ES2203667T3 - Agente dispersante para hormigon de alta fluidez o auto-compactante. - Google Patents
Agente dispersante para hormigon de alta fluidez o auto-compactante.Info
- Publication number
- ES2203667T3 ES2203667T3 ES96117234T ES96117234T ES2203667T3 ES 2203667 T3 ES2203667 T3 ES 2203667T3 ES 96117234 T ES96117234 T ES 96117234T ES 96117234 T ES96117234 T ES 96117234T ES 2203667 T3 ES2203667 T3 ES 2203667T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- cement
- concrete
- monomer
- vinyl
- formula
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
- C04B24/16—Sulfur-containing compounds
- C04B24/161—Macromolecular compounds comprising sulfonate or sulfate groups
- C04B24/163—Macromolecular compounds comprising sulfonate or sulfate groups obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- C04B24/165—Macromolecular compounds comprising sulfonate or sulfate groups obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds containing polyether side chains
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
- C04B24/24—Macromolecular compounds
- C04B24/26—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- C04B24/2652—Nitrogen containing polymers, e.g. polyacrylamides, polyacrylonitriles
- C04B24/2658—Nitrogen containing polymers, e.g. polyacrylamides, polyacrylonitriles containing polyether side chains
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
- C04B24/24—Macromolecular compounds
- C04B24/26—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- C04B24/2664—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds of ethylenically unsaturated dicarboxylic acid polymers, e.g. maleic anhydride copolymers
- C04B24/267—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds of ethylenically unsaturated dicarboxylic acid polymers, e.g. maleic anhydride copolymers containing polyether side chains
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B24/00—Use of organic materials as active ingredients for mortars, concrete or artificial stone, e.g. plasticisers
- C04B24/24—Macromolecular compounds
- C04B24/26—Macromolecular compounds obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
- C04B24/2688—Copolymers containing at least three different monomers
- C04B24/2694—Copolymers containing at least three different monomers containing polyether side chains
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08F—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
- C08F226/00—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen
- C08F226/02—Copolymers of compounds having one or more unsaturated aliphatic radicals, each having only one carbon-to-carbon double bond, and at least one being terminated by a single or double bond to nitrogen or by a heterocyclic ring containing nitrogen by a single or double bond to nitrogen
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2103/00—Function or property of ingredients for mortars, concrete or artificial stone
- C04B2103/40—Surface-active agents, dispersants
- C04B2103/408—Dispersants
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C04—CEMENTS; CONCRETE; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES
- C04B—LIME, MAGNESIA; SLAG; CEMENTS; COMPOSITIONS THEREOF, e.g. MORTARS, CONCRETE OR LIKE BUILDING MATERIALS; ARTIFICIAL STONE; CERAMICS; REFRACTORIES; TREATMENT OF NATURAL STONE
- C04B2111/00—Mortars, concrete or artificial stone or mixtures to prepare them, characterised by specific function, property or use
- C04B2111/00034—Physico-chemical characteristics of the mixtures
- C04B2111/00103—Self-compacting mixtures
Abstract
AGENTES DISPERSANTES DE CEMENTO PARA HORMIGON AUTOCOMPACTANTE DE ELEVADA FLUENCIA, QUE COMPRENDEN UN COPOLIMERO DE N VINILO HIDROSOLUBLE, PREPARADO MEDIANTE COPOLIMERIZACION DE (A) UNA LACTAMA DE N - VINILO O UNA AMIDA DE N - VINILO CON (B) UN ESTER DE POLIETILEN GLICOL DE ACIDO MALEICO, QUE CONTIENE ENTRE 6 Y 300 MOLES DE GRUPOS OXIETILENO POR MOLECULA Y (C) AL MENOS UN MONOMERO SELECCIONADO ENTRE ACIDOS DICARBOXILICOS INSATURADOS Y (D) ACIDO METALILSULFONICO. CUANDO SE UTILIZA UNA SOLUCION ACUOSA DE DICHO COPOLIMERO COMO ADITIVO PARA HORMIGON RECIEN PREPARADO DE RELACION AGUA/CEMENTO INCLUSO EXTREMADAMENTE BAJA, SE LOGRA UNA ELEVADA FLUIDEZ, BAJA REDUCCION DE LA FLUENCIA CON EL PASO DEL TIEMPO Y AUSENCIA DE SEGREGACION CON EL PASO DEL TIEMPO.
Description
Agente dispersante para hormigón de alta fluidez
o auto-compactante.
El hormigón procedente de las plantas de mezcla
preparada o mezclados en los sitios de trabajo, utilizado en
construcciones de ingeniería civil, v.g. anclaje de puentes de gran
tamaño, placas de base o muros laterales y alcantarillas
rectangulares, en la construcción de estructuras tales como
estructuras pesadas reforzadas, estructuras de tuberías con relleno
de hormigón u otras estructuras complicadas, exige estar totalmente
compactado para alcanzar su resistencia y durabilidad requeridas.
El método actual y convencional para compactación se realiza por
vibración del hormigón recién colocado.
Se hace necesario un nuevo sistema de producción
para hormigón vaciado in situ, a fin de mejorar
sensiblemente la situación de costes así como los aspectos de salud
y seguridad en el sitio de construcción.
Adicionalmente, la
auto-compactación del hormigón conduce a mayor
productividad, tiempos de construcción más cortos y a un ambiente
de trabajo mejorado.
La fluidez incrementada (conocida como
"desplome" y "desplome-flujo" puede
conseguirse utilizando grandes dosis de agua en el hormigón, pero
es bien sabido que la estructura basada en cemento resultante
exhibe una compacidad insuficiente y tendrá una deficiente
resistencia a la compresión final.
