ES2205847T3

ES2205847T3 - Inhibidor de la corrosion para composiciones de cemento.

Info

Publication number: ES2205847T3
Application number: ES99931123T
Authority: ES
Inventors: Kenkichi Hamabe; Takao Furusawa; Takeo Ozawa; Yuki Hagiwara
Original assignee: Construction Research and Technology GmbH
Current assignee: Construction Research and Technology GmbH
Priority date: 1998-06-23
Filing date: 1999-06-22
Publication date: 2004-05-01
Anticipated expiration: 2019-06-22
Also published as: US6355100B1; EP1094995A1; WO1999067184A1; JP2000007401A; DE69910038T2; EP1094995B1; DE69910038D1; ATE246156T1; AU4774999A; AU737703B2; DK1094995T3; JP4216371B2; PT1094995E

Abstract

Procedimiento para prevenir la corrosión de elementos de refuerzo de acero en estructuras de cemento, que comprende la adición, a una mezcla de cemento que constituirá la estructura, de un agente anticorrosión que consiste en al menos una especie seleccionada del grupo consistente en alquildiaminas representadas por la fórmula general RHN-(CH2)n-NH2 (en donde R es un grupo alquilo que tiene 8-22 átomos de carbono y n es un entero de 1-5) y alquilaminas representadas por la fórmula general R-NH2 (en donde R es un grupo alquilo que tiene 8-22 átomos de carbono).

Description

Inhibidor de la corrosión para composiciones de cemento.

La invención se refiere a un agente anticorrosión para emplearse con composiciones de cemento reforzadas.

Más concretamente, la invención se refiere a un procedimiento para suprimir la corrosión de materiales de acero tales como varillas de refuerzo, estructuras de acero y alambres de acero PC en una estructura de hormigón.

En la actualidad, la inhibición de la corrosión de las varillas de refuerzo o estructuras de acero se consigue por adición al mortero u hormigón de agentes anticorrosión tales como nitritos (JP, B, H2-28532) o alcanolaminas (JP, A, H7-173650), siendo el nitrito cálcico un agente particularmente eficaz. Debido a que las composiciones de cemento, tales como mortero u hormigón, contienen agua, suelen utilizarse agentes anticorrosión solubles en agua.

El problema que surge con los materiales solubles en agua es que, tras la exposición al viento y a la lluvia de un producto de cemento, un producto de hormigón o una estructura de hormigón reforzado que contiene tales agentes, el agua penetra gradualmente por el material y los agentes anticorrosión añadidos se eliminan gradualmente por lixiviación. Como resultado, el comportamiento inicial de resistencia a la corrosión disminuye con el tiempo. Además, dado que los nitritos pueden acelerar el fraguado del hormigón, es necesario realizar ajustes al respecto empleando también un agente retardador, especialmente en climas calurosos.

De este modo, el objeto de la invención consiste en proporcionar un agente anticorrosión para utilizarse con una composición de cemento reforzada que resuelve los problemas antes mencionados sin presentar un efecto adverso sobre el fraguado o resistencia del cemento, y cuyo comportamiento anticorrosión no disminuye prematuramente con el tiempo.

Se ha encontrado ahora que, aunque las alquildiaminas y las alquilaminas son ligeramente solubles en agua, las mismas muestran de manera sorprendente excelentes propiedades anticorrosión en una composición de cemento.

En consecuencia, la invención proporciona un procedimiento para prevenir la corrosión de elementos de refuerzo de acero en estructuras de cemento, que comprende la adición, a una mezcla de cemento que constituirá la estructura, de un agente anticorrosión que consiste en al menos una especie seleccionada del grupo consistente en alquildiaminas de fórmula general RHN-(CH_{2})n-NH_{2} (en donde R es un grupo alquilo que tiene 8-22 átomos de carbono y n es un entero de 1-5) y alquilaminas de fórmula general R- NH_{2} (en donde R es un grupo alquilo que tiene 8-22 átomos de carbono).

El procedimiento no solo proporciona un excelente comportamiento anticorrosión, sino que también se traduce en una baja toxicidad y no presenta efectos adversos sobre el fraguado o resistencia del cemento; por tanto, es de una fácil manipulación. Por otro lado, dado que las alquildiaminas y las alquilaminas son básicamente hidrófobas, las mismas no se eliminan por lixiviación incluso tras la exposición a la lluvia y no pierden su efecto anticorrosión en el transcurso del tiempo en el mismo grado que lo hacen los agentes anticorrosión conocidos.

