 até 35% em peso, particularmente prefe- rido 15 até 30% em peso de um ativador. O ativador é normalmente sulfoa- Iuminato de cálcio, cloreto de cálcio, ácidos areno- e alquilsulfônicos bem como seus sais, de preferência sais alcalinos. Também podem ser usados outros aceleradores conhecidos do estado da técnica.up to 40 wt%, preferably 10 to 35 wt%, particularly preferred 15 to 30 wt% of an activator. The activator is usually calcium sulfoaluminate, calcium chloride, arene and alkylsulfonic acids as well as their salts, preferably alkaline salts. Other accelerators known from the prior art may also be used.
A composição aditiva pode abranger ainda como outros compo- nentes 5 até 40% em peso, de preferência 10 até 35% em peso, particular- mente preferido 15 até 30% em peso de um agente de redução de medida de contração para minimizar o surgimento de fendas devido à contração. O 20 agente de redução de medida de contração é escolhido de preferência a par- tir de combinações de glicol e/ou misturas cicloalifáticas e/ou de uma mistura sinérgica de um aduto de alquileter-oxialquileno e oxialquilenoglicois de ca- deia curta. Além disso, como aditivos para minimizar a medida de contração em materiais de construção ligados com cimento podem ser ainda adiciona- 25 dos alcanodiois com grupos terminais OH. As quantidades de adição situam- se entre 0,2 e 10% em peso em relação ao cimento. Particularmente ade- quado é também 2,2-dimetilpropano-1,3-diol. Esteres do ácido sulfônico, do ácido fosfórico e do ácido ftálico podem ser igualmente usados como agente de redução de medida de contração. Preferidos são ainda: trioctilfosfato, tri- 30 cresilfosfato, trifenilfosfato, di-iso-octilftalato e fenilalquilsulfonatos (radicais alquila com 1-10 átomos de carbono). É também preferida uma mistura de dipropilenoglicol-terc.-butiléter, dipropilenoglicol e uma pequena quantidade de betaína (cocoamidopropilbetaina). A betaína compensa o efeito negativo dos compostos de oxialquileno sobre o teor de poros de ar (o efeito anties- pumante) e assim melhora nitidamente o grau de eficácia do agente de for- mação de poros de ar.The additive composition may further comprise as other components 5 to 40 wt%, preferably 10 to 35 wt%, particularly preferably 15 to 30 wt% of a shrinkage reducing agent to minimize the emergence of cracks due to contraction. The shrinkage reducing agent is preferably chosen from combinations of glycol and / or cycloaliphatic mixtures and / or a synergistic mixture of an alkylether oxyalkylene adduct and short chain oxyalkylene glycols. In addition, as additives to minimize shrinkage in cement bonded building materials, alkanedioles with OH end groups can be further added. Addition amounts are between 0.2 and 10% by weight relative to cement. Particularly suitable is also 2,2-dimethylpropane-1,3-diol. Sulfonic acid, phosphoric acid and phthalic acid esters can also be used as a shrinkage reducing agent. Further preferred are: trioctylphosphate, tri-cresylphosphate, triphenylphosphate, diisoctylphthalate and phenylalkylsulfonates (1-10 carbon atom alkyl radicals). Also preferred is a mixture of dipropylene glycol tert-butyl ether, dipropylene glycol and a small amount of betaine (cocoamidopropyl betaine). Betaine compensates for the negative effect of oxyalkylene compounds on air pore content (the defoamer effect) and thus significantly improves the effectiveness of the air pore forming agent.
5 Adicionalmente, a composição aditiva pode abranger 5 até 40%Additionally, the additive composition may comprise 5 to 40%.