Con objeto de evitar la cantidad excesiva de
agua, puede producirse hormigón fluido por adición de los
denominados superplastificantes o ingredientes adicionales
reductores del contenido de agua de alta calidad (HRWRs) tales como
policondensados de melamina- o
naftaleno-formaldehído sulfonados o ingredientes
adicionales basados en ligninsulfonatos. Todos estos materiales
bien conocidos no son capaces de hacer que las composiciones de
cemento tratadas retengan alta fluidez durante un periodo de tiempo
prolongado (conocido como "vida de desplome") sin impartir una
demora significativa en el tiempo de fraguado inicial y un retardo
considerable de las resistencias iniciales.
Más recientemente, se han propuesto diversos
aditivos basados en las denominadas sales de ácidos
policarboxílicos, v.g. copolímeros de ácido acrílico con ésteres
acrílicos, con objeto de impartir una fuerte disminución del
contenido de agua y vida de desplome prolongada al hormigón, pero
la mayoría de ellos no conducen a hormigón
auto-compactante sin exudación o segregación, o
provocan un retardo excesivamente largo del tiempo de fraguado y el
desarrollo de la resistencia. Una desventaja adicional es la tasa
de flujo inconstante y muy baja del hormigón de alta fluidez y alta
resistencia, que contiene cantidades elevadas (v.g. 500 a 700
kg/m^{3}) de cemento y hasta 20% de humo de sílice y cenizas
volantes, no pudiendo mejorarse dicha tasa de flujo por el uso de
HRWRs convencionales.
Con la introducción de un hormigón de flujo
super-alto o auto-compactante, que
contiene un copolímero N-vinílico de la invención,
pueden resolverse estos problemas, y particularmente puede
reducirse en un grado significativo la necesidad de vibración. Se
hace la necesidad de vibración. Se hace referencia en cuanto a
copolímeros similares pero que comprenden adicionalmente unidades
de un semi-éster de ácido maleico que tiene grupos
polioxialquileno, en el documento
US-A-5 100 984.
La presente invención está basada en extensos
estudios de copolímeros N-vinílicos solubles en agua
que tiene una cadena de poli(oxietileno) que está conectada
a la cadena principal del polímero por enlaces éster. En
particular, se investigó la relación entre la proporción molar del
monómero N-vinílico y el monómero portador de
polioxietileno en el polímero, así como la longitud de la cadena de
polioxietileno del monómero de partida y la eficiencia del
copolímero como agente dispersante y reductor de la cantidad de
agua.
El problema que podría resolverse por la presente
invención es que los agentes dispersantes de cemento de la técnica
anterior, v.g. los HRWRs convencionales (reductores del contenido
de agua de alta calidad) como se ha expuesto anteriormente, cuando
se utilizan como aditivo para producir hormigón de alta fluidez y
alta resistencia, no pueden proporcionar alta fluidez y constancia
de velocidad de flujo, y que la pérdida por desplome es demasiado
grande.
Los agentes dispersantes de cemento de la
presente invención comprenden un copolímero
N-vinílico soluble en agua, preparado por
copolimerización, preferiblemente en un medio acuoso, de (a) una
N-vinil-lactama o amida con (b) un
polietilen-glicol-éster de ácido maleico que
contiene 6 a 300 moles de grupos oxietileno por molécula, y (c) al
menos un monómero seleccionado de entre sales de ácidos
dicarboxílicos insaturados y (d) una sal de ácido metalilsulfónico.
Cuando se utiliza una solución acuosa del copolímero de acuerdo con
la invención como ingrediente adicional para hormigón recién
preparado de relación de agua a cemento incluso extremadamente
baja, se alcanza una elevada fluidez, y una baja disminución en la
fluidez con el transcurso del tiempo, así como ausencia de
segregación a lo largo del tiempo.
Esta invención se refiere a aditivos para
dispersiones de cemento que comprenden copolímeros
N-vinílicos solubles en agua obtenidos
preferiblemente por copolimerización radical en solución acuosa de
una N-vinil-amida o lactama
representada por la fórmula 1 dada más adelante, un segundo
monómero representado por la fórmula 2 dada más adelante, un
tercer monómero representado por la fórmula 3 dada más
adelante, y opcionalmente pequeñas cantidades de un cuarto
monómero, representado por la fórmula 4 dada más adelante,
tales que la relación molar de las unidades monómeras
constitutivas 1 : 2 : 3 : 4 es 1 :
(0,1-0,95) : (0,05-0,90) :
(0-0,10) teniendo dichos monómeros las fórmulas
estructurales siguientes:
en la cual R1 y R2, que pueden ser iguales o
diferentes, representan cada uno hidrógeno, un resto Cl a
C12-alquilo o pueden formar juntos un grupo di-,
tri-, tetra-, o pentametileno, que forman con el resto amido de la
fórmula un anillo de lactama de cinco, seis, siete u ocho
miembros,
en la cual m y n, que pueden ser iguales o
diferentes, representan cada uno un número entero comprendido en el
intervalo de 3 a
150,
en las cuales M es hidrógeno o un metal alcalino
o metal alcalinotérreo, amonio o amonio derivado de aminas
primarias, secundarias o terciarias, preferiblemente de
etanolaminas,
en la cual M es un metal alcalino, metal
alcalinotérreo, amonio, o amonio derivado de aminas, primarias,
secundarias o terciarias, preferiblemente de
etanolaminas.
