ES2251472T3 - Composicion y metodo para preparar una composicion de hormigon. - Google Patents
Composicion y metodo para preparar una composicion de hormigon.Info
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- C04B2103/32—Superplasticisers
Abstract
Composición de hormigón que comprende: un aglutinante hidráulico, áridos, agua, solución de sílice y un superplastificante, caracterizada porque el superplastificante es un policarboxilato.
Description
Composición y método para preparar una
composición de hormigón.
La invención se refiere a una composición de
hormigón y a un método para la preparación de la misma. La invención
se refiere además al uso de la composición preparada de hormigón. La
invención se refiere especialmente a una composición de hormigón
altamente fluida que contiene una solución de sílice y un
superplastificante de policarboxilato.
El hormigón es un material artificial usado
comúnmente como material de construcción, en que se unen juntos
áridos o piedra machacada de tamaños adecuados por una matriz de al
menos un aglutinante hidráulico, que normalmente es de tipo de
cemento, por ej., Cemento Portland Común. Las mezclas de hormigón
también pueden contener diversos aditivos para cambiar las
propiedades de la mezcla, por ej., para modificar las condiciones de
fraguado y endurecimiento o para modificar las propiedades
reológicas para conseguir una aptitud para ser trabajado o fluidez,
deseada, de la mezcla.
Cuando se tiene que verter una mezcla de
hormigón, es necesario que el hormigón se mantenga en forma fluida
para mantenerlo con aptitud para ser trabajado hasta el momento del
vertido. Es así de gran importancia que la mezcla de hormigón tenga
un cierto grado de aptitud para ser trabajado y que no empiece a
endurecerse o fraguarse por adelantado. Los productores de hormigón
y los empresarios de la construcción de hoy en día con frecuencia
afrontan el problema del tiempo demasiado breve de aptitud para ser
trabajado del hormigón. A veces, el transporte del hormigón desde
las fábricas de hormigón a los sitios de construcción lleva
demasiado tiempo de manera que el hormigón pierde su fluidez.
Es una preocupación además que las partículas de
cemento y los áridos no se deberían separar. La separación
normalmente da como resultado un hormigón no deseable o incluso no
fundible.
Los métodos previos para preparar mezclas de
hormigón fluido han implicado la entrada de energía de vibración
después de ponerlas dando como resultado costes de instalación y
operación caros debido al equipo indispensable de compactación y de
vibración y la gran necesidad de personal de control. Se han hecho
diversos intentos para superar estos problemas. Se han añadido
modificadores reológicos tales como: éteres de celulosa, goma welan,
gas de sílice y sílice precipitada y dispersiones de copolímeros
acrílicos a mezclas de hormigón para obtener una mezcla de hormigón
fluido sin vibraciones con suficiente aptitud para ser trabajada.
Estos modificadores, sin embargo, han mostrado que incrementan la
viscosidad de la mezcla de hormigón en el tiempo disminuyendo de ese
modo la aptitud para ser trabajada.
En la patente europea
EP-A-0931 030 se describe una mezcla
de hormigón que comprende: áridos, aglutinante hidráulico y una
solución de sílice con una superficie específica por debajo de 200
m^{2}/g. La patente europea
EP-A-0931 030 tiene como objetivo
mejorar la resistencia a la compresión proporcionando una solución
de sílice a una mezcla de hormigón en la que las partículas de la
solución de sílice tienen una desviación estándar relativa mayor que
30%. De acuerdo con la patente europea
EP-A-0931 030, los
superplastificantes de, por ej., resina de
naftaleno-formaldehído sulfonada, resina de
melamina-formaldehído sulfonada o resina de
melamina-urea-formaldehído sulfonada
se pueden añadir a la mezcla de hormigón. Estos tipos de
superplastificantes sólo proporcionan aptitud mejorada para ser
trabajada durante un periodo de tiempo muy limitado demasiado
pequeño para que sea aceptable bajo condiciones de trabajo comunes
ya que la mezcla debe ser sometida a vibración para mantenerla en
forma trabajable esencialmente fluida. Estas condiciones están muy
por debajo de la demanda de la industria del hormigón de hoy en día,
en especial para hormigones autocompactantes.