em peso, de preferência 10 até 35% em peso, particularmente preferido 15 até 30% em peso de um pó para dispersão. Na maioria das vezes o pó para dispersão é uma mistura polímera de acetato de vinila e outros componentes como, por exemplo, polipropilenoglicol ou éter de celulose. Polipropilenogli- 10 col pode ser um componente do pó para dispersão ou uma dispersão polí- mera preparada com o pó para dispersão. O polipropilenoglicol apresenta de preferência uma massa molar entre 500 e 5000 e está presente em uma quantidade de 2 até 8% em peso em relação ao pó para dispersão. O polí- mero varia em relação à quantidade de cimento na faixa entre 5 e 10% em 15 peso. Do mesmo modo, éter de celulose úmido pode ser empregado como componente no pó de dispersão. Para isto, éter de celulose úmido (40-70% H2O) é misturado sob 20 até 60°C com uma suspensão ou solução aditiva aquosa ou orgânica e a mistura obtida é seca a seguir a 80 - 160°C, e moí- da. Como aditivos são empregadas dispersões polímeras, poliacrilamidas e 20 poliuretanos. As propriedades da aplicabilidade técnica das misturas aditivas de éter de celulose assim preparadas diferenciam-se das misturas secas simples dos componentes secos dos componentes individuais em forma de pó. O efeito espessante inicia de modo retardado e as propriedades reológi- cas são diferentes.by weight, preferably 10 to 35% by weight, particularly preferably 15 to 30% by weight of a dispersing powder. Most often the dispersion powder is a polymer blend of vinyl acetate and other components such as polypropylene glycol or cellulose ether. Polypropylene glycol may be a component of the dispersing powder or a polymer dispersion prepared with the dispersing powder. The polypropylene glycol preferably has a molar mass between 500 and 5000 and is present in an amount of 2 to 8% by weight relative to the dispersing powder. The polymer varies with respect to the amount of cement in the range of 5 to 10% by weight. Similarly, wet cellulose ether may be employed as a component in the dispersing powder. For this, wet cellulose ether (40-70% H2O) is mixed at 20 to 60 ° C with an aqueous or organic suspension or additive solution and the mixture obtained is then dried at 80 - 160 ° C, and ground. . As additives, polymer dispersions, polyacrylamides and polyurethanes are employed. The properties of the technical applicability of the cellulose ether additive mixtures thus prepared differ from the simple dry mixtures of the dry components and the individual powder components. The thickening effect starts in a delayed manner and the rheological properties are different.
A composição aditiva pode conter ainda 5 até 40% em peso, deThe additive composition may further contain 5 to 40% by weight of
preferência 10 até 35% em peso, particularmente preferidos 15 até 30% em peso de um agente impermeabilizante. O agente impermeabilizante é esco- lhido do grupo abrangendo sabões metálicos, sabão de zinco complexo, sa- bão de magnésio e/ou estearato de cálcio, podendo ser empregados tam- bém outros impermeabilizantes conhecidos do estado da técnica.preferably 10 to 35% by weight, particularly preferred 15 to 30% by weight of a waterproofing agent. The waterproofing agent is selected from the group comprising metal soaps, complex zinc soap, magnesium soap and / or calcium stearate, and other waterproofing agents known in the prior art may also be employed.
As substâncias base são reunidas em uma etapa de mistura e a separação da mistura é impedida por um material suporte. A composição aditiva total pode ser produzida em forma de pó, seca, diluída ou líquida.The base substances are brought together in one mixing step and the separation of the mixture is prevented by a support material. The total additive composition may be produced in powder, dried, diluted or liquid form.
A composição aditiva da presente invenção pode ser usada para a produção de um material de construção estabilizante, formador de poros e capaz de fluir, com base ligada com minerais. O material de construção é 5 aqui, de preferência, um reboco, um concreto, uma argamassa ou um pavi- mento e pode ser empregado tanto no campo estatístico ou não estatístico bem como para materiais de construção com ou sem armação.The additive composition of the present invention may be used for the production of a stabilizing, pore-forming and flowable, mineral-bound base building material. Preferably the building material is a plaster, a concrete, a mortar or a floor and may be employed in the statistical or non-statistical field as well as for framed or frameless building materials.