El monómero 2 se prepara por reacción
catalizada en medio ácido de anhídrido maleico con un total de dos
moles de uno o más monometoxi-polietilenglicoles,
caracterizados por el número de grupos oxietileno
(CH_{2}CH_{2}O) que forman la cadena de polialquilenglicol.
Realizaciones preferidas de monómeros de tipo 2 son los
monómeros M-1 a M-7 que se muestran
en la Tabla 1.
En relación con el monómero 3, es
importante que al menos uno de los grupos ácido carboxílico está en
conjugación con el sistema vinílico.
Los copolímeros de la presente invención se
pueden preparar por la copolimerización de una
N-vinil-lactama o
N-vinil-amida, preferiblemente
N-vinil-pirrolidinona, un éster de
metoxi-poliet:ilenglicol de ácido maleico y un
ácido dicarboxílico olefínico, preferiblemente ácido maleico,
fumárico o itacónico, en presencia de un catalizador de peróxido en
solución acuosa.
La relación molar de
N-vinil-pirrolidinona al éster de
polietilenglicol en los copolímeros de la invención es típicamente
50:(5-47,5), preferiblemente
50:(10-30) y de
N-vinilpirrolidinona al monómero de ácido
dicarboxílico 50:(2,5-45), preferiblemente
50:(10-40). Cada uno de los copolímeros puede
contener pequeñas cantidades de metalilsulfonato de sodio
comprendidas en el intervalo de 0,05 a 5% molar referido al total
de todos los monómeros 1 a 3.
Como se ha indicado anteriormente, los
copolímeros de la invención son útiles como agentes dispersantes en
mezclas para composiciones que contienen cemento. Los mismos
pueden utilizarse también como agentes dispersantes en suspensiones
acuosas de, por ejemplo, arcillas, lodos de porcelana, creta,
talco, negro de carbono, polvos de piedra, pigmentos, silicatos y
aglomerantes hidráulicos.
Asimismo, los copolímeros de la invención son
útiles como fluidizantes o superfluidizantes para materiales de
edificación y construcción que contienen agua, que contienen
aglomerantes inorgánicos tales como cemento
Port-land, cemento de tierra alumínica, cemento de
horno alto, cemento puzolánico o cemento de magnesia y aditivos
tales como arena, grava, polvo de piedra, cenizas volantes, humo de
sílice, vermiculita, vidrio expandido, arcillas expandidas,
chamota, aditivos ligeros, fibras inorgánicas y fibras
sintéticas.
Opcionalmente, la mezcla puede contener
componentes seleccionados de los grupos de agentes tensioactivos,
agentes de inclusión de aire, agentes antiespumantes, agentes
aceleradores del fraguado, retardadores del fraguado y reductores
del contenido de agua en el hormigón o reductores del contenido de
agua de gama alta.
En este contexto, los polímeros de la invención
pueden proporcionar efectos elevados y de duración
sorprendentemente larga sobre la fluidez de las composiciones
basadas en cemento tales que los mismos pueden ser utilizados
eficazmente en bajas concentraciones, evitando con ello efectos de
retardo del fraguado.
Las composiciones de hormigón que contienen los
agentes dispersantes de cemento de la presente invención exhiben
alta fluidez y elevada resistencia a la segregación, y
adicionalmente la retención del desplome con la progresión del
tiempo, incluso para relación baja de agua a cemento, es
extremadamente prolongada.
En particular, se proporciona elevada fluidez a
composiciones que contienen cemento con relación extremadamente
baja de agua a cemento y con un contenido de cemento comprendido en
el intervalo de 150 a 450 kg/m^{3} para hormigón fluido y en el
intervalo de 450 a 800 kg/m^{3} con una relación en peso de agua
a cemento mayor que 18% y menor que 35% o, más preferiblemente,
mayor que 18% y menor que 25%, para hormigón
auto-compactante de alta resistencia.
La cantidad de copolímero de la invención añadido
requerida para proporcionar los efectos deseados es de 0,05 a 5
partes en peso, preferiblemente de 0,1 a 3 partes en peso
correspondientes a la composición sólida basada en 100 partes en
peso del material de cemento hidráulico contenido en la composición
de hormigón.
En una realización preferida, los copolímeros
N-vinílicos de la invención se utilizan en la forma
de una solución acuosa. En esta realización, la solución acuosa
contiene el copolímero de la invención en una cantidad comprendida
entre 0,01 y 60% en peso, preferiblemente entre 1 y 50% en
peso.
Los copolímeros de la invención se pueden añadir
también de cualquier otra manera convencional sin o junto con otros
aditivos. Por ejemplo, aquéllos se pueden añadir al agua de mezcla
utilizada para la producción del hormigón o a un lote de hormigón
ya mezclado.
Los ejemplos siguientes ilustran con mayor
detalle la presente invención y describen más claramente el uso y
la eficiencia de los copolímeros de la invención.
Sin embargo, debe indicarse que estos ejemplos se
dan únicamente para propósitos ilustrativos, y no debe suponerse
que limitan la invención, tal como se define por las
reivindicaciones adjuntas a la presente memoria descriptiva.
En lo que sigue, se describe la composición de
monómeros de poliglicoléster maleico M-1 a
M-7 (Tabla 1) y de algunos copolímeros de la
invención P-1 a P-14 basados en
ellos (Tabla 2). Para comparación, se utilizan también polímeros
comercialmente disponibles, C-1 a
C-3, para la preparación y el ensayo comparativo de
hormigón fluido (Ejemplo de Ensayo 1) y hormigón
auto-compactante de alta resistencia con baja
relación de agua a cemento (Ejemplo de Ensayo 2).