En la patente de EE.UU. 6.008.275 se describe una
mezcla de cemento que comprende cemento de baja calidad, por ej.,
Cemento Portland Común parcialmente reemplazado con cemento de
puzolanas que contiene, por ej., cenizas volantes, escoria y
puzolanas naturales. La mezcla de cemento también comprende un
reductor de agua de polímero de policarboxilato y un acelerador.
La presente invención proporciona eficazmente una
composición de hormigón de alta fluidez que no exuda, es decir, un
hormigón que no requiere ni entrada de energía ni sólo algo de
entrada de energía después de su disposición en moldes y un método
para la preparación de la misma.
De acuerdo con la presente invención se ha
proporcionado una nueva composición de hormigón para resolver los
problemas mencionados anteriormente. La nueva composición de
hormigón comprende: un aglutinante hidráulico, áridos, agua,
solución de sílice y siendo un superplastificante un
policarboxilato.
Se ha observado sorprendentemente que la
composición de hormigón de la presente invención puede conseguir un
tiempo de aptitud para ser trabajada de aproximadamente
1-2 horas o más, dependiendo de cuanta solución de
sílice y superplastificante de policarboxilato se añada,
esencialmente sin exudación estática, es decir, sin separación
sustancial de partículas de hormigón y áridos o separación de agua
en la mezcla de hormigón, acuosa, no vibrada, estática. Esto es
debido al efecto de combinación de un superplastificante de
policarboxilato y una solución de sílice preferiblemente acuosa que
juntos sean capaces de incrementar la aptitud para ser trabajada la
mezcla de hormigón al tiempo que se suprima la exudación.
Por tiempo de aptitud para ser trabajado se
quiere decir en la presente memoria el tiempo transcurrido entre el
momento de la mezcla de un superplastificante para incrementar la
aptitud para ser trabajada, con una mezcla de hormigón y el momento
del tiempo en que la aptitud para ser trabajada haya disminuido al
nivel inicial de aptitud para ser trabajada, es decir antes de la
adición del superplastificante. Además, se ha observado
sorprendentemente que la composición de hormigón de acuerdo con la
presente invención también proporciona una resistencia mejorada a la
compresión comparado con composiciones que no contienen un
superplastificante de policarboxilato o composiciones que contienen
un policarboxilato pero que no contienen una solución de sílice. La
mezcla de tanto un policarboxilato como una solución de sílice
mejora la resistencia a la compresión debido al efecto sinérgico que
surge cuando se añaden los dos componentes a la mezcla de
hormigón.
El aglutinante hidráulico puede ser cualquier
hormigón, por ej., Cemento Portland Común (OPC, por sus siglas en
ingles), cemento de escorias de alto horno u otras clases de cemento
comprendiendo cementos de escoria, cenizas volantes u otros, como se
describe en la bibliografía, por ej., la patente de EE.UU.
6.008.275.
Los áridos se componen preferiblemente de:
piedras, grava y arena y comúnmente tienen un intervalo de diámetro
de partícula, medio, desde aproximadamente 0,01 a aproximadamente
100 mm. En este contexto, también se debería mencionar mortero, que
sólo contiene áridos con un tamaño máximo de partícula desde
aproximadamente 2 a aproximadamente 4 mm, por ej., arena y un
aglutinante hidráulico. Por simplicidad, se quiere decir en la
presente memoria que mortero se incorpora en la terminología
hormigón.
La solución de sílice añadida a la mezcla de
hormigón comprende convenientemente partículas de solución de sílice
con un intervalo de diámetro de partícula medio desde
aproximadamente 2 a aproximadamente 200 nm, preferiblemente desde
aproximadamente 3 a aproximadamente 100 nm. Se ha encontrado que las
partículas de la solución de sílice evitan eficazmente la exudación
debido a su capacidad de unir moléculas de agua. A diferencia de por
ej., gas de sílice que tiene una acción hidrófoba y una superficie
específica baja. Las partículas de la solución de sílice también
proporcionan buena adhesión a las partículas de cemento y a los
áridos.
