ES2199593T3 - Aditivos para materiales de construccion minerales que contienen cemento. - Google Patents
Aditivos para materiales de construccion minerales que contienen cemento.Info
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Abstract
Mezclas, constituidas por al menos un fluidificador a base de policarboxilatos para materiales de construcción minerales que contienen cemento y al menos un aireador, caracterizadas porque las mezclas contienen como aireadores polialquilenpoliaminas butoxiladas o sus sales.
Description
Aditivos para materiales de construcción
minerales que contienen cemento.
La invención se refiere a mezclas, constituidas
por al menos un fluidificador a base de policarboxilatos para
materiales de construcción minerales, que contienen cemento, y al
menos un aireador, así como al empleo de soluciones acuosas de
mezclas de este tipo como aditivos para materiales de construcción
minerales, que contienen cemento.
A partir de la
WO-A-83/02938 se conocen mezclas de
cemento hidráulicas, que contienen poliaminas etoxiladas o
propoxiladas o polietileniminas para el aumento de la solidez. A
partir de la DE-A-44 20 444 se
conocen aditivos para composiciones, que contienen cemento.
Contienen al menos un fluidificador para cemento y al menos un
agente antiespumante. Como fluidificadores entran en consideración,
por ejemplo, soluciones acuosas de copolímeros, que contienen en
forma incorporada por polimerización ácidos carboxílicos
monoetilénicamente insaturados y ésteres polialquilenglicólicos del
ácido acrílico o metacrílico. Los fluidificadores se emplean en
combinación con un antiespumante, que está bien disuelto en la
solución polímera o que está dispersado en el mismo en partículas
con un diámetro de no más que 20 \mum. En el caso de los agentes
antiespumantes se trata, por ejemplo, de productos de adición de
óxido de etileno y/u óxido de propileno en alcoholes o fenoles. En
cuanto no se trata en mezclas de este tipo de soluciones acuosas
claras, son aditivos de este tipo insuficientemente estables al
almacenaje, y se separan en dos fases.
Por la
DE-A-19653524 se conocen
copolímeros, formados por ácidos carboxílicos etilénicamente
insaturados y ésteres polialquilenglicólicos del ácido acrílico o
ácido metacrílico, que pueden obtenerse por polimerización de los
monómeros en presencia de compuestos que contienen fósforo
enlazado. Los copolímeros de este tipo son fluidificadores muy
eficaces para mezclas de cemento, como hormigón o mortero. Se
emplean en cantidades de, por ejemplo, un 0,01 hasta un 10,
preferentemente de un 0,05 hasta un 3% en peso, referido al peso
del cemento. Los fluidificadores se emplean ventajosamente de
forma conjunta con agentes antiespumantes, para reducir el
contenido de poros de aire. Los aireadores adecuados para la
reducción de poros de aire son, por ejemplo, productos a base de
óxidos de polialquileno, como productos de adición de óxido de
etileno u óxido de propileno en alcoholes o fenoles, ésteres del
ácido fosfórico, como tributilfosfato o triisobutilfosfato,
ftalatos, como dibutilftalato, siloxanos, como polidimetilsiloxano
o fosfatos de alcoholes grasos etoxilados, como estearilfosfato de
óxido de etileno. Los aireados de este tipo se emplean
habitualmente en cantidades de un 0,05 hasta un 10,
preferentemente de un 0,5 hasta un 5% en peso, referido a los
polímeros empleados como fluidificadores.
Como fluidificadores para materiales de
construcción minerales se emplean además homo- y copolímeros de
ácidos carboxílicos etilénicamente insaturados y ácidos
dicarboxílicos con estireno (EP-A-0
306 449) o bien isobuteno o diisobuteno
(EP-A-0 338 293,
US-A-4 586 960 y
US-A-4 906 298). En la incorporación
de fluidificadores a base de policarboxilatos se incorporan
cantidades considerables de aire en materiales de construcción
minerales, de modo que se forman por los poros de aire en el
hormigón espacios huecos, lo que conduce a un significante
empeoramiento de las propiedades mecánicos e la solidez del
hormigón. Para reducir el contenido de poros de aire en el
hormigón en el empleo de fluidificadores, se emplean los
fluidificadores a menudo conjuntamente con aireadores. Las
mezclas, constituidas por fluidificadores a base de
policarboxilatos y aireadores del tipo anteriormente descrito son,
sin embargo, no suficientemente estables al almacenaje.
El objeto de la presente invención consistía en
poner a disposición mezclas estables al almacenaje, constituidas
por un fluidificador a base de policarboxilatos para materiales de
construcción minerales, que contienen cemento, y al menos un
aireador.
La tarea se resuelve según la invención con
mezclas, constituidas por al menos un fluidificador a base de
policarboxilatos para materiales de construcción minerales, que
contienen cemento, y al menos un aireados, si las mezclas contienen
como aireador polialquilenpoliaminas butoxiladas o sus sales. Se
prefieren aquellas mezclas, que contienen como aireadores
polietileniminas butoxiladas e hidrosolubles.