\newpage
Copolímeros P-1 a
P-14
Se preparó una solución acuosa, que contenía uno
o más de los monómeros de polietilenglicol-éster maleico, un ácido
dicarboxílico insaturado tal como ácido maleico o itacónico,
metalil-sulfonato de sodio y un iniciador de tipo
peróxido tal como peróxido de hidrógeno acuoso al 35%. A
continuación, se añadió gota a gota a esta solución la
N-vinil-pirrolidinona, seguida por
la adición rápida de una segunda solución que contenía un iniciador
de radicales rédox. La. polimerización se llevó a cabo a
temperaturas ligeramente elevadas de 20-60ºC y en un
intervalo de pH de 4,5-7,0. Se continuó la
agitación hasta que ya no era detectable cantidad alguna de
peróxido.
Los polímeros se obtuvieron como soluciones
acuosas al 30-40%.
Los pesos moleculares medios numéricos se
determinaron por cromatografía de permeación de gel utilizando un
detector RI (índice de refracción) o un detector de dispersión de
la luz.
(Tabla pasa página
siguiente)
Una mezcla que contenía anhídrido maleico, los
polietilen-glicoles y un catalizador ácido, tal como
ácido sulfúrico o ácido p-toluenosulfónico, se
calentó a 140ºC. La mezcla de reacción clara se mantuvo a
140-145ºC hasta que se alcanzó un grado de
esterificación de al menos 80%. El progreso de la esterificación
puede controlarse por titulación alcalimétrica de pequeñas
muestras de la mezcla utilizando una solución patrón de NaOH o KOH.
El agua de reacción se eliminó continuamente por destilación. El
maleato de polietilenglicol resultante se analizó por HPLC,
utilizando detección por absorción UV.
(Tabla pasa página
siguiente)
Polímeros comparativos C1 a
C3
Se han ensayado los polímeros siguientes como
ingrediente adicional dispersante en hormigón.
Polímero
C-1
Un agente dispersante disponible comercialmente,
SOKALAN CP 10 (BASF, Badische Anilin & Sodafabrik
Lud-wigshafen), una solución acuosa al 45% de un
poliacrilato de sodio modificado de peso molecular medio 4000.
Polímero
C-2
MELMENT-F10 (Süddeutsche
Kalkstickstoffwerk, Trost-berg), un agente
dispersante disponible comercialmente para composiciones de cemento
hidráulico, es la sal de sodio de un policondensado
melamina-formaldehído sulfonado de peso molecular
10000-15000.
Polímero
C-3
MIGHTY-150 (KAO Corporation,
Tokio), un agente dispersante disponible comercialmente para
composiciones de cemento hidráulico, es la sal de sodio de un
policondensado naftaleno-formaldehído sulfonado de
peso molecular medio 6000.
Estos ejemplos se llevaron a cabo para demostrar
los efectos fluidizantes mejorados de los polímeros de la
invención. Los copolímeros de la invención P-1 a
P-14, preparados de acuerdo con la Tabla 2, se
ensayaron como fluidizantes en hormigón fluido (Ejemplo de Ensayo
1) y como ingredientes adicionales para mejorar la fluidez y la
vida de desplome del hormigón de alta resistencia con baja relación
de agua a cemento y alto contenido de aglomerante (cemento + humo
de sílice).
Dichos polímeros comparativos descritos
anteriormente se ensayaron también y se compararon en este
contexto.
Ejemplo de Ensayo
1
Uso de los copolímeros de la invención y
polímeros comparativos para hormigón fluido.
La consistencia de hormigón recién preparado, es
decir la movilidad o viscosidad, es la característica más
importante de la susceptibilidad de trabajo. Para medir la
consistencia del hormigón, se utiliza en la industria una
"extensión en la mesa de flujo" de acuerdo con DIN 1048, parte
1.
En algunos casos se utiliza adicionalmente el
"ensayo de desplome" de acuerdo con ASTM C143.
Para los fines de este experimento, se determinó
la extensión en la mesa de flujo disponiendo el hormigón en un
encofrado de hierro sobre una mesa de dos piezas (70 x 70 cm). Por
retirada del encofrado, se prepara una masa de hormigón que tiene
una forma de cono truncado. Posteriormente, se levanta la mesa por
un lado en 4 cm, y se deja caer. Se efectúa este procedimiento 15
veces, y el hormigón se expande. El diámetro medio de la torta
formada corresponde a la extensión en la mesa de flujo.
Para el ensayo de desplome, se ponen tres capas
de hormigón en un molde que tiene una forma de un cono truncado y
que tiene dimensiones determinadas, y se comprimen con 25 empujes
de una barra de hierro. En la parte superior, el hormigón se
desprende uniformemente, después de lo cual se separa verticalmente
el encofrado. La masa de hormigón caerá por sí misma. El desplome
se mide determinando la diferencia vertical entre la parte superior
del molde y el centro original desplazado de la superficie superior
de la muestra de ensayo.
A fin de comparar los resultados obtenidos del
ensayo y relacionarlos con la consistencia, el hormigón recién
preparado (véase DIN 18555, Parte 2) se puede dividir en intervalos
de consistencia:
| Designación | Extensión en mesa de flujo (cm) | Desplome (cm) |
| K1 = rígido | < 30 | < 1 |
| K2 = semi-plástico | 30 a 40 | 1 a 9 |
| K3 = plástico | 41 a 50 | 10 a 15 |
| K4 = fluido | > 50 | > 15 |
Se utilizan fluidizantes cuando son necesarias
aplicaciones de construcción específicas. Se utiliza hormigón
fluido cuando se requieren velocidades de inserción altas (v.g., de
50 a 150 m^{3}/hora), o cuando la forma y el refuerzo de una
pieza de construcción no permiten una compresión del hormigón por
vibración.