Por la terminología "solución de sílice" se
comprende en la presente memoria también soluciones de sílice
modificadas de aluminio. Las soluciones de sílice modificadas de
aluminio, a veces también referidas como soluciones de sílice
modificadas de aluminato, se pueden preparar añadiendo una cantidad
apropiada de iones aluminato
Al(OH)_{4}^{-},
convenientemente de una solución de aluminato de sodio o potasio, diluida, convenientemente desde aproximadamente 0,05 a aproximadamente 2, preferiblemente desde aproximadamente 0,1 a aproximadamente 2 átomos de Al/nm^{2} de superficie de la partícula de sílice, a una solución de sílice no modificada convencional, bajo agitación y calentamiento. Las partículas de sílice modificadas de aluminio comprenden iones aluminato insertados o intercambiados, que crean sitios de aluminosilicato con una carga negativa superficial fijada. El pH de la solución de sílice modificada de aluminio se puede ajustar, preferiblemente por medio de una resina de intercambio iónico, convenientemente a un pH que oscila desde aproximadamente 3 a aproximadamente 11, preferiblemente desde aproximadamente 4 a aproximadamente 10. Las partículas de sílice modificadas de aluminio tienen convenientemente un contenido de Al_{2}O_{3} desde aproximadamente 0,05 a aproximadamente 3% en peso, preferiblemente desde aproximadamente 0,1 a aproximadamente 2% en peso. El procedimiento de preparar solución de sílice modificada de aluminio se describe además por ej., en "The Chemistry of Silica" por LIer, J. Ralph, págs. 407-409, John Wiley & Sons (1.979) y en la patente de EE.UU. 5.368.833.
convenientemente de una solución de aluminato de sodio o potasio, diluida, convenientemente desde aproximadamente 0,05 a aproximadamente 2, preferiblemente desde aproximadamente 0,1 a aproximadamente 2 átomos de Al/nm^{2} de superficie de la partícula de sílice, a una solución de sílice no modificada convencional, bajo agitación y calentamiento. Las partículas de sílice modificadas de aluminio comprenden iones aluminato insertados o intercambiados, que crean sitios de aluminosilicato con una carga negativa superficial fijada. El pH de la solución de sílice modificada de aluminio se puede ajustar, preferiblemente por medio de una resina de intercambio iónico, convenientemente a un pH que oscila desde aproximadamente 3 a aproximadamente 11, preferiblemente desde aproximadamente 4 a aproximadamente 10. Las partículas de sílice modificadas de aluminio tienen convenientemente un contenido de Al_{2}O_{3} desde aproximadamente 0,05 a aproximadamente 3% en peso, preferiblemente desde aproximadamente 0,1 a aproximadamente 2% en peso. El procedimiento de preparar solución de sílice modificada de aluminio se describe además por ej., en "The Chemistry of Silica" por LIer, J. Ralph, págs. 407-409, John Wiley & Sons (1.979) y en la patente de EE.UU. 5.368.833.
De acuerdo con una realización de la invención,
las partículas de la solución de sílice de la composición de
hormigón tienen convenientemente una superficie específica desde
aproximadamente 50 a aproximadamente 1.200 m^{2}/g,
preferiblemente desde aproximadamente 300 a aproximadamente 1.000
m^{2}/g y lo más preferiblemente desde aproximadamente 500 a
aproximadamente 900 m^{2}/g. Las partículas de solución de sílice
son preferiblemente aniónicas y están convenientemente dispersadas
en presencia de cationes tales como: K^{+}, Na^{+}, Li^{+},
NH_{4}^{+} o similares o mezclas de los mismos. El pH de la
dispersión es convenientemente desde aproximadamente 2 a
aproximadamente 12, preferiblemente desde aproximadamente 2 a
aproximadamente 3 o desde aproximadamente 7 a aproximadamente 11. El
contenido en sólidos de sílice en la solución es convenientemente
desde aproximadamente 1 a aproximadamente 70% en peso.