Se entienden por materiales de construcción
minerales preparaciones, que contienen como componentes esenciales
aglutinantes minerales, como cal y/o particularmente cemento así
como arenas, gravillas, piedras quebradas o demás cargas, como
fibras naturales o sintéticas como aditivos. Los materiales de
construcción minerales se transforman generalmente por mezcla de
los aglutinantes minerales, tales como cemento, y de los aditivos
conjuntamente con agua en una preparación lista para el uso, que
endurece tanto en el aire como también bajo agua de tipo piedra.
Para que los materiales de construcción minerales, que contienen
cemento, tengan a una proporción lo más reducida posible de agua a
cemento propiedades técnicas de aplicación favorables, es decir,
que son bombeables, se emplean, por ejemplo, policarboxilatos, que
se describen en las fuentes literarias anteriormente indicadas.
Los policarboxilatos adecuados son, por ejemplo, homo- y
copolímeros de ácido acrílico o ácido metacrílico, copolímeros de
estireno y anhídrido del ácido maleico, copolímeros, formados por
isobuteno y anhídrido del ácido maleico o copolímeros, formados
por diisobuteno y anhídrido del ácido maleico. Los fluidificadores
particularmente preferentes para materiales de construcción
minerales, que contienen cemento, son, por ejemplo, copolímeros,
formados por polialquilenglicoles esterificados con un mol de
ácido acrílico o ácido metacrílico y ácido acrílico y/o ácido
metacrílico. Los copolímeros de este tipo se citan, por ejemplo, en
las publicaciones DE-A 4420444 y
DE-A 19653524 citadas para el estado de la
técnica.
\newpage
Como aumenta en el empleo único de
policarboxilatos como fluidificadores para materiales de
construcción, que contienen cemento, el contenido de poros de aire
en las materiales de construcción relativamente fuerte, se emplean
los fluidificadores habituales según la invención en combinación
con polialquilenpoliaminas butoxiladas o sus sales para la
reducción del contenido de poros de aire en materiales de
construcción minerales. Las polialquilenpoliaminas, que se
butoxilan, son, por ejemplo, dietilentriamina, trietilentetramina,
tetraetilenpentamina, pentaetilenhexamina,
3-(2-aminoetil)aminopropilamina,
2-(dietilamino)etilamina,
3-(dimetilamino)propilamina, dimetildipropilentriamina,
4-aminoetiloctano-1,8-diamina,
3-(dietilamino)propilamina,
N,N-dietil-1,4-penta-nodiamina,
dipropilentriamina, bis(hexametilen)triamina,
N,N-bis(aminopropil)metilamina,
N,N-bis(aminopropil)etilamina,
N,N-bis(aminopropil)hexilamina,
N,N-bis(aminopropil)octilamina,
N,N-dimetildipropilentriamina,
N,N-bis(3-dimetilaminopropil)amina,
N-(aminoetil)butilendiamina,
N-(aminopropil)butilendiamina,
bis(aminopropil)butilendiamina y polietileniminas.
Las polietileniminas tienen, por ejemplo, masas moleculares de 200
hasta 5000, preferentemente de 400 hasta 3000. Se emplean
preferente- y particularmente polietileniminas con masas
moleculares de 600 hasta 2000 para la butoxilación.
Las polialquilenpoliaminas butoxiladas contienen,
por ejemplo, por agrupación de nitrógeno de 0,1 hasta 10 mol de
óxido de butileno adicionado. Los aireadores preferentemente
empleados son aquellos, que se obtienen por butoxilación de
polietileniminas con masas moleculares de 200 hasta 5000 con 0,1
hasta 10 mol de óxido de butileno por mol de unidades de
etilenimina en polietilenimina. Preferentemente se emplean
aquellos productos de reacción como aireadores, que se obtienen por
butoxilación de polietileniminas con masas moleculares de 400 hasta
3000 con 0,3 hasta 5 mol de óxido de butileno por mol de unidades
etenimina en la polietilenimina. Los mejoras resultados referente
al airado se consiguen con productos de reacción, que se obtienen
mediante butoxilación de polietileniminas con masas moleculares de
600 hasta 2000 con 0,8 hasta 2 mol de óxido de butileno por mol de
unidades de etilenimina en la polietilenimina.
Los productos de reacción de óxido de butileno
con polialquilenpoliaminas pueden emplearse directamente en aquella
forma, como se producen en la butoxilación o también como sal; por
ejemplo con ácidos minerales o ácidos orgánicos, como ácidos
carboxílicos o ácidos sulfónicos. La butoxilación de las
polialquilenpoliaminas puede llevarse a cabo en una etapa o
también en dos etapas. En el caso de un control de una etapa se
disponen, por ejemplo, las polialquilenpoliaminas en un reactor con
un catalizador alcalino y se aplica por presión la cantidad
necesaria de óxido de butileno. La temperatura de reacción puede
ascender, por ejemplo, a 25 hasta 150ºC. En el caso de una adición
en varias etapas de óxido de butileno se procede, por ejemplo, de
tal manera, que se dispone en la primera etapa una solución acuosa
de una polialquilenpoliamina en un recipiente a prueba de presión
dotado de un agitador y se deja actuar a una temperatura desde 25
hasta 150ºC tanto óxido de butileno, que se transforman grupos
amino primarios y secundarios en grupos aminobutanol. En la segunda
etapa de la adición de óxido de butileno se elimina primero el
agua, se emplea, en caso dado, un disolvente orgánico y adiciona
entonces en presencia de un catalizador alcalino óxido de butileno
en el producto de reacción obtenido en la primera etapa de
reacción. Como catalizador se emplea, por ejemplo, metilato
sódico, terc.-butilato potásico, hidróxido potásico, hidróxido
sódico, hidruro sódico, hidruro potásico o también intercambiadores
de iones básicos. La butoxilación adicional del producto obtenido
en la primera etapa se lleva a cabo a 25 hasta 150ºC. Para la
butoxilación pueden emplearse óxido de 1,2-butileno,
óxido de 2,3-butileno o también mezclas,
constituidas por los óxidos de butileno citados. Se prefiere el
empleo de óxido de 1,2-butileno.