A produção do material de construção com base ligada com mi- nerais é feita pela mistura de (A) 10 até 90% em peso, de preferência 15 até 10 80% em peso, particularmente preferido 20 até 60% em peso de cimento, eventualmente com mais calcário, cinza volante e/ou farinha de pedra calcá- ria, (B) 10 até 90% em peso, de preferência 20 até 85% em peso, particu- larmente preferido 40 até 80% de agregados, e (C) 0,01 até 0,7% em peso, de preferência 0,04 até 0,65% em peso, particularmente preferido 0,05 até 15 0,6% em peso em relação a (A) da composição aditiva da presente inven- ção.The production of the mineral based bonded building material is made by mixing (A) 10 to 90 wt%, preferably 15 to 10 80 wt%, particularly preferred 20 to 60 wt% cement, optionally with more limestone, fly ash and / or limestone flour, (B) 10 to 90 wt%, preferably 20 to 85 wt%, particularly preferred 40 to 80% aggregates, and (C) 0.01 to 0.7 wt%, preferably 0.04 to 0.65 wt%, particularly preferably 0.05 to 15 0.6 wt% with respect to (A) of the additive composition of the present invention. dog.
Através do processo de misturação obtém-se inclusão de ar, sendo que a inclusão de ar é estável, isto é, sem separação da massa e sem liberar novamente o ar no momento da compressão. Com isto obtém-se um 20 teor de poros suficiente para uma desejada resistência ao congelamento e descongelamento do material de construção. O volume de poros obtido de 3 até 30% em volume caracteriza-se por muito boa distribuição de poros capi- lares e não capilares. A determinação do volume de poros é feita por meio de um recipiente de poros de ar.Through the mixing process, air inclusion is achieved, and air inclusion is stable, ie without mass separation and without releasing air at the time of compression. This results in a sufficient pore content for a desired freeze and thaw resistance of the building material. The pore volume obtained from 3 to 30% by volume is characterized by a very good distribution of capillary and non-capillary pores. The pore volume is determined by means of an air pore container.
Sob cimento o técnico entende um aglutinante hidráulico para aUnder cement the technician understands a hydraulic binder for the
argamassa, o reboco e o concreto de materiais de construção. É um material inorgânico, não-metálico, finamente moído o qual, depois de misturado com água, em virtude de reação química com a água, autosolidifica e endurece e após o endurecimento, mesmo sob água, permanece sólido e mantém a 30 constância de volume. Do ponto de vista químico, o cimento é principalmen- te cálcio acidulado com ácido silícico com frações de alumínio e de ferro, que se apresenta como complicada mistura de materiais. Em geral, ele tam- bém contém frações de sulfatos. Outro aglutinante (como substituto parcial) também pode ser calcário. Dentre os cimentos, podem ser empregados de acordo com a invenção por exemplo CEM I-Ill e R-ALL de 32,5 até 52,5.mortar, plaster and concrete of building materials. It is an inorganic, non-metallic, finely ground material which, after mixing with water by chemical reaction with water, self-solidifies and hardens and after hardening, even under water, remains solid and maintains a constant volume. . From a chemical point of view, cement is mainly calcium acidulated with silicic acid with aluminum and iron fractions, which is a complicated mixture of materials. In general, it also contains sulfate fractions. Another binder (as a partial substitute) may also be limestone. Among the cements, they may be employed according to the invention for example EMC I-Ill and R-ALL from 32.5 to 52.5.
A substância aditiva pode ser de origem orgânica ou inorgânica 5 (mineral) e abrange, por exemplo areia, areia de quartzo, pedras, púmice, argila expandida, vidro expandido, saibro de lava, aparas de madeira, lã de madeira, EPS e/ou estiropor. Sob EPS, o técnico entende poliestireno ex- pansível, que são pequenas esferas de estiropor providas de um agente de expansão, por exemplo pentano. Quando aquecidas, as pequenas esferas 10 de estiropor dilatam, do que resulta a conhecida estiroporforma, isto é, poli- estireno transformado em espuma. EPS é, pois, a pré-etapa de poliestireno transformado em espuma.The additive may be of organic or inorganic origin 5 (mineral) and covers, for example, sand, quartz sand, stones, pumice, expanded clay, expanded glass, lava gravel, wood shavings, wood wool, EPS and / or styrofoam. Under EPS, the person understands expandable polystyrene, which are small styrofoam beads provided with a blowing agent, for example pentane. When heated, the small styrofoam spheres 10 swell, resulting in the known styrofoam, i.e. foamed polystyrene. EPS is therefore the pre-step of foamed polystyrene.