Hormigones que tienen consistencias K2 o K3
pueden prepararse a partir de un hormigón de consistencia K1 por
adición de fluidizantes (designados también como
superplastificantes) cuando debe obtenerse una resistencia mecánica
incrementada para una susceptibilidad de trabajo remanente
igual.
Para un hormigón recién preparado, el efecto
fluidizante depende de la dosificación del superplastificante.
Usualmente, se añaden cantidades de materia sólida de 0,2 a 1,5%
(en forma disuelta) con referencia al peso de cemento.
El efecto depende también en alto grado de la
estructura química y el peso molecular del polímero que constituye
la base del fluidizante.
Con objeto de demostrar la eficacia incrementada
de los copolímeros de la invención, se midió el comportamiento de
flujo de mezclas de hormigón que contenían los copolímeros
P-1 a P-7 de acuerdo con DIN 18555,
Parte 1, y de acuerdo con DIN 1048, Parte 1, y ASTM C143. Como
comparación, se ensayaron también los polímeros C-1
a C-3.
| Componentes | Cantidad en kg |
| Cemento Portland normal, Tipo 1 | 7,5 |
| Carga de Netstal (carga de creta) | 1,5 |
| Arena del Rin "Epple" hasta. 1,2 mm* | 9,5 |
| Arena del Rin "Epple" 1,2 a 4,0 mm* | 8,0 |
| Arena del Rin "Epple" 4,0 a. 8,0 mm* | 4,5 |
| Grava de mina 8 a 16 mm* | 11,5 |
| Grava de mina 16 a 32 mm* | 15,0 |
| Agua total, con inclusión de agua de mezcla y agua de la | 3,4 |
| solución de copolímero | |
| Copolímero (sólido) o polímero comparativo, utilizado | 0,04, disuelto en el agua de mezcla. |
| como fluidizante | |
| * lavada y secada |
El cemento y los áridos se mezclaron previamente
durante 15 segundos en un mezclador con circulación forzada de 50
litros para hormigón. El agua de mezcla, que contenía el
fluidizante, se añadió lentamente con agitación durante 20
segundos. Se mezcló luego el lote en estado húmedo durante 60
segundos adicionales. Inmediatamente después se llenó el molde con
una parte del hormigón reciente para la determinación de la
extensión en la mesa de flujo y el desplome.
Inmediatamente después de medir la extensión en
la mesa de flujo, se prepararon masas de ensayo que tenían bordes
de 12 x 12 cm, y se midió la resistencia a la compresión después de
1, 7 y 28 días de acuerdo con DIN 1048, Parte 1. La determinación
del fraguado inicial se realizó de acuerdo con
ASTM-C 403.
Adicionalmente, los copolímeros de la presente
invención se compararon con los polímeros comparativos C- 1 a
C-3.
Como se ha mencionado anteriormente, la extensión
en la mesa de flujo y el desplome se midieron inmediatamente
después de la mezcladura, y se midieron nuevamente al cabo de 60 y
120 minutos después de la mezcladura. Se realizó una mezcladura del
hormigón durante 5 segundos antes de cada nueva medida.
Las mezclas de ensayo de hormigón No. 2 a 18 que
se prepararon en las mismas condiciones, se sometieron luego al
examen descrito anteriormente de la extensión en la mesa de flujo y
el desplome en función del tiempo.
Los resultados se resumen en la Tabla 6 y
muestran una elevada reducción del contenido de agua y una
constancia de duración sorprendentemente larga de la extensión en
la mesa de flujo y el desplome de hasta 120 minutos en las mezclas
de ensayo núms. 4 a 15 que contenían los copolímeros de acuerdo con
la invención. A partir de una comparación de estas mezclas con las
mezclas comparativas núms. 17 y 18, que contenían los
policondensados de melamina y naftaleno, se puede ver que las
mezclas comparativas muestran un endurecimiento intenso después de
60 minutos. Asimismo, el polímero comparativo C-1
(poliacrilato de sodio) en la mezcla de ensayo núm. 16 muestra una
tendencia similar al endurecimiento.
La medida de las propiedades de flujo de mezclas
recientes de hormigón de alta fluidez y alta resistencia con
relación muy baja agua a cemento (W/C) se describe en el ejemplo de
ensayo siguiente.
Ejemplo de Ensayo
2
El hormigón de alta fluidez y alta resistencia
con relación muy baja de agua a cemento y contenido muy elevado de
aglomerante (cemento más humo de sílice) es demandado
crecientemente por la industria de la edificación y la construcción
en el Japón. Por ello, se utilizan en este Ejemplo materias primas
japonesas para la preparación del hormigón y las mezclas de ensayo
se evalúan de acuerdo con las Normas Industriales Japonesas
(JIS).
En una relación de mezcla que se muestra en la
Tabla 5, cemento Portland ordinario, humo de sílice, áridos finos
y áridos gruesos (grava) se introdujeron sucesivamente en un
mezclador de tipo de mezcla forzada de 50 litros de volumen. El
cemento y los áridos se mezclaron previamente durante 15 segundos,
y a continuación se añadió lentamente bajo agitación durante 20
segundos el agua de mezcla, que contenía el fluidizante y 0,02%
(con relación al peso de fluidizante) de un eliminador sintético de
aire. Se mezcló luego el lote en estado húmedo durante 3 minutos.