Las polialquilenpoliaminas butoxiladas pueden
disolverse en agua. En cuanto son insolubles o difícilmente
solubles en forma de las bases libres en agua, se agrega un ácido
mineral o un ácido orgánico, como, por ejemplo, ácido carboxílico o
ácido sulfónico. En este caso se forman sales de
polialquilenpoliaminas butoxiladas, que son fácilmente
hidrosolubles. La formación salina puede llevarse a cabo en parte,
por ejemplo en un 5 hasta un 50, preferentemente en un 10 hasta un
30% en peso o puede ser incluso completa. Pueden obtenerse, por
ejemplo, soluciones acuosas de polialquilenpoliaminas butoxiladas,
cuya concentración de productos de butoxilación asciende a un 10
hasta un 90, preferentemente a un 50 hasta un 70% en peso. Para la
formación salina pueden emplearse, por ejemplo, ácidos minerales,
como ácido clorhídrico, ácido sulfúrico o ácido fosfórico o ácidos
carboxílicos. Los ácidos carboxílicos adecuados son, por ejemplo,
ácido fórmico, ácido acético y ácido propiónico. Otros ácidos
orgánicos adecuados son, por ejemplo, ácido toluensulfónico, ácido
bencenosulfónico, y ácido alquilsulfónico, como ácido
metanosulfónico. Preferentemente se emplea para la formación de
sales hidrosolubles de polialquilenpoliaminas butoxiladas
ácido
acético.
acético.
Las polialquilenpoliaminas butoxiladas pueden
agregarse a un material de construcción mineral, que contiene un
fluidificador a base de policarboxilatos, en forma de bases libres
o como sal. Referido a 100 partes en peso de un fluidificador a
base de un policarboxilato en el material de construcción mineral
se emplean de 0,3 hasta 30, preferentemente de 0,3 hasta 3 partes
en peso de una polialquilenpoliamina butoxilada o de una sal de la
misma para la reducción del contenido de poros de aire en el
hormigón.
Para ajustar las propiedades técnicas de
aplicación deseadas de los materiales de construcción minerales,
que contienen cemento listo para el uso, se emplea preferentemente
una solución acuosa de mezclas, constituidas por un policarboxilato
y polialquilenpoliaminas butoxiladas e hidrosolubles. El objeto de
la invención son, por consiguiente, también soluciones acuosas de
mezclas, constituidas por
\newpage
- (a)
- un copolímero hidrosoluble, formado por un 98 hasta un 2% en peso de unidades de ésteres de la fórmula (I)
\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
\+ \hskip-2.5mm R ^{2} \cr \+
\hskip-1.5mm |\cr R ^{1} ---CH=== \+
\hskip-2.5mm C---COO---(A---O) _{n} ---R ^{3}
\hskip15mm (I),\cr}
- en la cual son R^{1}, R^{2} iguales o diferentes y significan H o CH_{3}, A significa un grupo alquileno con 2 a 4 átomos de carbono, R^{3} es H o alquilo con 1 a 22 átomos de carbono y n significa un número de 1 a 300, y por un 2 hasta un 98% en peso de unidades de ácido acrílico, ácido metacrílico, sus sales de metal alcalino y amónicas así como sus mezclas, y
- (b)
- polialquilenpoliaminas butoxiladas hidrosolubles, pudiendo contener la mezcla por 100 partes en peso del componente (a) de 0,3 hasta 30 partes en peso del componente (b) y ascender la concentración del componente en (a) en la solución acuosa a un 5 hasta un 80% en peso.
Particularmente preferentes son aquellos
fluidificadores, en los cuales contiene el copolímero hidrosolubles
de 5 hasta 50, particularmente de 15 hasta 30 unidades de óxido de
alquileno. Como óxidos de alquileno entran, por ejemplo, en
consideración, óxido de etileno, óxido de propileno y óxidos de
butileno, empleándose preferentemente óxido de etileno. Pueden
emplearse, sin embargo, también polímeros estadísticos o
copolímeros bloque, formados por óxido de etileno y óxido de
propileno o formados por óxido de etileno, óxido de propileno y
óxido de butileno para la obtención de los ésteres de la fórmula
(I). Además de en las fuentes literarias, que se citaron ya
anteriormente referente al estado de la técnica, se describen como
fluidificadores para materiales de construcción minerales, que
contienen cemento, copolímeros adecuados por las
EP-A 0 753 488, EP-A 734 359 así
como por la JP-A-58/74552. Los
fluidificadores particularmente preferentes se obtienen, por
ejemplo, mediante copolimerización por medio de radicales de un 60
hasta un 90% en peso de al menos un compuesto de la fórmula (I)
anteriormente indicado y de un 10 hasta un 40% en peso de ácido
acrílico, ácido metacrílico o de sus mezclas, ascendiendo la suma
de los porcentajes en peso respectivamente a 100, en solución
acuosa. De particular ventaja son en este caso aquellos
copolímeros, que se han obtenido en presencia de un 0,01 hasta un
50% en peso, referido a los monómeros a polimerizar, de
compuestos, que contienen fósforo en forma enlazada. Los compuestos
adecuados de este tipo son, por ejemplo, ácido fosfínico, ácido
hipofosfórico, ácido fosfónico, ácido fosfórico y las sales de los
ácidos citados. Las masas moleculares de los polímeros a emplear
como fluidificadores se sitúan, por ejemplo, en el intervalo de
10000 hasta 500000.
