ES2254381T3 - Material de construccion. - Google Patents
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Abstract
Material de construcción que comprende un aglomerante hidráulico, agua, y una sílice coloidal modificada con aluminio.
Description
Material de construcción.
El invento se refiere a un material de
construcción apropiado para construcciones tales como carreteras,
puentes, túneles y edificios. El invento también se refiere a un
método para la producción de dicho material y al uso del mismo.
Los materiales de construcción y métodos para la
preparación de tales materiales, que comprenden composiciones de
hormigón para la construcción de puentes, carreteras, túneles,
edificios y construcciones marinas, se conocen en la técnica por
medio de la patente de los EE.UU. 5.932.000, en la que se describe
un método para la preparación de hormigón a partir de una mezcla de
aglomerante hidráulico, materiales inertes, agua y sílice
coloidal.
La patente de los EE.UU. 5.149.370 describe una
suspensión de cemento que comprende una suspensión coloidal acuosa
de ácido silícico coloidal, que es apropiada para aplicaciones de
pozos de petróleo.
Se ha deseado en la técnica proporcionar nuevas
composiciones que sean apropiadas para materiales de construcción
que den lugar a materiales de construcción aún más resistentes que
los producidos hasta la fecha. También se ha deseado proporcionar
materiales de construcción con un contenido menor en aditivos, que
puedan dar lugar a costes de producción reducidos. Además, se ha
deseado preparar, por ejemplo, mezclas de hormigón con las que se
pueda trabajar fácilmente durante todo el periodo de tiempo anterior
al fraguado de la mezcla de hormigón.
El presente invento pretende solucionar los
problemas descritos anteriormente.
El invento se refiere a un material de
construcción que comprende un aglomerante hidráulico, agua, y una
sílice coloidal modificada con aluminio.
Se ha descubierto, de forma sorprendente, que un
material de construcción que comprenda los mencionados componentes
aumenta la resistencia inicial, así como la resistencia a largo
plazo, del material de construcción. Además, se ha descubierto que
el material de construcción que comprende la sílice coloidal
modificada con aluminio mantiene una posibilidad de manipulación
elevada y estable.
La expresión "material de construcción" debe
entenderse en el sentido de un material, en especial que no
fraguado aún, apropiado para la construcción de, por ejemplo,
carreteras, túneles, puentes, edificios, tuberías de hormigón,
cementaciones de pozos, construcciones subterráneas y otras
inyecciones cementicias, y construcciones marinas tales muelles,
malecones y diques.
La expresión "sílice coloidal modificada con
aluminio" debe entenderse en el sentido de una sílice coloidal
modificada con aluminio de alguna manera, en la que la sílice
coloidal puede ser, por ejemplo, sol de sílice, sílice precipitada,
gel de sílice, sílice pirógena, sílice fumante, o mezclas de las
anteriores. Aunque la sol de sílice modificada con aluminio es la
forma preferida, y la única forma discutida con detalle a
continuación, las otras formas pueden sustituirse, o mezclarse con
soles de sílice modificadas con aluminio, como aditivos en el
material de construc-
ción.
ción.
Las soles de sílice modificadas con aluminio, a
las que a veces se hace referencia como aluminatos o soles de
sílices modificadas con alúmina, pueden prepararse añadiendo,
mediante agitación, una cantidad apropiada de iones aluminato,
Al(OH)_{4}^{-}, a una sol de sílice convencional
no modificada. De forma apropiada, la disolución de iones aluminato
es una disolución de sodio diluido o una disolución de aluminato de
potasio. Las partículas de sílice tienen adecuadamente desde
alrededor de 0,05 a alrededor de 2, preferiblemente de alrededor de
0,1 a alrededor de 2 átomos de Al/nm^{2} de superficie específica
de las partículas de sílice. Las partículas de sílice modificadas
con aluminio comprenden iones aluminato insertados o intercambiados,
con lo que se crean sitios de aluminosilicatos que tienen una carga
negativa fija en la superficie. Las partículas de sílice modificadas
con aluminio conservan su alta carga negativa superficial hasta
valores de pH 3, al contrario que las soles de sílice
convencionales no modificadas, para las que la carga negativa
superficial disminuye con la disminución del pH, normalmente hasta
un valor de pH de alrededor de 2, que es el punto de carga cero para
una sol de sílice no modificada. Por lo tanto, la carga superficial
es menor para las partículas de sílice no modificada que para una
sol de sílice modificada con aluminio a un pH inferior a
aproximadamente 8. El pH de la sol de sílice modificada con aluminio
puede ajustarse, preferiblemente por medio de una resina de
intercambio de iones, adecuadamente a un pH que oscila entre
alrededor de 3 y alrededor de 11, preferiblemente desde alrededor
de 4 a alrededor de 10. La sol de sílice modificada con aluminio
puede, a continuación, concentrarse para proporcionar un contenido
en sílice de desde alrededor de 1 a alrededor de 60% en peso,
preferiblemente de desde alrededor de 5 a alrededor de 50% en peso.