La terminología superplastificantes de
policarboxilato se quiere decir en la presente memoria que comprende
un grupo de compuestos poliméricos que comprende una cadena
principal con grupos carboxílicos unidos a los mismos. El peso
molecular del policarboxilato oscila convenientemente desde
aproximadamente 1.000 a aproximadamente 2.000.000 g/mol,
preferiblemente desde aproximadamente 2.000 a aproximadamente
1.000.000 g/mol. La cadena principal también puede comprender otros
grupos unidos tales como cadenas poliacrílicas o de poliéter. El
peso molecular de la cadena principal es convenientemente desde
aproximadamente 1.000 a aproximadamente 100.000 g/mol,
preferiblemente desde aproximadamente 5.000 a aproximadamente 20.000
g/mol. Como un ejemplo de un policarboxilato, se puede ilustrar un
copolímero acrílico con cadenas de polietilenglicol unidas al mismo,
como sigue:
donde Y es CH_{2} o C=O y
R_{1}, R_{2}, R_{3} son H o CH_{3} y M_{1}, M_{2} son:
Na, K, Li o NH_{4}. La estabilización estérica del policarboxilato
depende del numero de unidades repetitivas n, formando una cadena
injertada, por ej.,
(CH_{2}-CH_{2}-O)_{n}-
R_{3}, que normalmente oscila desde aproximadamente 20 a aproximadamente 1.000 unidades, preferiblemente desde aproximadamente 50 a aproximadamente 500 unidades. Un valor alto de n indica un grado mayor de estabilización estérica del polímero. Las cadenas injertadas tienen convenientemente un peso molecular desde aproximadamente 1.000 a aproximadamente 50.000 g/mol, preferiblemente desde aproximadamente 2.000 a aproximadamente 25.000 g/mol. El índice a del grupo C-CH_{2} de la cadena principal oscila convenientemente desde aproximadamente 1 a aproximadamente 500. Los índices b, c y d de los grupos de la cadena principal restantes, oscilan convenientemente desde aproximadamente 1 a aproximadamente 100, mientras m, que es el número de unidades de la cadena principal, oscila convenientemente desde aproximadamente 1 a aproximadamente 500, preferiblemente desde aproximadamente 2 a aproximadamente 100.
R_{3}, que normalmente oscila desde aproximadamente 20 a aproximadamente 1.000 unidades, preferiblemente desde aproximadamente 50 a aproximadamente 500 unidades. Un valor alto de n indica un grado mayor de estabilización estérica del polímero. Las cadenas injertadas tienen convenientemente un peso molecular desde aproximadamente 1.000 a aproximadamente 50.000 g/mol, preferiblemente desde aproximadamente 2.000 a aproximadamente 25.000 g/mol. El índice a del grupo C-CH_{2} de la cadena principal oscila convenientemente desde aproximadamente 1 a aproximadamente 500. Los índices b, c y d de los grupos de la cadena principal restantes, oscilan convenientemente desde aproximadamente 1 a aproximadamente 100, mientras m, que es el número de unidades de la cadena principal, oscila convenientemente desde aproximadamente 1 a aproximadamente 500, preferiblemente desde aproximadamente 2 a aproximadamente 100.
La relación de pesos moleculares entre las
cadenas injertadas y la cadena principal influye en el retardo de la
mezcla de hormigón, es decir, el tiempo antes de que tenga lugar el
fraguado. Cuando mayor sea la relación de pesos moleculares, menor
será el retardo. La relación de pesos moleculares entre la cadena
principal y las cadenas injertadas es convenientemente desde
aproximadamente 1 a aproximadamente 100, preferiblemente desde
aproximadamente 5 a aproximadamente 20. Los grupos carboxílicos y
sulfónicos se unen convenientemente a la cadena principal,
convenientemente de la manera ilustrada anteriormente, es decir,
directamente a la cadena principal. La relación molar entre los
grupos carboxílicos y los sulfónicos es convenientemente desde
aproximadamente 1 a aproximadamente 10, preferiblemente desde
aproximadamente 3 a aproximadamente 5. La relación se puede variar
para acortar o prolongar el tiempo antes del fraguado. En general,
cuanto mayor sea la relación molar, más prolongado será el tiempo de
retardo. Si la relación es baja, los grupos sulfónicos pueden formar
ettringita, que puede suprimir la fluidez de la mezcla.
De acuerdo con una realización preferida de la
invención, el policarboxilato se selecciona de la tabla 1. El Nº 3
de la tabla 1 es el polímero más preferido.