Las mezclas anteriormente descritos, constituidas
por un fluidificador a base de un copolímero hidrosoluble y por un
aireador, contienen para la reducción de los poros de aire en el
hormigón preferentemente polietileniminas butoxiladas e
hidrosolubles o sus sales. Como componente (b) de las mezclas
acuosas se emplean preferentemente los productos de reacción, que
se obtienen por butoxilación de polietileniminas con masas
moleculares de 200 hasta 5000 con 0,1 hasta 10 mol de óxido de
butileno por mol de unidades de etilenimina en la polietilenimina,
o de sales de estos productos de reacción. Particularmente
ventajosos son como componente (b) de las mezclas acuosas aquellos
productos de reacción, que se obtienen por butoxilación de
polietileniminas con masas moleculares de 400 hasta 3000 con 0,3
hasta 5 mol de óxido de butileno por mol de unidades de
etilenimina en la polietilenimina, o de sales de estos productos de
reacción. Para la mayoría de las aplicaciones prácticas se emplean
mezclas acuosas, que contienen como aireadores para la reducción
de los poros de aire en el hormigón productos de reacción, que se
obtienen mediante butoxilación de polietileniminas con masas
moleculares de 600 hasta 2000 con 0,8 hasta 2 mol de óxido de
butileno por mol de unidades de etilenimina en la polietilenimina,
o de sales de estos productos de reacción. Las mezclas
anteriormente descritas se emplean como aditivos para materiales de
construcción minerales, que contienen cemento. Referido a cemento
se emplea en este caso, por ejemplo, de un 0,01 hasta un 10,
preferentemente de un 0,05 hasta 3% en peso de una mezcla,
constituida por los componentes (a) y (b) anteriormente descritos,
empleándose las mezclas, constituidas por los componentes (a) y
(b) preferentemente en forma de una solución acuosa. El valor de
pH de las soluciones acuosas de mezclas de este tipo asciende, por
ejemplo, a 6 hasta 12 y se sitúa preferentemente por debajo de
10.
Las mezclas anteriormente descritas, constituidas
por un policarboxilato y al menos una polialquilenpoliamina
butoxilada o de sus sales se emplean ciertamente a menudo en forma
de soluciones acuosas, que contienen, por ejemplo, de un 5 hasta un
80% en peso de fluidificador y aireador de forma disuelta, pero
pueden agregarse, sin embargo, también en forma anhidra finamente
dividida, por ejemplo como polvo o como granulado, a cemento, yeso
o cal como aditivo para la obtención de materiales de construcción
minerales. Se prefieren en este caso particularmente mezclas
pulverulentas, constituidas por cemento y una combinación de
fluidificador y aireador, conteniendo el cemento de un 0,01 hasta
un 10% en peso de la combinación pulverulenta, formada por
fluidificador y aireador en una distribución lo más uniformemente
posible.
En cuanto no se indica en este contexto otra
cosa, significan las indicaciones en porcentajes en los ejemplos
respectivamente % en peso y las partes son partes en peso.
\newpage
La determinación del peso molecular promedio en
peso se llevó a cabo mediante cromatografía de permeación en gel
(=GPC) con agentes de elución acuosos. El calibrado se llevó a
cabo mediante un normalizado de poliacrilato sódico estrechamente
repartido. Como agente de elución se empleó una solución acuosa de
dihidrogenfosfato potásico y cloruro sódico. Como normalizado
interno se empleó polietilenglicol. Las columnas cromatográficas
estaban cargadas con TSK PW-XL 3000 y TSK
PW-XL 5000 (firma TosoHaas) como fase
estacionaria. Para la detección se empleó un refractómetro
diferencial.
Los valores-K de las soluciones
acuosas de sal sódica de los copolímeros se determinaron según H.
Fikentscher, Celluloso-Chemie, tomo 13,
58-64 y 71-74 (1932) en solución
acuosa a un valor de pH de 7, a una temperatura de 25ºC y a una
concentración polímera de la sal sódica del copolímero de un 1% en
peso.