Um material de construção de acordo com a invenção caracteri- za-se por um efeito de escoamento (medida de alastramento) entre 40 e 90 cm. O efeito de escoamento é avaliado de acordo com métodos conhecidos do estado da técnica, por meio de uma mesa de medida de alastramento.A building material according to the invention is characterized by a flow effect (spreading measurement) of between 40 and 90 cm. The yield effect is evaluated according to methods known in the prior art by means of a spreading measuring table.
A composição aditiva estabilizante de acordo com a invenção, no concreto fresco ligado com mineral, reboco ou argamassa, produz um teor de poros de ar definido muito estável entre 3 e 30%. No composto, os 20 aditivos não podem mais separar-se da mistura (aditivos com muito baixa densidade sedimentam, em geral, na presença de aditivos com elevada densidade). Em uma composição de material de construção de acordo com a invenção resulta uma homogeneidade de 90% ou mais em relação ao comportamento de separação e sedimentação. A determinação da homoge- 25 neidade pode ser feita por análise de distribuição de grãos em concreto, em corte transversal.The stabilizing additive composition according to the invention in fresh concrete bonded with mineral, plaster or mortar produces a very stable defined pore content of between 3 and 30%. In the compound, the additives can no longer be separated from the mixture (very low density additives generally settle in the presence of high density additives). A building material composition according to the invention results in a homogeneity of 90% or more with respect to separation and settling behavior. The homogeneity can be determined by grain distribution analysis in concrete, in cross section.
O valor água / cimento (valor W/Z), na mesma etapa de trabalho, é mantido abaixo de 0,50%. Como conseqüência, o aglutinante mineral (ci- mento) apresenta previsão de cimentações ideais. O valor água / cimento 30 pode ser reduzido até uma quantidade de 0,25%, dependendo das proprie- dades de escoamento do concreto e da necessidade de sua consistência. Ao mesmo tempo, tanto a contração quanto a formação de fendas são muito minimizadas pela água e o comportamento de pega é acelerado.The water / cement value (W / Z value), in the same work stage, is kept below 0.50%. As a consequence, the mineral binder (cement) has a prediction of ideal cementations. The water / cement value 30 can be reduced to an amount of 0.25%, depending on the concrete's flow properties and the need for its consistency. At the same time, both shrinkage and cracking are greatly minimized by water and grip behavior is accelerated.
Os teores de poros de ar ajustados são mantidos estáveis e um aumento do teor de poros de ar é combatido em virtude da misturação du- rante o transporte. Isto é, o teor de poros ajustado na primeira etapa de mis- 5 tura não se altera mais de modo significativo (reação química fechada). Se assim mesmo o teor necessitar alteração, isto só poderá ser feito com forne- cimento muito elevado de energia (misturação demorada no estágio mais elevado). De modo geral o volume de poros na composição de acordo com a invenção, durante transporte demorado (na betoneira móvel) modifica em no 10 máximo 5%.Adjusted air pore contents are kept stable and an increase in air pore content is counteracted by mixing during transport. That is, the pore content adjusted in the first mixing step no longer changes significantly (closed chemical reaction). If the content still needs alteration, this can only be done with very high energy supply (slow mixing at the highest stage). Generally the pore volume in the composition according to the invention, during long transport (in the mobile mixer) changes by a maximum of 5%.
Outro ponto importante é que a composição aditiva de acordo com a invenção é absolutamente neutra para material de construção com base mineral. Isto é, todos os aditivos relacionados na lista regimental de construção podem ser usados para a produção de concretos e argamassas bem como rebocos.Another important point is that the additive composition according to the invention is absolutely neutral for mineral based building material. That is, all additives listed in the building regimental list can be used for the production of concretes and mortars as well as renders.