\vskip1.000000\baselineskip
| Nº | n | Mp Cadena | Mp Cadenas | Mp Polímero | m | a | b | c | d |
| Principal (g/mol) | injertadas (g/mol) | total (g/mol) | |||||||
| 1 | 60-70 | 1.000 | 3.000 | 4.000 | 1 | 8 | 1 | 1 | 1 |
| 2 | 60-70 | 5.000 | 18.000 | 23.000 | 2 | 10 | 3 | 3 | 3 |
| 3 | 60-70 | 5.000 | 108.000 | 113.000 | 12 | 12 | 3 | 3 | 3 |
| 4 | 60-70 | 20.000 | 360.000 | 380.000 | 10 | 50 | 12 | 12 | 12 |
| 5 | 60-70 | 50.000 | 225.000 | 275.000 | 25 | 12 | 3 | 3 | 3 |
| 6 | 60-70 | 100.000 | 1.500.000 | 1.600.000 | 250 | 6 | 2 | 2 | 2 |
| 7 | 60-70 | 100.000 | 1.500.000 | 1.600.000 | 500 | 5 | 1 | 1 | 1 |
| 8 | 60-70 | 100.000 | 375.000 | 475.000 | 125 | 4 | 1 | 1 | 1 |
De acuerdo con aún otra realización preferida,
los policarboxilatos pueden comprender polímeros de
polivinilcarboxilato, derivatizados con al menos uno de los restos
funcionales carboxilo, sulfonato y fosfonato y conteniendo
adicionalmente unidades de polímero no iónico que comprenden, o que
contienen mezclas de unidades de óxido de etileno hidrófilas y/o
unidades de óxido de propileno hidrófobas, como cadenas laterales.
Las cadenas laterales para los polímeros pueden incluir: alquilo,
fenilo, fenilo sustituido, fenilo sulfonado, ácido carboxílico o
sal, ácido sulfónico o sal, ácido fosfónico o sal, polioxialquileno,
-CH_{2}O-polioxialquileno,
-C(O)O-polioxialquileno,
C(O)NH-polioxialquileno,
-C(O)NH(CH_{n})SO_{3}M, donde M es
al menos uno de: H, Li, Na, K, Ca, Mg, NH_{4}, alquilamina e
hidroxialquilamina y similares u otros policarboxilatos, como se
describe en la patente de EE.UU. 6.008.275.
La composición del hormigón comprende
convenientemente una mezcla de hormigón de: aproximadamente 100
partes en peso de aglutinante hidráulico, desde aproximadamente 100
a aproximadamente 1.000, preferiblemente desde aproximadamente 200 a
aproximadamente 500 partes en peso de áridos; desde aproximadamente
0,01 a aproximadamente 50, preferiblemente desde aproximadamente
0,01 a aproximadamente 10 partes en peso seco de solución de sílice;
desde aproximadamente 0,01 a aproximadamente 10, preferiblemente
desde aproximadamente 0,01 a aproximadamente 3 partes en peso seco
de policarboxilato y desde aproximadamente 20 a aproximadamente 80,
preferiblemente desde aproximadamente 25 a aproximadamente 60 partes
en peso de agua.
La relación de agua:aglutinante hidráulico de la
mezcla de hormigón oscila convenientemente desde aproximadamente 0,2
a aproximadamente 1, preferiblemente desde aproximadamente 0,25 a
aproximadamente 0,8.
De acuerdo con una realización preferida, está
comprendida carga fina en la composición de hormigón. Por la
terminología "carga fina" se quiere decir partículas de un
diámetro máximo de 125 \mum. Las cargas finas adecuadas incluyen:
caliza, arena, vidrio, cenizas volantes y otros materiales
inorgánicos, tales como silicato de calcio y magnesio.
La composición del hormigón también puede
comprender diversos aditivos, por ej., retardantes, agentes
aireantes, aceleradores, látex de emulsión, agentes hidrofobizantes,
agentes reductores de la contracción, etc. Las dosis de estos
aditivos están normalmente en el intervalo de 0,1 a 10% en peso de
peso seco basado en el aglutinante hidráulico.
La presente invención también implica un método
para la preparación de una composición de hormigón como se describió
anteriormente. La composición de hormigón se prepara por
mezclamiento de: áridos, aglutinante hidráulico, solución de sílice
y policarboxilato en cualquier orden, antes o después de la adición
de agua. Convenientemente, la solución de sílice, calculada como
sílice seca, se añade en una cantidad desde aproximadamente 0,01 a
aproximadamente 50% en peso, preferiblemente desde aproximadamente
0,01 a aproximadamente 10% en peso, calculado sobre el peso del
aglutinante hidráulico.