En un cuenco de aluminio se pesa una cantidad
definida de la muestra (aproximadamente de 0,5 a 1 g)(porción
pesada). La muestra se seca por debajo de una lámpara IR (160
voltios) durante 30 minutos. A continuación se determina de nuevo
la masa de la muestra (porción repesada). El contenido de producto
sólido porcentual FG se calcula de la manera siguiente:
FG = Porción repesada x 100 / Porción
pesada [% en
peso]
Procedimiento de ensayo para fluidificadores de
hormigón a base de DIN 1048 Parte 1 (Ensayo del efecto
fluidificador de aditivos en el hormigón)
- -
- Agitador Multi Flow Tipo SE/GB (Motor eléctrico)
- -
- Recipiente para el agitador (h = 20,7 cm; d = 40,6 cm)
- -
- Mesa extensora (700 mm x 700 mm con una tabla superior móvil, véase DIN 1048, parte 1, 3.2.1.1)
- -
- Molde de tronco cónico (Diámetro interno arriba: 130 mm; Diámetro interno abajo: 200 mm; véase DIN 1048, parte 1, 3.2.1.1)
- -
- Aparato de medición para el contenido de poros de aire (véase DIN 1048, parte 1, 3.5.1);
- -
- Recipiente para muestras (h = 8,3 cm; d = 12,3 cm) con manómetro atornillable
- -
- Mesa vibradora (eléctrica)
- -
- Cronómetro
- -
- Barra de madera (d = 1,5 cm; l = 55 cm)
- -
- Pala manual (Capacidad: aproximadamente 0,6 litros)
- -
- Molde de cubo de materia sintética (Longitud de arista interna L * B * H = 15 cm * 15 cm * 15 cm; abierto en un lado)
Carga: Proporción de mezcla de cemento/aditivo
1:5,56; línea de criba B 16
| Arena de cuarzo | \hskip-3mm F34 | 825 g |
| Arena de cuarzo | \hskip-3mm 0,15-0,6 mm | 1665 g |
| Arena de cuarzo | \hskip-3mm 0,5-1,25 mm | 2715 g |
| Arena de cuarzo | \hskip-3mm 1,5-3,0 mm | 1485 g |
| Gravilla | \hskip-3mm 3-8 mm | 3765 g |
| Gravilla | \hskip-3mm 8-16 mm | 3330 g |
| Cemento de Heidelberg CEM I 32,5R | 2475 g | |
| Agua potable | 1081 b |
Fluidificador según la tabla 1 (% de
fluidificador, referido como polímero sólido referente a la
cantidad de cemento empleado; ``sólido sobre sólido'')
La cantidad del agua suministrada con el
fluidificador tiene que substraerse del agua potable. La proporción
de agua/cemento asciende a 0,45. La calidad del cemento empleado
se lleva a cabo según examen visual.
Se pesa la totalidad de la cantidad de aditivos
en el recipiente de agitación, y se mezcla durante 1 minuto en seco
con el agitador Multi Flow. A continuación se agregan agitando en
el transcurso de 30 segundos dos tercios de la cantidad de agua
calculada. En el transcurso de los próximos 30 segundos se agrega a
la mezcla, constituida por el tercio restante de agua hecho
reaccionar con el fluidificador. Ahora se agita el hormigón
todavía durante tres minutos de forma adicional. La obtención de la
mezcla de hormigón finaliza después de un total de 5 minutos.
Después de la obtención del hormigón se mide el primer valor para
la determinación de la medida de expansión.
Después de agitar durante 5 minutos la
composición de hormigón acabada se lleva a cabo la primera medición
de la medida de expansión. (Véase DIN 1048, parte 1, 3.2.1.2
-Realización del ensayo de expansión). Después de la determinación
de la medida de expansión se devuelve el hormigón de la mesa de
expansión otra vez en el recipiente de agitación. El hormigón se
mezcla después de un total de 29 minutos y 45 segundos otra vez
durante 15 segundos. La segunda medición se lleva a cabo después de
exactamente 30 minutos. Se repite este proceso después de un total
de 60, 90 y 120 minutos o bien durante tanto tiempo hasta que el
valor medido de la medida de expansión se reduce a un diámetro
menor que 30 cm.
El contenido de aire de hormigón fresco tiene que
medirse con un aparato de medición calibrado con un contenido de 1
litro según el procedimiento compensatorio de presión. La
determinación del contenido de poros de aire se lleva a cabo
después de la primera y respectivamente la última medición de la
medida de expansión. En este caso se llena el recipiente del
dispositivo medidor del contenido de poros de aire con hormigón,
mientras se comprime el hormigón durante 60 segundos sobre una mesa
vibradora. El recipiente debe estar relleno después del proceso
vibratorio hasta el bordo de hormigón. (Realización véase DIN 1048,
parte 1, 3.5 Contenido de aire). A continuación se lleva a cabo la
medición del contenido de poros de aire.
Por la influencia de los fluidificadores para
hormigón a ensayar sobre la aptitud de aglutinación del hormigón se
lleva a cabo según necesidad un ensayo de resistencia de presión.