As vantagens do material de construção de acordo com a inven- ção podem ser resumidas como a seguir:The advantages of the building material according to the invention can be summarized as follows:
Homogeneidade muito elevada: (sem comportamento de sedimentaçãoVery high homogeneity: (no settling behavior
dos aditivos, nenhuma separação)additives, no separation)
Propriedades de isolamento muito bo- (O valor-λ situa-se ca. 50% melhor que as: em concreto normal (aperfeiçoamentoInsulation properties very good- (λ-value is ca. 50% better than: in normal concrete (improvement
de 2,1 no concreto normal para ca. 1,0 no concreto de acordo com a invenção)2.1 in normal concrete for ca. 1.0 in concrete according to the invention)
Efeito climatizante de recintos: (propriedades de tijolo)Room climate effect: (brick properties)
Processabilidade boa e fácil: (ligeiro pós-tratamento)Good and easy processability: (slight aftertreatment)
Aperfeiçoamento da proteção contra (por meio de pedra de cimento mais corrosão: densa)Improved protection against (through cement stone plus corrosion: dense)
Substituto parcial de aglutinante: Proporcional, por calcário como por e-Partial binder substitute: Proportional, by limestone as by
xemplo cinza volante de areia calcáreaexample gray limestone sand wheel
Muito elevada elasticidade: Módulo-E aperfeiçoado pelo uso de fi-Very high elasticity: E-Module enhanced by the use of
bras-PPbras-PP
Baixa densidade em bruto: (até 20% de economia em peso em re-Low crude density: (up to 20% weight savings over
lação a concreto normal sem uso de aditivos leves)normal concrete (without light additives)
Resistência à pressão: Chega de LC 2/4 até LC 30/33 (concretoPressure resistance: Runs from LC 2/4 to LC 30/33 (concrete
leve de densidade estrutural sem aditivo leve ou com aditivos de construção le- ves minerais, ou de C 8/10 até C 40/45) Minimização de fendas devido à con- polipropilenoglicol é adicionado por mis- tração turação como componente redutor destructural density without light additive or with lightweight building additives, or from C 8/10 to C 40/45) Minimization of cracks due to polypropylene glycol is added by turbulence as a reducing component of
fendas devido à contração (1-10%)cracks due to contraction (1-10%)
A invenção refere-se ainda a elementos de construção fabrica- dos a partir do material de construção de acordo com a invenção, como ele- mentos para construção de paredes em modos de construção como sanduí- che, paredes ocas, e monolíticas, bem como em formatos de pedra. Os ele- mentos de construção são fundidos na forma deitada ou em pé.The invention further relates to building elements manufactured from the building material according to the invention, such as elements for building walls in building modes such as sandwich, hollow walls, and monolithic as well as in stone shapes. The building elements are cast in a flat or standing form.
Uma construção de parede de múltiplas camadas segundo o estado da técnica coloca previamente elementos de ligação (uma armação) entre as camadas individuais, por exemplo entre um componente sustenta- dor de alta densidade e uma camada isolante de densidade menor. Nos e- 10 Iementos de construção de acordo com a invenção, uma armação é dispen- sável em virtude da distribuição uniforme do volume de poros. Isto represen- ta uma enorme vantagem técnica de fabricação.A multi-layer wall construction according to the prior art places connecting elements (a frame) between the individual layers, for example between a high density support component and a lower density insulating layer. In the building elements according to the invention, a frame is dispensable by virtue of the uniform distribution of the pore volume. This represents a huge technical advantage in manufacturing.
O material de construção pode ser fabricado como concreto de transporte, concreto fabricado no local ou como material ensacado. Os con- eretos podem ser produzidos em um misturador, misturador de queda livre, misturador de condução forçada, misturador rotativo, misturador-ciclone ou misturador de discos.Construction material can be fabricated as conveying concrete, on-site concrete or bagged material. The designs can be produced in a mixer, free fall mixer, forced drive mixer, rotary mixer, cyclone mixer or disc mixer.
Nos tipos de concreto podem ser misturados diferentes tipos de aditivos combinados entre si sem perigo de segregação (caso extremo: sai- bro 2-8 mm em combinação com esferas de espuma EPS).Different types of additives can be mixed with each other without the risk of segregation (extreme case: 2-8 mm in combination with EPS foam balls).
Outra característica positiva é que vapor d’água pode difundir por concreto, argamassa ou reboco, porém nenhum sal - por exemplo clore- tos, carbonatos, sulfatos - pode migrar para o concreto e ali causar danos (escumar, corroer, formar bolor, desenvolver micróbios).Another positive feature is that water vapor can diffuse into concrete, mortar or plaster, but no salt - for example chlorides, carbonates, sulphates - can migrate to concrete and cause damage (skimming, corroding, molding, development). microbes).