Después de la mezcladura, la mezcla se transfirió a un recipiente
de mezcladura y se efectuó reamasado un número predeterminado de
veces cada 60 minutos y se midieron el
desplome-flujo y el desplome con el transcurso del
tiempo durante un tiempo de hasta 120 minutos de acuerdo con
JIS-A 1101. Se emplearon los procedimientos
especificados en JIS-A 1123 y JIS-A
6204 para medir el contenido de aire y las resistencias a la
compresión en función del tiempo.
Los resultados de la evaluación de las mezclas,
que contenían polímeros de la invención y polímeros comparativos,
se muestran en la Tabla 7.
| Contenido unitario (kg/m^{3}) | |||||||
| S/A | Dosificación de polímero | W | C | SF | S | G | |
| 22% | 39% | 1,6% | 165 | 675 | 75 | 601 | 950 |
W = Agua de mezcla, con inclusión del agua del
fluidizante añadido
C = Cemento: Cemento Portland Normal Onoda, Tipo
1
SF = Humo de sílice sin compactar: densidad:
2,2-2,7, superficie:
100.000-250.000 cm^{2}/g
S = Arena: Arena del Río Sagami
G = Grava: Piedra machacada de Miyagase
A = Árido: Arena + Grava
P = Cemento + Humo de sílice
Dosificación de polímero: dosificación (% en
peso) de polímero sólido, contenido en el fluidizante, en relación
con el peso de cemento.
Claims (10)
1. Un agente dispersante de cemento, que
comprende un copolímero N-vinílico soluble en agua,
que puede obtenerse por copolimerización de una
N-vinil-amida o
N-vinil-lactama representada por la
fórmula 1 dada más adelante, un segundo monómero
representado por la fórmula 2 dada más adelante, un tercer
monómero representado por la fórmula 3 dada más adelante tal
que la relación molar de las unidades monómeras constitutivas
1 : 2 : 3 es 1 : (0,1-0,95) :
(0,05-0,90) teniendo dichos monómeros las fórmulas
estructurales siguientes:
en la cual R1 y R2, que pueden ser iguales o
diferentes, representan cada uno hidrógeno, un resto Cl a
C12-alquilo o pueden formar juntos un grupo di-,
tri-, tetra-, o pentametileno, que forman con el resto amido de la
fórmula un anillo de lactama de cinco, seis, siete u ocho
miembros,
en la cual m y n, que pueden ser iguales o
diferentes, representan cada uno un número entero comprendido en el
intervalo de 3 a
150,
en las cuales M es hidrógeno o un metal alcalino
o metal alcalinotérreo, amonio o amonio derivado de aminas
primarias, secundarias o
terciarias.
2. El agente dispersante de cemento de la
reivindicación 1, en el cual el copolímero
N-vinílico soluble en agua puede obtenerse por
copolimerización de una
N-vinil-amida o
N-vinil-lactama 1, segundo monómero
2, un tercer monómero 3 y un cuarto monómero representado por la
fórmula 4 dada más adelante:
en la cual M es un metal alcalino, metal
alcalinotérreo, amonio, o amonio derivado de aminas, primarias,
secundarias o terciarias, tal que la relación molar de unidades
monómeras constituyentes 1 : 2 : 3 : 4
es 1 : (0,1-0,95) : (0,05-0,90) :
(0,01-0,1).
3. El agente dispersante de cemento de las
reivindicaciones 1 ó 2, en el cual el peso molecular medio numérico
de dicho copolímero N-vinílico soluble en agua está
comprendido en el intervalo de 3000-50000
g/mol.
4. El agente dispersante de cemento expuesto en
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el cual el primer
monómero, representado por la fórmula 1 es
N-vinilpirrolidinona.
5. El agente dispersante de cemento de cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 4, en el cual el segundo monómero,
representado por la fórmula 2 es el producto de reacción de
anhídrido maleico y un
polietilenglicol-monometil-éter con un número de
moles de óxido de etileno aditivo comprendido entre 7 y 115.
6. El agente dispersante de cemento de cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 5, en el cual el tercer monómero,
representado por la fórmula 3, es la sal de sodio de ácido
maleico.
7. El agente dispersante de cemento de cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 5, en el cual el tercer monómero,
representado por la fórmula 3, es la sal de sodio de ácido
itacónico.
8. El agente dispersante de cemento de cualquiera
de las reivindicaciones 1 a 7, en el cual la relación de
copolimerización de los monómeros 1 : 2 : 3 :
4 es 1 : (0,2-0,6) :
(0,4-0,8) : (0,01-0,05).
9. Un mortero u hormigón que comprende un agente
dispersante de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8
en una cantidad de 0,01%-10% en peso del aglomerante, teniendo
dicho mortero u hormigón un contenido unitario de aglomerante
compuesto de cemento o una mezcla de cemento y polvo microscópico
latente hidráulico o inerte de 150 a 800 kg/m^{3},
preferiblemente de 450 a 750 kg/m^{3} y una relación de agua a
aglomerante comprendida en el intervalo de
0,15-0,50, preferiblemente
0,18-0,35.