La determinación de la resistencia a la presión se lleva a cabo en
probetas propiamente obtenidas con una longitud de arista de 15 cm *
15 cm * 15 cm. Se obtienen de la mezcla de hormigón al menos dos
cubos. La obtención de las probetas se lleva a cabo de tal manera,
que se rellena los cubos hasta la mitad con hormigón, se comprime
el hormigón durante 20 segundos en la mesa vibradora, se llena
después tanto hormigón en el molde de cubo, que después de otra
compresión de 20 segundos es la superficie de hormigón más elevada
que el borde del molde en sí. Finalmente se aplana la superficie
de las probetas, para que cierre la misma con la altura del molde de
cubo. El almacenaje de las probetas para el ensayo de la
resistencia a la presión se lleva a cabo en un espacio cerrado en
aproximadamente 23ºC. Tienen que ponerse en reposo primero en sus
moldes y protegerlas mediante cubrimiento de la pérdida de humedad.
Después de aproximadamente 18 horas se desencofradan los cubos y se
aprieta después de 24 horas a partir del momento de obtención de
la mezcla de hormigón un cubo mediante una prensa. El valor
alcanzado en KN se indica en N/mm^{2} y proporciona información
sobre la solidez del hormigón después de 24 horas. Después de un
tiempo de almacenaje de la segunda cuba de hormigón de 28 días a
partir de la obtención del hormigón se procede con la probeta
restante de forma igual y se determina la resistencia a la presión
después de 28 días.
Antes de cada nueva serie de medición tiene que
llevarse a cabo un ensayo sin adición de fluidificador
(valor-0). Tiene que tenerse también cuidado, que
la temperatura ambiental es constante (de 23 a 25ºC).
Aireador
1
En una autoclave calentable, que está dotada de
un agitador, se disponían 43 g de polietilenimina con la masa
molecular media M_{w} de 1300 en forma de una solución acuosa al
50% en una atmósfera de nitrógeno. Se cerró la autoclave y se
calentó el contenido del reactor agitando hasta una temperatura de
90ºC. En cuanto se alcanzo esta temperatura, se aplicaron 72 g de
1,2-butilenóxido y se agitó la mezcla de reacción
hasta la constancia de presión. A continuación se enfrió el
contenido de la autoclave hasta los 70ºC. Se eliminó de la mezcla
de reacción así obtenida el agua mediante destilación en un
evaporador rotativo bajo presión reducido. Se obtenían 115 g de un
aceite viscoso de color amarillo (Análisis elemental: un 12,3% de
nitrógeno).
Aireador
2
En un matraz se disponían 43 g de polietilenimina
con la masa molecular media M_{w} de 800 y se mezclaron con 2,7 g
de una lejía de potasa acuosa al 40%. La mezcla se deshidrató en
el evaporador rotativo en el vacío de la bomba de chorro de agua a
una temperatura hasta 120ºC. El producto secado se disponía a
continuación en una autoclave calentable y dotada de un agitador a
90ºC bajo una atmósfera de nitrógeno y se calentó entonces hasta
una temperatura de 145ºC. En cuanto se alcanzó esta temperatura, se
aplicaron 93,6 g de 1,2-butilenóxido, se agitó la
mezcla de reacción hasta la constancia de presión y se enfrió a
continuación hasta aproximadamente 80ºC. Después de la eliminación
de agua de la mezcla de reacción en el evaporador rotativo se
obtenían 137 g de un aceite viscoso de color amarillo (Análisis
elemental: un 11,2% de nitrógeno).
Aireador
3
En una autoclave calentable y dotada de un
agitador se disponían 43 g de polietilenimina con la masa molecular
media de M_{w} 3600 en forma de una solución acuosa al 50% bajo
una atmósfera de nitrógeno y se calentaron después del cierre de la
autoclave hasta una temperatura de 120ºC. Después de alcanzar esta
temperatura se aplicaron por presión 72 g de óxido de
1,2-butileno, se agitó la mezcla de reacción hasta
la constancia de presión y se enfrió hasta una temperatura de
80ºC. Se obtenían 115 g de un aceite altamente viscoso de color
amarillo (Análisis elemental: un 11,9% de nitrógeno). Al producto
de reacción así obtenido se agregaron 5,3 g de una lejía de potasa
acuosa al 40%, se eliminó el agua en el vacío, calentándose la
mezcla de reacción hasta una temperatura de 120ºC. El producto
deshidratado de esta manera se disponía a continuación en una
autoclave de agitación bajo una atmósfera de nitrógeno y se calentó
allí hasta una temperatura de 140ºFC. Se aplicaron por presión
entonces 24,5 g de óxido de 1,2-butileno, se agitó
la mezcla de reacción hasta la constancia de presión y se enfrió a
continuación hasta 80ºC. Se obtenían 141 g de un aceite viscoso de
color amarillo (Análisis elemental: un 09,6% de nitrógeno).
Fluidificador
1
Solución acuosa al 35% de un copolímero
neutralizado parcialmente con lejía de sosa, formado por
- (a)
- un 80% en peso de metacrilato de metilpolietilenglicol (obtenido por esterificación de metilpolietilenglicol, que contenía 20 unidades de óxido de etileno, con ácido metacrílico), y
- (b)
- un 20% en peso de ácido metacrílico.
El copolímero tenía una masa molecular media
M_{w} de 25 000. Se obtenía por copolimerización de los monómeros
en presencia de hipofosfito sódico según la enseñanza de la
DE-A-19 653 524.