A profundidade de penetração de água de um concreto produzi-The water penetration depth of a concrete produced by
do de acordo com a invenção foi até agora reduzido segundo o estado da técnica de 1,5 cm para até 0,7 cm. Isto é, pela composição aditiva de acordo com a invenção, pode ser produzido um concreto impermeável à água con- forme prescrito por DIN.The invention according to the invention has hitherto been reduced according to the prior art from 1.5 cm to up to 0.7 cm. That is, by the additive composition according to the invention, a waterproof concrete as prescribed by DIN can be produced.
Os valores desejados para materiais de construção ligados com mineral podem ser obtidos inicialmente com energia/tempo de misturação mecânico, sem que seja necessário o uso de muitos aditivos.Desired values for mineral bonded building materials can be obtained initially with energy / mechanical mixing time, without the need for many additives.
Da mesma forma não pode mais haver comportamento de sedi- mentação de aditivos (por exemplo mistura de concreto de esferas de espu- 5 ma-EPS e adição de saibro, onde até agora o aditivo pesado depositou no fundo e o aditivo leve sobrenadou). Da mesma forma, não há mais compor- tamento de sedimentação em virtude da introdução de energia de densifica- ção por garrafas de vibração, mesas de vibração ou mesas de agitação. A estrutura porosa funde como uma grade em treliça interna que na etapa de 10 misturação segura os aditivos nos lugares a eles atribuídos e não os solta mais.Similarly there can no longer be any additive settling behavior (eg concrete mixing of EPS foam balls and gravel addition where so far the heavy additive has deposited at the bottom and the light additive has supernatant). Similarly, sedimentation behavior is no longer due to the introduction of densification energy by vibration bottles, vibration tables or stirring tables. The porous structure fuses like an internal lattice grid which in the mixing stage holds the additives in the places assigned to them and no longer loosens them.
A exsudação (sedimentação da água na superfície do concreto) foi igualmente eliminada. Isto não pode mais ocorrer em virtude do volume definido de poros. A composição aditiva de acordo com a invenção pode ser usada também para todos os grupos consistentes descritos em DIN.Exudation (sedimentation of water on the concrete surface) has also been eliminated. This can no longer occur due to the defined pore volume. The additive composition according to the invention may also be used for all consistent groups described in DIN.
A invenção deve ser ilustrada agora, por meio de exemplos não limitantes, com referência às figuras 1 até 4.The invention should now be illustrated by way of non-limiting examples with reference to Figures 1 to 4.
Figura 1 mostra um concreto misturado com EPS (esferas de espuma fina) / argamassa e serve para mostrar a distribuição homogênea de aditivo leve e dos poros. O exemplo da mistura de concreto consiste em:Figure 1 shows a concrete mixed with EPS (fine foam beads) / mortar and serves to show the homogeneous distribution of lightweight and pore additive. The concrete mix example consists of:
esferas de espuma nova EPS 0-2 mm, cimento CEM Il A-L 42,5 R, farinha de pedra calcária, aditivo (TerrafIexpor) de acordo com a invenção e água.new EPS 0-2 mm foam beads, CEM Il A-L 42.5 R cement, limestone flour, additive (TerrafIexpor) according to the invention and water.
A figura 2 mostra um concreto misturado com areia em combi- nação com aditivo leve e serve para mostrar a distribuição homogênea do aditivo leve e dos poros.Figure 2 shows a concrete mixed with sand in combination with a light additive and shows the homogeneous distribution of the light additive and pores.