El policarboxilato, añadido convenientemente como
una solución acuosa, contiene convenientemente contenido en sólidos
de 30 a 40% en peso, se puede añadir, antes o después de la adición
de la solución de sílice, en una cantidad desde aproximadamente 0,01
a aproximadamente 10% en peso, preferiblemente desde aproximadamente
0,01 a aproximadamente 3% en peso calculado sobre el peso de
aglutinante hidráulico. Las características técnicas, típicas,
adicionales, de los componentes añadidos son como se describió
anteriormente. También se pueden añadir aditivos adicionales, como
se enumeró anteriormente, a la mezcla en cantidades señaladas.
De acuerdo con una realización preferida, se
añade policarboxilato y solución de sílice como una suspensión
premezclada a los otros componentes formando la composición de
hormigón. Preferiblemente, la suspensión premezclada de solución de
sílice y policarboxilato se añade después de tener mezclados los
otros componentes.
La presente invención también implica el uso de
una composición de hormigón, como se describió anteriormente, como
hormigón de alta fluidez, como por ej., hormigones autocompactantes,
hormigones autoniveladores u hormigones para obras hidráulicas. Los
hormigones autocompactantes y los hormigones autoniveladores
implican típicamente hormigones prefundidos u hormigones
premezclados. El hormigón de alta fluidez implica aplicaciones tales
como revestimiento industrial de suelos, otras aplicaciones
industriales, domésticas, comerciales o infraestructurales o
similares.
Siendo descrita así la invención, será evidente
que la misma se puede variar de muchas maneras. Tales variaciones no
se tienen que considerar como una partida de lo esencial y el
alcance de la presente invención y se desea que todas dichas
modificaciones como sería evidente para un experto en la materia,
estén incluidas dentro del alcance de las reivindicaciones. Los
siguientes ejemplos ilustrarán además cómo se puede realizar la
invención descrita sin limitar el alcance de la misma. A menos que
se indique de otro modo, todas las partes y porcentajes se refieren
a partes y porcentajes en peso.
Se añadió una solución de sílice, aniónica,
estabilizada de sodio, acuosa, con una superficie específica de 900
m^{2}/g, dispersada a una concentración de sílice al 10% en peso,
a una mezcla de 3.300 g de cemento Portland, 7.575 g de arena, 8.050
g de áridos de un tamaño de diámetro de 10-20 mm,
2.450 g de áridos de 5-10 mm y 24,75 g de Fosroc
Conplast^{TM} SP 500 (un superplastificante de policarboxilato
disponible de Fosroc Limited). La relación en peso de agua:cemento
fue 0,45. Después del mezclamiento, se midieron: exudación estática,
aptitud para ser trabajado y retención de la aptitud para ser
trabajado. La exudación estática es una medida en porcentaje de la
cantidad total de agua contenida dentro de la muestra de ensayo,
calculado sobre la cantidad de agua de exudación acumulada. La
aptitud para ser trabajado del hormigón se estimó midiendo el
esparcimiento inicial, es decir, el diámetro de un hormigón
recientemente mezclado y compactado, colocado en un cono de
consistencia que formó una masa de hormigón de forma de cono y
después se permitió que fluyera después de la eliminación del cono
(de acuerdo con el Método de Ensayo Patrón ASTM C 143). Cuanto mayor
el esparcimiento, mayor la aptitud para ser trabajado. La retención
de la aptitud para ser trabajado se midió de la misma manera
midiendo el esparcimiento para una mezcla de hormigón de 30 min, 60
min, 90 min y 120 min.
Se preparó aún otra mezcla como se describió
anteriormente en el ejemplo 1 excepto que se añadió una solución de
sílice aniónica estabilizada con Na, con una superficie específica
de 80 m^{2}/g, en vez de la solución de sílice de 900 m^{2}/g.
La concentración de sílice en la dispersión acuosa fue 25% en peso.
Los resultados de las dos mezclas se muestran en la tabla 2 a
continuación.