Las partículas de sílice modificada con aluminio tienen de forma
apropiada un contenido en Al_{2}O_{3} de desde alrededor de 0,05
a alrededor de 3, preferiblemente de alrededor de 0,1 a alrededor
de 2, y lo más preferiblemente de desde alrededor de 0,1 a alrededor
de 1% en peso. El diámetro de las partículas de sílice modificadas
con aluminio varía, de forma apropiada, de desde alrededor de 2 a
alrededor de 200 nm, preferiblemente desde alrededor de 3 nm hasta
alrededor de 100 nm. El procedimiento para la preparación de sol de
sílice modificada con aluminio se describe con más detalle, por
ejemplo, en "The Chemistry of Silica", de Iler, K.
Ralph, páginas 407-409, John Wiley & Sons
(1979), y en la patente de los EE.UU. 5 368 833.
También se entiende, en este contexto, que una
sílice coloidal modificada con aluminio comprende productos de
reacción de sílice coloidal que ha reaccionado químicamente con un
aglomerante hidráulico, u otros componentes presentes en el
material de construcción, o la mezcla que forma el material de
construcción, por ejemplo un gel hidrato de silicato de calcio.
Las partículas de sílice modificadas con aluminio
se dispersan, de forma apropiada, en agua o en otros disolventes,
tales como disolventes orgánicos, por ejemplo alcoholes o mezclas de
agua y disolventes orgánicos. Las partículas de sílice modificadas
con aluminio se estabilizan, de forma apropiada, con cationes tales
como K^{+}, Na^{+}, Li^{+}, NH_{4}^{+} o mezclas de los
mismos.
El área superficial específica de la sol de
sílice modificada con aluminio es, de forma apropiada, de desde
alrededor de 10 hasta alrededor de 1200 m^{2}/g, preferiblemente
de desde alrededor de 30 hasta alrededor de 1000 m^{2}/g, y lo más
preferiblemente de desde alrededor de 60 hasta alrededor de 900
m^{2}/g.
La mezcla de componentes que conforman el
material de construcción puede ser sensible a la relación
agua/aglo-
merante hidráulico. Si hay demasiado agua presente, esto puede hacer que la composición sea inestable, lo que conduce a fugas y segregación. Por medio de la adición de sol de sílice modificada con aluminio es posible evitar dichos efectos y, al mismo tiempo, obtener un material que tenga una resistencia inicial y una resistencia a largo plazo elevadas comparadas con composiciones que contienen sol de sílice no modificada.
merante hidráulico. Si hay demasiado agua presente, esto puede hacer que la composición sea inestable, lo que conduce a fugas y segregación. Por medio de la adición de sol de sílice modificada con aluminio es posible evitar dichos efectos y, al mismo tiempo, obtener un material que tenga una resistencia inicial y una resistencia a largo plazo elevadas comparadas con composiciones que contienen sol de sílice no modificada.
Las partículas de sílice coloidal modificadas con
aluminio se distinguen de las partículas de sílice revestidas con
alúmina en que la superficie de sílice está revestida (recubierta)
con una capa de alúmina, dando como resultado partículas que
muestran las mismas propiedades que las partículas de alúmina. Tanto
las partículas de alúmina como las partículas de sílice revestidas
con alúmina tienen, por ejemplo, una carga superficial
positiva.
El aglomerante hidráulico puede ser, por ejemplo,
un cemento como el Cemento Ordinario de Portland (en inglés se
abrevia como "OPC"), o cementos mezclados como se describe
adicionalmente, p. ej. en la patente de los EE.UU. 6.008.275.
Los componentes que conforman el material de
construcción, es decir el aglomerante hidráulico, la sílice
coloidal modificada con aluminio, y el agua, tienen, de forma
apropiada, una relación ponderal de acuerdo con lo siguiente:
aglomerante hidráulico (peso en seco): sílice coloidal modificada
con aluminio (peso en seco) de desde alrededor de 1:0,0005 hasta
alrededor de 1:0,2, preferiblemente de desde alrededor de 1:0,001
hasta alrededor de 1:0,1. La relación ponderal de aglomerante
hidráulico (peso en seco): agua es, de forma apropiada, entre
alrededor de 1:0,22 hasta alrededor de 1:4, preferiblemente de desde
alrededor de 1:0,25 hasta alrededor de
1:2,5.