En un matraz, dotado de un agitador, se disponían
35 partes de fluidificador 1 (referido al contenido de producto
sólido del fluidificador) y se calentaron hasta una temperatura de
80ºC. Constantemente agitando se agregaron a la temperatura citada
0,35 partes de aireador 1 (referido al contenido de producto
sólido) y se agitó la mezcla durante tanto tiempo, hasta que se
obtenía una solución clara. Se enfrió la mezcla entonces hasta
temperatura ambiente y se almacenó durante un intervalo de tiempo de
3 meses. Incluso después de este tiempo existía una solución
clara. No pudo apreciarse ni un enturbamiento ni una
precipitación.
En un matraz, dotado de un agitador, se disponían
35 partes del fluidificador 1 (referido al contenido de producto
sólido del fluidificador) y se calentó el contenido del matraz
hasta una temperatura de 80ºC, En cuanto se alcanzó esta
temperatura, se agregaron 0,35 partes de una solución acuosa del
aireador 2 (referido al contenido de producto sólido), que se
había obtenido mediante neutralización del aireador 2 con ácido
acético diluido con anterioridad. Se obtenía una solución clara, que
se enfrió hasta temperatura ambiente y se almacenó durante 3 meses
a temperatura ambiente. La solución era después todavía clara. No
pudo apreciarse ni un enturbamiento ni una precipitación.
En un matraz dotado de un agitador se disponían
35 partes del fluidificador 1 (referente al contenido de producto
sólido) y se calentó la solución hasta una temperatura de 80ºC. A
esta temperatura se agregaron entonces 0,35 partes de aireador 3
(referido al contenido del producto sólido) y se agitó la mezcla a
una temperatura de 80ºC. Después de agitar durante aproximadamente
90 minutos se obtenía una solución clara, que se enfrió a
temperatura ambiente y se almacenó durante 3 meses a esta
temperatura. Incluso después de un almacenaje de 3 meses era la
solución clara. No pudieron determinarse enturbamientos o
precipitaciones.
Ejemplos 4 a
8
Se ensayaron los aireadores 1 a 3 referente a su
efecto como reductores de poros de aire en una mezcla de hormigón.
Las investigaciones se llevaron a cabo según la instrucción
anteriormente indicada según DIN 1048. Para los ejemplos 4 a 8 se
empleó respectivamente un 0,24% de fluidificador 1 (calculado al
100%), referido a la cantidad empleada de cemento. La proporción
de agua a cemento ascendió en todos los casos a 0,45. Los
aireadores empleados en los ejemplos y el contenido de poros de aire
de la mezcla de hormigón están resumidos en la tabla 1.
| Ejemplo | Aireador nº | Cantidad del aireador [%], | Contenido de poros de aire |
| referido al fluidificador 1 | [% en volumen] | ||
| 4 | 2 | 0,86 | 4,2 |
| 5 | 2 | 1,40 | 3,2 |
| 6 | 1 | 0,86 | 3,8 |
| 7 | 1 | 1,40 | 3,2 |
| 8 | 3 | 1,40 | 4,2 |
En este ejemplo se emplearon diferentes
cantidades de aireador 1, referido al fluidificador 1 y se
determinó respectivamente el contenido de poros de aire. Las
cantidades respectivamente empleadas y los resultados obtenidos con
las mismas se indican en la tabla 2. Como puede verse de los
mismos, provoca un aumento de la dosificación del aireador una
reducción del contenido de poros de aire en el hormigón. Para este
ensayo se empleó cemento de Heidelberg CEMI 32,5 R.
Línea de criba: B 16 MV: 1:5,56
Cemento:2475 g.
Para todas las investigaciones indicadas en la
tabla 2 se empleó un 0,26% de fluidificador 1 (calculado al 100%),
referido a la cantidad empleada de cemento. La proporción de agua
: cemento ascendió en todos los casos a 0,47. Las cantidades de
aireador, referido a la cantidad empleada de fluidificador,
respectivamente calculado al 100%, el contenido de poros de aire
así como la media de expansión se indican en la tabla 2.
| Ejemplo 9 | Aireador 1 [%], referido a | Contenido de poros | Medida de expansión en cm después minutos | ||||
| fluidificador 1 (respectiva- | de aire según % | ||||||
| mente calculado al 100%) | en volumen | ||||||
| 1 | 30 | 60 | 90 | 120 | |||
| a) | 1,40 | 2,0 | 50 | 39 | 33 | 30 | 28 |
| b) | 1,10 | 2,2 | 55 | 42 | 35 | 32 | 30 |
| c) | 0,86 | 3,8 | 58 | 45 | 35 | 33 | 30 |
Se repitió el ejemplo 9 con los cambios visibles
en la tabla 3. En este caso se obtenían los resultados indicados en
la tabla 3. Mientras proporcionó la mezcla, constituida por el
aireador 1 y el fluidificador 1 una solución clara y estable al
almacenaje, era la mezcla, constituida por éster del ácido fosfórico
corriente en el comercio como aireador y fluidificador 1, turbia y
se separó después de 48 horas.