Por "alquildiaminas" y "alquilaminas" se quiere dar a entender no solo los propios compuestos sino también sus sales con ácidos inorgánicos u orgánicos. El ácido inorgánico puede ser, por ejemplo, ácido nitroso, ácido nítrico, ácido sulfúrico, ácido bórico, ácido fosfórico, ácido pirofosfórico o ácido fosfónico. El ácido orgánico puede ser, por ejemplo, ácido fórmico, ácido acético, ácido benzoico, ácido cítrico, ácido adípico, ácido láctico, ácido glucónico, ácido heptónico, ácido ascórbico, ácido sulfanílico o ácido salicílico. Es posible utilizar tanto una alquildiamina/alquilamina como una sal de uno o ambos compuestos en el mismo agente anticorrosión.

Los agentes anticorrosión usados en la presente invención pueden también contener agentes anticorrosión conocidos tales como nitritos, cromatos, fosfatos, benzotriazoles o alcanolaminas. Alcanolaminas adecuadas incluyen N,N-dimetiletanolamina, N-metiletanolamina, monoetanolamina, dietanolamina, trietanolamina y similares.

Las composiciones de cemento con las cuales se puede emplear el procedimiento de la presente invención incluyen lechada de cemento, mortero, hormigón o composiciones similares que contienen algo de cemento. Dichas composiciones no están mezcladas necesariamente con agua y pueden consistir en una mezcla seca para la preparación de lechada de cemento, mortero u hormigón. Cementos adecuados incluyen cemento normal, cemento de alta resistencia inicial, cemento de calor moderado, cemento de endurecimiento ultra-rápido, cemento de escorias de alto horno, cemento de cenizas volantes y similares.

El procedimiento de la presente invención puede ser efectuado añadiendo el agente anticorrosión a una mezcla de cemento, tal como lechada de cemento, mortero u hormigón, en una cantidad de 0,05-5% en peso con respecto al peso de cemento de la composición de cemento.

Por otro lado, los agentes anticorrosión para las composiciones de cemento del procedimiento de la presente invención se pueden emplear junto con otros aditivos conocidos para mortero u hormigón, incluyendo agentes reductores de agua, agentes arrastradores de aire, aceleradores del fraguado, retardadores, agentes expansionantes, emulsiones plásticas y similares.

La invención proporciona además una estructura de cemento reforzada que comprende una composición de cemento dura que tiene, en su interior, elementos de refuerzo de acero, siendo protegidos los elementos de refuerzo contra la corrosión mediante la incorporación en la composición de cemento, antes del endurecimiento, de un agente anticorrosión que consiste en al menos una especie seleccionada del grupo consistente en alquildiaminas de fórmula general RHN-(CH_{2})n-NH_{2} (en donde R es un grupo alquilo que tiene 8-22 átomos de carbono y n es un entero de 1-5) y alquilaminas de fórmula general R-NH_{2} (en donde R es un grupo alquilo que tiene 8-22 átomos de carbono).

La invención se describe ahora adicionalmente con referencia a los siguientes ejemplos no limitativos.

1. Ensayo en mortero 1) Proporción de mezcla y preparación del mortero.

El mortero para realizar el ensayo se obtiene mezclando arena/cemento en una relación de 2,0, agua/cemento en una relación de 0,40 y superplastificante, consistente principalmente en condensados de formalina de naftalensulfonato, en una proporción de 0,5% en peso con respecto al peso de cemento. En todos los morteros, a excepción del Ejemplo Comparativo 1, se añade cloruro sódico en una proporción de 1,5% en peso con respecto al peso de cemento, con el fin de acelerar la oxidación de las varillas de refuerzo.

2. Método de ensayo

1) Tiempo de fraguado: de acuerdo con JIS A 6204 anexo 1.

2) Resistencia a la compresión: de acuerdo con JIS R 5201

3) Ensayo de la supresión de la corrosión. TABLA 1

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4. Resultados del ensayo

Los resultados del ensayo se muestran en la Tabla 2. El Ejemplo Comparativo 1 de la Tabla 2 es el caso en donde no se añade cloruro sódico ni agente anticorrosión; el Ejemplo Comparativo 2 es el caso en donde se añade cloruro sódico y no se añade agente anticorrosión; el Ejemplo Comparativo 3 es el caso en donde se añaden cloruro sódico y nitrito cálcico; y los Ejemplos 1-12 son los casos en donde se añaden cloruro sódico y los agentes anticorrosión de la presente invención, mostrándose los resultados de estos casos.