1:2,5.
De acuerdo con una realización preferida, los
materiales inertes pueden formar parte del material de
construcción. Debe entenderse por la expresión "materiales
inertes" materiales tales como piedras, grava y arena, y otro
material inorgánico preferido, que tienen, de forma apropiada, un
diámetro medio de partícula que oscila entre aproximadamente 0,01 y
aproximadamente 100 mm, preferiblemente de desde aproximadamente
0,125 a aproximadamente 100 mm. Los materiales inertes están
comprendidos, de forma apropiada, en el material de construcción en
una relación que varía de desde aproximadamente 100 a
aproximadamente 1000% en peso, basado en el peso del aglomerante
hidráulico. Los materiales inertes contribuyen a una mayor
resistencia del material de construcción, y permiten que se puedan
fabricar de una forma más barata.
El material de construcción puede comprender,
preferiblemente, un material de carga fino, de forma apropiada en un
intervalo de desde alrededor de 0,1 hasta alrededor de 40% en peso,
basado en el peso de los materiales inertes. La adición de un
material de carga fino puede contribuir a una composición más densa
y más estable.
La expresión "material de carga fino" debe
entenderse como partículas de un diámetro máximo de 125 \mum.
Materiales de carga finos apropiados incluyen carbonato cálcico,
arena, vidrio, cenizas volantes y otros materiales inorgánicos tal
como silicato de magnesio y calcio. El tipo de material de carga
fino empleado depende de la aplicación. Para el hormigón de
auto-compactación sueco (abreviado en inglés como
"SCC") se emplea frecuentemente carbonato cálcico, mientras que
en el SCC alemán y en el hormigón para zonas residenciales de los
EE.UU. se emplean normalmente las cenizas volátiles, mientras que el
hormigón de alta resistencia sueco (que en inglés se abrevia como
"HSC"), comprende a menudo arena tal como un material de carga
fino, etc.
Preferiblemente, la relación ponderal del
material de carga fino: materiales inertes es de alrededor de
0,001:1 hasta alrededor de 0,4:1, preferiblemente de desde alrededor
de 0,015:1 hasta alrededor de 0,3:1.
De acuerdo con una realización preferida, el
material de construcción comprende un plastificante y/o un
súper-plastificante, tal como un condensado de
formaldehído de naftaleno sulfonado, un condensado de formaldehído
de melamina sulfonado, un policarboxilato o una mezcla de los
mismos, preferiblemente un policarboxilato y/o un condensado de
formaldehído de naftaleno sulfonado. Se prefieren especialmente
condensados de formaldehído de naftaleno sulfonados cuando se usan
en materiales de construcción para aplicaciones de cementación de
pozos, porque estos súper-plastificantes no son
sensibles a las altas temperaturas que se dan en los pozos.
El término "policarboxilato" debe entenderse
en esa memoria como que comprende un grupo de compuestos de polímero
que comprenden una cadena principal con grupos carboxílicos unidos a
la misma. El peso molecular del policarboxilato varía, de forma
apropiada, de desde alrededor de 1000 hasta alrededor de 2.000.000
g/mol, preferiblemente de desde 2000 hasta alrededor de 1.000.000
g/mol. La cadena principal puede comprender también otros grupos
enlazados, tales como cadenas poliacrílicas o de poliéteres. El peso
molecular de la cadena principal es, de forma apropiada, de desde
alrededor de 1000 hasta alrededor de 100.000 g/mol, preferiblemente
de desde alrededor de 5000 hasta alrededor de 20000 g/mol.
Policarboxilatos adecuados se describen adicionalmente, por ejemplo,
en la patente de EE.UU. 6.008.275.
También otros aditivos pueden estar comprendidos
en el material de construcción, p. ej. retardadores, agentes de
arrastre del aire, aceleradores, látex de emulsión, agentes
hidrófobos, agentes reductores de la contracción, inhibidores de la
corrosión, etc. La dosificación de estos aditivos, de forma
apropiada, se sitúa en el intervalo de desde alrededor de 0,1 a
alrededor de 10% en peso (peso en seco), basado en el peso del
aglomerante hidráulico.
El invento también se refiere a un material de
construcción que comprende los productos de reacción de aglomerante
hidráulico, sol de sílice modificada con aluminio, y agua.