\vskip1.000000\baselineskip
| Producto | SiO_{2} | Exudación | Esparcimiento | Retención de aptitud | ||
| para ser trabajado, mm | ||||||
| seco | % | mm | 30 min | 60 min | 90 min | |
| Control | 0 | 0,5 | 490 | 370 | 340 | 310 |
| Sílice precipitada | 1,25 | 0 | 280 | 250 | 240 | 220 |
| Gas de sílice | 5 | 0 | 400 | 320 | 270 | |
| Gas de sílice | 10 | 0 | 320 | 270 | 240 | |
| Solución de sílice 900 m^{2}/g | 0,2 | 0 | 310 | 240 | 220 | |
| (10% en peso) | ||||||
| Solución de sílice 80 m^{2}/g | 1,25 | 0 | 320 | 300 | 240 | 230 |
| (25% en peso) |
\vskip1.000000\baselineskip
Como se puede ver en la tabla 2, se requiere una
cantidad menor de solución de sílice para obtener un nivel de
exudación al 0% al tiempo que se mantiene esencialmente la aptitud
para ser trabajado más cerca del nivel inicial de aptitud para ser
trabajado comparado con sílice precipitada, gas de sílice y la
muestra de control sin adición de sílice mostrando aptitud para ser
trabajado rápidamente decreciente.
Se preparó una mezcla de 1.650 g de Cemento
Portland Común, 1.650 g de Escorias de Alto Horno, Granuladas,
Molidas, 7.575 g de arena, 8.050 g de áridos de
10-20 mm, 3.450 g de áridos de 5-10
mm, una solución de sílice estabilizada con Na con una superficie
específica de 900 m^{2}/g, que contenía 10% en peso de sílice y
24,75 g de superplastificante "Fosroc Conplast^{TM} SP 500",
que es un superplastificante de policarboxilato disponible de Fosroc
Limited. La relación en peso de agua:cemento fue 0,45. Después del
mezclamiento, se midió: exudación estática, aptitud para ser
trabajado y retención de la aptitud para ser trabajado. Las muestras
para mediciones de resistencia a la compresión se curaron durante un
día en armazones de acero. Más tarde en habitación climatizada a
20ºC y HR del 55%. Los resultados se muestran en la Tabla 3 a
continuación.
La mezcla del ejemplo 2 se preparó como una
solución de sílice aniónica, estabilizada con Na, con una
superficie específica de 80 m^{2}/g en vez de 900 m^{2}/g de
solución de sílice. La concentración de sílice en la dispersión
acuosa fue 25% en peso. El ensayo se realizó como en el ejemplo 2.
Los resultados se muestran en la Tabla 3 a
continuación.
continuación.
| Producto | % SiO_{2} | Exudación | Esparcimiento | Retención de aptitud para ser | |||
| trabajado, mm | |||||||
| seco | % | mm | 30 min | 60 min | 90 min | 120 min | |
| Gas de sílice | 5 | trazas | 520 | 420 | 370 | 340 | 250 |
| Sílice precipitada | 1,25 | 0 | 340 | 310 | 310 | 270 | 250 |
| Solución de sílice | 0,2 | 0 | 360 | 280 | 230 | ||
| 900 m^{2}/g | |||||||
| Solución de sílice | 1,25 | 0 | 560 | 410 | 350 | 350 | 300 |
| 80 m^{2}/g |
A partir de la tabla 3, se puede observar que una
pequeña cantidad de solución de sílice en la composición de hormigón
es capaz de, comparado con gas de sílice y sílice precipitada,
detener la exudación sin disminuir esencialmente la aptitud para ser
trabajado. Se puede destacar especialmente que una superficie
específica alta de una solución de sílice imparte detención de
exudación eficaz incluso cuando se añade una cantidad extremadamente
pequeña en comparación con aditivos de la técnica anterior, por ej.,
sílice precipitada y gas de sílice.
Se mezclaron cemento Portland, caliza de 1,90 cm
(3/4''), arena, policarboxilato, CS-300, es decir,
una solución de sílice aniónica, estabilizada con Na, con una
superficie específica de 300 m^{2}/g y una concentración de sílice
en la dispersión acuosa de 30% en peso, agua, como se define en la
tabla 4 a continuación. En un ejemplo comparativo se mezclaron los
mismos componentes excepto el superplastificante, que fue NFS
(resina de naftaleno-formaldehído sulfonada (NFS,
por sus siglas en inglés)). Se midió la resistencia a la compresión
de las composiciones de hormigón, así como siendo la consistencia
una medida alternativa de la aptitud para ser trabajado, calculada
por medición de la distancia vertical entre un tronco de cono y una
masa de hormigón que se está poniendo en el mismo cono y se permite
que se hunda (de acuerdo con el Método de Ensayo Patrón ASTM C
143).