Las mezclas, constituidas por fluidificador y
antiespumante, que se separaron ya después de un tiempo breve, no
son aptas para un empleo como aditivo para cemento.
| [%] de | [%] de aireador, | Contenido | Medida de expansión (cm) | Resistencia a la | ||||||
| fluidificador | referido a fluidifi- | de poros | después de minutos | presión [N/mm^{2}] | ||||||
| 1, referido | cador (calculado | de aire [% | después | |||||||
| a cemento | respectivamente | en volumen] | ||||||||
| al 100%) | ||||||||||
| 1 | 30 | 60 | 90 | 120 | 1 Día | 28 Días | ||||
| Ejemplo 10 | 0,26 | 1,0 Aireador 1 | 3,0 | 58 | 45 | 35 | 33 | 30 | 30 | 56 |
| Ejemplo | 0,26 | 1,0 Aireador | 3,0 | 55 | 42 | 35 | 33 | 30 | 29 | 54 |
| comparativo | corriente en el | |||||||||
| 2 | comercio (Ester | |||||||||
| del ácido fosfórico) |
Claims (12)
1. Mezclas, constituidas por al menos un
fluidificador a base de policarboxilatos para materiales de
construcción minerales que contienen cemento y al menos un
aireador, caracterizadas porque las mezclas contienen como
aireadores polialquilenpoliaminas butoxiladas o sus sales.
2. Mezclas según la reivindicación 1,
caracterizadas porque contienen como aireadores
polietileniminas butoxiladas o sus sales.
3. Mezclas según la reivindicación 1 o 2,
caracterizadas porque contienen como aireadores los productos
de reacción, que se obtienen por butoxilación de polietileniminas
con masas moleculares de 200 hasta 5000 con 0,1 hasta 10 mol de
óxido de butileno por mol de unidades de etilenimina en la
polietilenimina, o sales de estos productos de reacción.
4. Mezclas según una de las reivindicaciones 1 a
3, caracterizadas porque contienen como aireadores los
productos de reacción, que se obtienen por butoxilación de
polietileniminas con masas moleculares de 400 hasta 3000 con 0,3
hasta 5 mol de óxido de butileno por mol de unidades de etilenimina
en la polietilenimina, o sales de estos productos de reacción.
5. Mezclas según una de las reivindicaciones 1 a
4, caracterizadas porque contienen como aireadores los
productos de reacción, que se obtienen por butoxilación de
polietileniminas con masas moleculares de 600 hasta 2000 con 0,8
hasta 2 mol de óxido de butileno por mol de unidades de etilenimina
en la polietilenimina, o sales de estos productos de reacción.
6. Soluciones acuosas de mezclas, constituidas
por
- (a)
- un copolímero hidrosoluble, formado por un 98 hasta un 2% en peso de unidades de ésteres de la fórmula (I)
\dotable{\tabskip\tabcolsep#\hfil\+#\hfil\tabskip0ptplus1fil\dddarstrut\cr}{
\+ \hskip-2.5mm R ^{2} \cr \+
\hskip-1.5mm |\cr R ^{1} ---CH=== \+
\hskip-2.5mm C---COO---(A---O) _{n} ---R ^{3}
\hskip15mm (I),\cr}
- en la cual son R^{1}, R^{2} iguales o diferentes y significan H o CH_{3}, A significa un grupo alquileno con 2 a 4 átomos de carbono, R^{3} significa H o alquilo con 1 a 22 átomos de carbono y n significa un número de 1 a 300, y por 2 a 98% en peso de unidades de ácido acrílico, ácido metacrílico, sus sales de metal alcalino y amónicas, así como sus mezclas, y
- (b)
- polialquilenpoliaminas butoxiladas o sus sales hidrosolubles, conteniendo las mezclas por 100 partes en peso del componente (a) 0,3 hasta 30 partes en peso del componente (b) y la concentración del componente (a) en la solución acuosa asciende a un 5 hasta un 80% en peso.
7. Mezclas según la reivindicación 6,
caracterizadas porque contienen como componente (b)
polietileniminas butoxiladas e hidrosolubles o sus sales.
8. Mezclas según la reivindicación 6,
caracterizadas porque contienen como componente (b) los
productos de reacción, que se obtienen por butoxilación de
polietileniminas con masas moleculares de 200 hasta 5000 con 0,1
hasta 10 mol de óxido de butileno por mol de unidades de etilenimina
en la polietilenimina, o sales de estos productos de reacción.
9. Mezclas según la reivindicación 6,
caracterizadas porque contienen como componente (b) los
productos de reacción, que se obtienen por butoxilación de
polietileniminas con masas moleculares de 400 hasta 3000 con 0,3
hasta 5 mol de óxido de butileno por mol de unidades de etilenimina
en la polietilenimina, o sales de estos productos de reacción.
10. Mezclas según la reivindicación 6,
caracterizadas porque contienen como componente (b) los
productos de reacción, que se obtienen por butoxilación de
polietileniminas con masas moleculares de 600 hasta 2000 con 0,8
hasta 2 mol de óxido de butileno por mol de unidades de etilenimina
en la polietilenimina, o sales de estos productos de reacción.
11. Empleo de las mezclas según las
reivindicaciones 6 a 10 como aditivo para materiales de construcción
minerales que contienen cemento.
\newpage
12. Empleo según la reivindicación 11,
caracterizado porque se emplea de un 0,01 hasta un 10% en
peso de una mezcla, constituida por los componentes (a) y (b),
referido a cemento, en forma de una solución acuosa.
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