10. Un mortero u hormigón de acuerdo con la
reivindicación 9, en el cual el cemento es cemento Portland, cemento
blanco, cemento con alto contenido de alúmina y en el cual el polvo
microscópico latente hidráulico o inerte es ceniza volante,
escoria, humo de sílice, esquisto bituminoso calcinado, metacaolín
o carbonato de calcio.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EP96117234A EP0838444B1 (en) | 1996-10-27 | 1996-10-27 | Dispersing agent for high-flow or self-compacting concrete |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2203667T3 true ES2203667T3 (es) | 2004-04-16 |
Family
ID=8223333
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES96117234T Expired - Lifetime ES2203667T3 (es) | 1996-10-27 | 1996-10-27 | Agente dispersante para hormigon de alta fluidez o auto-compactante. |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5919300A (es) |
| EP (1) | EP0838444B1 (es) |
| AT (1) | ATE244692T1 (es) |
| CA (1) | CA2217232A1 (es) |
| DE (1) | DE69629030T2 (es) |
| DK (1) | DK0838444T3 (es) |
| ES (1) | ES2203667T3 (es) |
| NO (1) | NO319217B1 (es) |
| PT (1) | PT838444E (es) |
| TR (1) | TR199701184A2 (es) |
Families Citing this family (33)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100552922B1 (ko) * | 1998-03-03 | 2006-02-22 | 다케모토 유시 가부시키 가이샤 | 시멘트용 분산제 및 그를 이용한 콘크리트의 조제방법 |
| SE9801994D0 (sv) * | 1998-06-05 | 1998-06-05 | Sydkraft Ab | Anläggning för lagring av naturgas |
| ATE254093T1 (de) | 1998-08-14 | 2003-11-15 | Constr Res & Tech Gmbh | Zement-mischung für trockenguss |
| DE69904017T2 (de) | 1998-08-14 | 2003-07-31 | Mbt Holding Ag Zuerich | Zementmischungen mit hohem pozzolangehalt |
| US6310143B1 (en) | 1998-12-16 | 2001-10-30 | Mbt Holding Ag | Derivatized polycarboxylate dispersants |
| DE19905488A1 (de) | 1999-02-10 | 2000-08-17 | Sueddeutsche Kalkstickstoff | Pulverförmige Polymerzusammensetzungen auf der Basis von Polyethercarboxylaten |
| US6296698B1 (en) | 1999-05-25 | 2001-10-02 | Showa Denko K.K. | Cement admixture and cement composition |
| DE69929186T2 (de) * | 1999-08-27 | 2006-09-21 | Showa Denko K.K. | Zementzusatz und Zementzusammensetzung |
| US6231665B1 (en) * | 1999-09-22 | 2001-05-15 | W. R. Grace & Co.-Conn. | Efflorescence control in cementitious compositions and masonry units |
| FR2810314B1 (fr) * | 2000-06-20 | 2003-09-19 | Lafarge Aluminates | Liant rapide pour beton autocompactant, utilisation et applications d'un tel liant |
| JP3891256B2 (ja) * | 2001-06-13 | 2007-03-14 | 信越化学工業株式会社 | 押出成形用水硬性組成物及びその硬化体 |
| EP1319676A1 (de) * | 2001-12-14 | 2003-06-18 | Cognis Iberia, S.L. | Anionpolymere |
| US6767399B2 (en) | 2002-01-08 | 2004-07-27 | The Euclid Chemical Company | Admixture for producing cementitious compositions having good fluidity and high early compressive strength |
| DE50301682D1 (de) * | 2002-04-10 | 2005-12-22 | Degussa Construction Polymers | Wasserlösliche copolymere auf basis von olefinischen sulfonsäuren, verfahren zu deren herstellung und ihre verwendung |
| US7128781B1 (en) * | 2002-08-29 | 2006-10-31 | Carpentercrete, Llc | Cementitious compositions and methods of making cementitious compositions |
| US7147706B1 (en) * | 2002-08-29 | 2006-12-12 | Carpentercrete, Llc | Cementitious compositions and methods of making cementitious compositions |
| DE112005003709A5 (de) * | 2005-07-16 | 2008-06-26 | Rode Betontechnologie Gmbh | Mischung zur Herstellung von selbstverdichtendem Beton |
| US7621995B2 (en) * | 2005-09-09 | 2009-11-24 | Jack B. Parson Companies | Concrete mixtures having high flowability |
| US7670426B2 (en) * | 2005-09-09 | 2010-03-02 | Jack B. Parson Companies | Concrete mixtures having aqueous foam admixtures |
| US8167997B2 (en) | 2005-09-09 | 2012-05-01 | Jack B. Parson Companies | Concrete mixtures having stabilized foam admixture |
| US20070056479A1 (en) * | 2005-09-09 | 2007-03-15 | Gray Lonnie J | Concrete mixtures incorporating high carbon pozzolans and foam admixtures |
| FI20050906A (sv) * | 2005-09-12 | 2007-03-13 | Elematic Oy Ab | Förfarande och anordning för gjutning av självkompakterande betong |
| WO2011002278A1 (en) * | 2009-07-02 | 2011-01-06 | Polyvation Cosmeterials B.V. | Maleate-based copolymers and methods for preparing the same |
| GB2490166B (en) * | 2011-04-21 | 2015-11-25 | Fumi Minerals Ltd | Weighting agent for use in subterranean wells |
| CN102503250B (zh) * | 2011-09-28 | 2013-07-10 | 中国水利水电第七工程局成都水电建设工程有限公司 | 一种自密实砂浆组合及其制备方法 |