O exemplo da mistura de concreto consiste em: areia: 0 2 mm, argila expandida: 4-8 mm, cimento CEM I 42,5 R, farinha de pedra calcária, óxido de ferro, (corante) para tornar a distribuição visível, Terraflexpor e água;The example of concrete mix consists of: sand: 0 2 mm, expanded clay: 4-8 mm, CEM cement I 42.5 R, limestone flour, iron oxide (dye) to make the distribution visible, Terraflexpor and water;
figuras 3 e 4 mostram um concreto/ argamassa misturado comFigures 3 and 4 show a concrete / mortar mixed with
areia com aumento de corte transversal do concreto para mostrar a distribui- ção homogênea dos poros de ar. O exemplo de mistura de concreto consiste em: areia: 0-2 mm, saibro: 2-8 mm, cimento CEM Il A-L 42,5 R, farinha de pedra calcária, aditivo de acordo com a invenção e água;sand with increased cross-section of concrete to show homogeneous air pore distribution. The concrete mix example consists of: sand: 0-2 mm, gravel: 2-8 mm, CEM Il A-L 42.5 R cement, limestone flour, additive according to the invention and water;
Exemplo: Preparação de uma composição de concreto de acordo com a in- vençãoExample: Preparation of a concrete composition according to the invention
Os componentes e quantidades a seguir foram colocados em um misturador de condução forçada e misturados:The following components and quantities were placed in a forced conduction mixer and mixed:
areia: 0/2 mm: 1070,0 kgsand: 0/2 mm: 1070.0 kg
saibro: 2/8 mm: 350,0 kgclay: 2/8 mm: 350.0 kg
cimento CEM I 42,5 R: 375,0 kgCEM I 42.5 R cement: 375.0 kg
farinha de pedra calcárea: 75,0 kglimestone flour: 75.0 kg
Terraflexpor (aditivo): 1,0 kgTerraflexpor (additive): 1,0 kg
água: 210,0 kgwater: 210.0 kg
Contraposição de Terraflexpor- concreto a um concreto normal, para comparação foi usada em C 25/30: (tabela 1) _Terraflexporconcrete versus normal concrete for comparison was used in C 25/30: (Table 1)
Concreto segundo DIN Concreto preparado com Terraflexpor Medida de alastramento 64 cm 0 70 cm 0 Densidade em bruto 2,4 kg/dm3 1,9 kg/dm3 Teor de formadores de 4% Vol. 23,5% vol. poros de ar Resistência a pressão 36,5 N/mm2 35,9 N/mm2 Condutividade térmica λ 2,1 W/mK 1,0 W/mK Módulo -E estático 36400 N/mm2 20000 N/mm2 Profundidade de penetra¬ 19 mm 7 mm ção de água A relação que segue (tabela 2) é um exemplo para uma compo- sição aditiva à qual foi adicionada 100 kg de areia / saibro e mistura de ci- mento:Concrete according to DIN Concrete prepared with Terraflexpor Spread size 64 cm 0 70 cm 0 Bulk density 2.4 kg / dm3 1.9 kg / dm3 Trainers content 4% Vol. 23.5% vol. air pores Pressure resistance 36.5 N / mm2 35.9 N / mm2 Thermal conductivity λ 2.1 W / mK 1.0 W / mK Static -E module 36400 N / mm2 20000 N / mm2 Penetration depth¬ 19 mm 7 mm water content The following ratio (table 2) is an example for an additive composition to which 100 kg of sand / gravel and cement mixture was added:
Massa em Fração em [%] Componente Exemplo de componente [g] aditivo 10,65 24,9 formador de po¬ alfa-olefino-sulfonatos (C12- ros de ar 14a-olefinosulfonatos) 4,36 10,2 espessante Metilcelulose 15,23 35,6 Iiquefator Derivados de resina de mela- mina / policarboxilatos 9,71 22,7 agente de esco¬ C10-C15 oxialquilenoglicol- amento alqueniléter 2,82 6,6 estabilizador ácido glicólico No total são adicionados à mistura 42,78 g da composição aditi-Fraction Mass in [%] Component Example of component [g] additive 10.65 24.9 polysulphonate sulfonate (C12-air 14a-olefin sulfonate) former 4.36 10.2 thickener Methylcellulose 15, 23 35.6 Iiquefactor Melamine resin / polycarboxylate derivatives 9.71 22.7 Escalator C10-C15 oxyalkylene glycol alkenyl ether 2.82 6.6 stabilizer glycolic acid In total 42.78 g are added to the mixture of the additional
va. Para um metro cúbico de concreto (massa 1870 kg) isto significa que a 1070 kg de areia, 350 kg de saibro, 75 kg de farinha de arenito calcáreo e 375 kg de cimento, são adicionados 0,8 kg kg da composição aditiva.go. For one cubic meter of concrete (mass 1870 kg) this means that to 1070 kg of sand, 350 kg of gravel, 75 kg of limestone sandstone flour and 375 kg of cement, 0.8 kg kg of the additive composition is added.
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