\vskip1.000000\baselineskip
| Ensayo | 1 (Control) | 2 (Ejemplo comparativo) | 3 (Control) | 4 |
| Cemento Portland | 340 kg | 340 kg | 340 kg | 340 kg |
| Caliza de 1,90 m (3/4'') | 863 kg | 863 kg | 863 kg | 863 kg |
| Arena | 490 kg | 490 kg | 490 kg | 490 kg |
| Policarboxilato | - | - | 2 kg | 2 kg |
| Resina de naftaleno formaldehído | 2,5 kg | 5 kg | - | - |
| sulfonada (NFS) | ||||
| CS-300 | - | 17 kg | - | 17 kg |
| Relación agua/cemento | 0,35 | 0,35 | 0,35 | 0,35 |
| Consistencia, cm | 19 | 18 | 23 | 21 |
| Resistencia a la compresión a 12 h, | - | - | 7 | 15 |
| MPa | ||||
| Resistencia a la compresión a 24 h, | 17 | 27 | 25 | 29 |
| MPa |
La tabla 4 muestra que una cantidad relativamente
pequeña de un superplastificante de policarboxilato añadida imparte
un valor mayor de la consistencia, así una aptitud para ser
trabajado mayor que la de un superplastificante de resina de
naftaleno formaldehído sulfonada (NFS). La composición de hormigón
de NFS requiere una dosis de superplastificante mucho mayor para
conseguir un valor de la consistencia incluso no tan alto como el de
la composición de hormigón de policarboxilato. Se tiene que destacar
además la mejora en la resistencia a la compresión de la composición
de hormigón de la invención sobre la composición de hormigón de
NFS.
Claims (12)
1. Composición de hormigón que comprende: un
aglutinante hidráulico, áridos, agua, solución de sílice y un
superplastificante, caracterizada porque el
superplastificante es un policarboxilato.
2. Composición de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la
solución de sílice tiene una superficie específica desde
aproximadamente 300 a aproximadamente 1.000 m^{2}/g.
3. Composición de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la
solución de sílice tiene una superficie específica desde
aproximadamente 500 a aproximadamente 900 m^{2}/g.
4. Composición de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el
contenido en sólidos de sílice en la solución es desde
aproximadamente 1 a aproximadamente 70% en peso.
5. Composición de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el peso
molecular del policarboxilato oscila desde aproximadamente 2.000 a
aproximadamente 1.000.000 g/mol.
6. Composición de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el
policarboxilato comprende una cadena principal que tiene un peso
molecular que oscila desde aproximadamente 5.000 a aproximadamente
20.000 g/mol.
7. Composición de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el
policarboxilato comprende cadenas injertadas, unidas a la cadena
principal del policarboxilato, que contiene desde aproximadamente 50
a aproximadamente 500 unidades repetitivas.
8. Composición de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el
policarboxilato está presente en una cantidad desde aproximadamente
0,01 a aproximadamente 3% en peso de peso seco, calculado sobre el
aglutinante hidráulico.
9. Composición de acuerdo con cualquiera de las
reivindicaciones precedentes, caracterizada porque la
relación molar entre grupos carboxílicos y sulfónicos presentes en
el policarboxilato oscila desde aproximadamente 3 a aproximadamente
5.
10. Método para preparar una composición de
hormigón de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones
precedentes, que comprende mezclar un aglutinante hidráulico,
solución de sílice, áridos, un superplastificante y agua,
caracterizado porque el superplastificante es un
policarboxilato.
11. Método de acuerdo con la reivindicación 10,
caracterizado porque la solución de sílice tiene una
superficie específica de, desde aproximadamente 500 a
aproximadamente 900 m^{2}/g.
12. Uso de una composición de hormigón de acuerdo
con cualquiera de las reivindicaciones 1-9, como
hormigón de alta fluidez.
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