1) Tiempo de fraguado

El tiempo de fraguado del Ejemplo Comparativo 2 es más rápido que el del Ejemplo Comparativo 1. El tiempo de fraguado del Ejemplo Comparativo 3 es más rápido de nuevo que el del Ejemplo Comparativo 2. Los tiempos de fraguado de los Ejemplos 1-12 son casi los mismos que el del Ejemplo Comparativo 2, demostrando ello que los agentes anticorrosión de la presente invención no tienen efecto alguno sobre el fraguado.

2) Resistencia a la compresión

La resistencia a la compresión a los tres días de envejecimiento en los Ejemplos Comparativos 2 y 3 y en los Ejemplos 1-12 es mayor que en el Ejemplo Comparativo 1 debido a la acción inicial del cloruro sódico sobre la resistencia. La resistencia a la compresión a los 3 días y 28 días de envejecimiento en los Ejemplos 1-12 es de la misma magnitud que en el Ejemplo Comparativo 2, demostrando ello que los agentes anticorrosión para las composiciones de cemento de la presente invención no tienen efecto alguno sobre la resistencia a la compresión.

TABLA 2

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Nota:

Las cantidades añadidas de cloruro sódico y de los agentes anticorrosión son en porcentaje en peso con respecto al peso de cemento.

3) Supresión de la corrosión

Los resultados del ensayo se muestran en la figura 1. Comparando el caso en donde se añade cloruro sódico y no se añade el agente anticorrosión (Ejemplo Comparativo 2) con el caso en donde se añaden cloruro sódico y nitrito cálcico (Ejemplo Comparativo 3), puede verse que el valor del potencial de electrodo es más grande y por tanto se suprime la corrosión. Los Ejemplos 2, 4, 6, 8, 10, 12 muestran un valor de potencial de electrodo más grande que en el caso del Ejemplo Comparativo 2, demostrando ello la supresión de la corrosión.

Puede apreciarse que los agentes anticorrosión de la invención no tienen efecto adverso sobre la manifestación del fraguado o resistencia del cemento y demuestran su excelente efecto anticorrosión sobre las varillas de refuerzo incluso en un entorno que contiene una gran cantidad de cloruro sódico.

Breve descripción del dibujo

La figura 1 es un gráfico que muestra el grado de corrosión en donde el valor del potencial de electrodo está trazado contra la densidad de corriente.

Claims

1. Procedimiento para prevenir la corrosión de elementos de refuerzo de acero en estructuras de cemento, que comprende la adición, a una mezcla de cemento que constituirá la estructura, de un agente anticorrosión que consiste en al menos una especie seleccionada del grupo consistente en alquildiaminas representadas por la fórmula general RHN-(CH_{2})n-NH_{2} (en donde R es un grupo alquilo que tiene 8-22 átomos de carbono y n es un entero de 1-5) y alquilaminas representadas por la fórmula general R-NH_{2} (en donde R es un grupo alquilo que tiene 8-22 átomos de carbono).

2. Procedimiento según la reivindicación 1, en donde las alquildiaminas y las alquilaminas se encuentran en forma de sus sales de ácidos orgánicos o inorgánicos.

3. Procedimiento según la reivindicación 2, en donde el ácido se elige del grupo consistente en ácido nitroso, ácido nítrico, ácido sulfúrico, ácido bórico, ácido fosfórico, ácido pirofosfórico, ácido fosfónico, ácido fórmico, ácido acético, ácido benzoico, ácido cítrico, ácido adípico, ácido láctico, ácido glucónico, ácido heptónico, ácido ascórbico, ácido sulfanílico y ácido salicílico.

4. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en donde el agente anticorrosión está presente en la proporción de 0,05-5% en peso del cemento de la composición.

5. Estructura de cemento reforzada que comprende una composición de cemento dura que tiene, en su interior, elementos de refuerzo de acero, siendo protegidos los elementos de refuerzo contra la corrosión mediante la incorporación en la composición de cemento, antes del endurecimiento, de un agente anticorrosión que consiste en al menos una especie seleccionada del grupo consistente en alquildiaminas representadas por la fórmula general RHN-(CH_{2})n-NH_{2} (en donde R es un grupo alquilo que tiene 8-22 átomos de carbono y n es un entero de 1-5) y alquilaminas representadas por la fórmula general R-NH_{2} (en donde R es un grupo alquilo que tiene 8-22 átomos de carbono).