| CN102505701B (zh) * | 2011-09-28 | 2014-01-29 | 中国水利水电第七工程局成都水电建设工程有限公司 | 一种自密实砂浆及其深孔帷幕灌注施工方法 |
| CN107963845B (zh) * | 2017-12-29 | 2020-09-29 | 成都精准混凝土有限公司 | 一种自密实混凝土制备工艺及专用改性外加剂制备 |
| CN109896791A (zh) * | 2019-03-16 | 2019-06-18 | 北京合力源混凝土有限公司 | 自密实混凝土及其制备方法 |
| CN110669488B (zh) * | 2019-10-09 | 2022-02-01 | 中国石油天然气股份有限公司 | 一种含芳香基的双辫型聚合物表面活性剂制备方法与应用 |
| CN111606625B (zh) * | 2020-05-29 | 2021-12-07 | 宜都力华新型建材有限公司 | 一种c70高强度自密实混凝土配方及其制备方法 |
| CN111792882A (zh) * | 2020-06-24 | 2020-10-20 | 颜小淋 | 自密实混凝土及其制备方法 |
| US20220185733A1 (en) | 2020-12-11 | 2022-06-16 | Sika Technology Ag | Cementitious compositions comprising oxidatively degraded polysaccharide as water reducing agents |
| CN116177934B (zh) * | 2022-12-28 | 2023-11-03 | 佛山市南海科明达混凝土有限公司 | 一种自密实混凝土及其制备方法 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4471100A (en) * | 1981-01-16 | 1984-09-11 | Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Co., Ltd. | Copolymer and method for manufacture thereof |
| JPS5855355A (ja) * | 1981-09-22 | 1983-04-01 | 住友化学工業株式会社 | 改質されたセメント組成物 |
| JPS5916215A (ja) * | 1982-07-19 | 1984-01-27 | 日本電信電話株式会社 | 通信ケ−ブルの製造方法 |
| JPS61115885A (ja) * | 1984-10-29 | 1986-06-03 | 松下電器産業株式会社 | 液体排出装置 |
| ATE109805T1 (de) * | 1989-05-17 | 1994-08-15 | Sika Ag | Wasserlösliche copolymere, ein verfahren zu ihrer herstellung und ihre verwendung als fliessmittel in feststoffsuspensionen. |
| AT399340B (de) * | 1993-02-01 | 1995-04-25 | Chemie Linz Gmbh | Copolymere auf basis von maleinsäurederivaten und vinylmonomeren, deren herstellung und verwendung |
| US5339903A (en) * | 1993-11-12 | 1994-08-23 | Halliburton Company | Method for control of gas migration in well cementing |
| US5679738A (en) * | 1994-05-20 | 1997-10-21 | Air Products And Chemicals, Inc. | Aqueous polymeric emulsions incorporating polymerized units of michael adducts of N-vinylformamide |
-
1996
- 1996-10-27 DE DE69629030T patent/DE69629030T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-10-27 DK DK96117234T patent/DK0838444T3/da active
- 1996-10-27 PT PT96117234T patent/PT838444E/pt unknown
- 1996-10-27 ES ES96117234T patent/ES2203667T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1996-10-27 AT AT96117234T patent/ATE244692T1/de not_active IP Right Cessation
- 1996-10-27 EP EP96117234A patent/EP0838444B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1997
- 1997-08-21 NO NO19973849A patent/NO319217B1/no not_active IP Right Cessation
- 1997-09-29 CA CA002217232A patent/CA2217232A1/en not_active Abandoned
- 1997-10-16 TR TR97/01184A patent/TR199701184A2/xx unknown
- 1997-10-27 US US08/958,325 patent/US5919300A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DK0838444T3 (da) | 2003-10-27 |
| US5919300A (en) | 1999-07-06 |
| NO973849D0 (no) | 1997-08-21 |
| TR199701184A2 (xx) | 1998-05-21 |
| CA2217232A1 (en) | 1998-04-27 |
| JP3636415B2 (ja) | 2005-04-06 |
| PT838444E (pt) | 2003-11-28 |
| NO319217B1 (no) | 2005-07-04 |
| EP0838444A1 (en) | 1998-04-29 |
| JPH10279339A (ja) | 1998-10-20 |
| NO973849L (no) | 1998-04-28 |
| DE69629030D1 (de) | 2003-08-14 |
| ATE244692T1 (de) | 2003-07-15 |
| EP0838444B1 (en) | 2003-07-09 |
| DE69629030T2 (de) | 2004-04-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2203667T3 (es) | Agente dispersante para hormigon de alta fluidez o auto-compactante. | |
| CA2342011C (en) | Cement admixture for improved slump life | |
| ES2164619T3 (es) | Polímeros dispersantes de cemento para hormigón de alta fluidez, alta resistencia y autocompactante | |
| ES2154254T3 (es) | Polimeros dispersantes de cemento, de aplicaciones generales, para hormigon de alta fluidez y alta resistencia. | |
| US20030144384A1 (en) | Superplasticizer for concrete and self-leveling compounds | |
| US20110166261A1 (en) | Dynamic Copolymers For Workability Retention of Cementitious Composition | |
| KR102482894B1 (ko) | 혼합된 폴리옥시알킬렌 측쇄를 갖는 중저 범위의 감수 중합체 | |
| EP0902768A1 (en) | High early-strength-enhancing admixture for precast hydraulic cement and compositions containing same | |
| US9446986B2 (en) | Dispersant for hydraulically setting systems | |
| US5736600A (en) | Mortar admixtures and method of preparing same | |
| JP2003300766A (ja) | コンクリート組成物、コンクリート組成物の製造方法及びセメント混和剤 | |
| US20040122144A1 (en) | Method for enhancing flexural bond strength mortar | |
| JP2019143151A (ja) | 無機バインダー組成物のレオロジー制御用の櫛型ポリマーの使用 | |
| JP3636415B6 (ja) | 高流動性又は自己高密度充填性コンクリート用分散剤 | |
| JP2003206169A (ja) | セメント分散剤、その製造方法およびそれを用いたセメント組成物 | |
| JP2022032663A (ja) | 水硬性組成物用混和剤 |