El invento también se refiere a un método para
preparar un material de construcción que comprende mezclar un
aglomerante hidráulico, agua, y sílice coloidal modificada con
aluminio, preferiblemente una sol de sílice modificada con
aluminio.
Los componentes pueden añadirse en cualquier
orden. Preferentemente, la sílice coloidal modificada con aluminio
se añade después de que se hayan mezclado los otros componentes. Las
relaciones ponderales entre los componentes mezclados, de forma
apropiada, son como se han descrito aquí anteriormente.
El invento se refiere, además, al uso del
material de construcción, tal como se ha descrito anteriormente, en
construcciones de carreteras, túneles, puentes, edificios, tales
como construcciones residenciales y comerciales de hormigón,
tuberías de hormigón, cementación de pozos, cementaciones
subterráneas que incluyen inyección cementicia, aplicaciones en
minería, y construcciones marinas.
Habiendo descrito el invento de esta manera,
resultará obvio que el mismo puede ser modificado de muchas formas.
Dichas variaciones no deben contemplarse como un alejamiento del
objetivo y del alcance del presente invento, y todas esas
modificaciones, obvias para una persona experta en la técnica,
pretenden incluirse dentro del alcance de las reivindicaciones. Los
ejemplos siguientes ilustrarán adicionalmente la forma en que puede
llevarse a cabo el invento descrito, sin limitar su alcance.
Las siguientes soles de sílice empleadas en los
ejemplos 1-3 se listan a continuación. Todos los
porcentajes en peso de los contenidos en sílice (SiO_{2}) y
alúmina (Al_{2}O_{3}) están basados en el peso de la totalidad
del producto de sol de sílice.
Sol de sílice 1: sol de sílice modificada con Al,
con un área de superficie específica de 850 m^{2}/g, contenido en
SiO_{2}:7,7% en peso, contenido en Al_{2}O_{3}:0,33% en
peso.
Sol de sílice 2: sol de sílice no modificada, con
un área de superficie específica de 900 m^{2}/g, contenido en
SiO_{2}:10% en peso.
Sol de sílice 3: sol de sílice no modificada, con
un área de superficie específica de 750 m^{2}/g, contenido en
SiO_{2}:15% en peso.
Sol de sílice 4: sol de sílice modificada con Al,
con un área de superficie específica de 80 m^{2}/g, contenido en
SiO_{2}:47% en peso, contenido en Al_{2}O_{3}:0,25% en
peso.
Sol de sílice 5: sol de sílice no modificada, con
un área de superficie específica de 80 m^{2}/g, contenido en
SiO_{2}:50% en peso.
Sol de sílice 6: sol de sílice modificada con Al,
con un área de superficie específica de 220 m^{2}/g, contenido en
SiO_{2}:30% en peso, contenido en Al_{2}O_{3}:0,2% en
peso.
Sol de sílice 7: sol de sílice no modificada, con
un área de superficie específica de 220 m^{2}/g, contenido en
SiO_{2}:30% en peso.
Las áreas de superficie específica de las soles
de sílice se determinaron por el método de Sear, descrito en
"The Chemistry of Silica" de Iler, Ralph K. (1979),
páginas 203-206, 353-354.
En la preparación de las muestras
1-6 descritas a continuación, se añadieron una sol
de sílice modificada o una no modificada y un
súper-plastificante (Glenium 51), en las cantidades
que se muestran en la tabla 1, a un cemento de clase II (Bygg
Cement-Skövde CEM II/A-L42.R). Se
añadieron 200 kg de agua, 120 kg de material de carga fino
(carbonato cálcico), materiales inertes y un
súper-plastificante (Glenium 51) (véase la tabla 1).
Los materiales inertes se añadieron de forma que el peso total de
cemento, carbonato cálcico y materiales inertes era de 2140
kg/m^{3}.
La manipulabilidad de las muestras preparadas se
estimó midiendo la dispersión inicial. La dispersión inicial se
mide depositando una composición de hormigón recién mezclada en un
cono de caída con un determinado diámetro de cono, que a
continuación, se le dio la vuelta de arriba abajo, de forma que la
masa después de la separación del cono comienza a fluir hacia el
exterior (de acuerdo con el método Estándar de Ensayo ASTM C 143).
Una dispersión alta indica una manipulabilidad alta, lo que asegura
que la masa de hormigón pueda fluir hacia fuera del lugar donde se
aplica. Una alta manipulabilidad también asegura que la masa de
hormigón puede almacenarse durante un cierto período de tiempo sin
perder las propiedades de fluidez inicial que tenía justo después
de la preparación.
\vskip1.000000\baselineskip
| Número de | Composición por metro | Súper- plastificante | Dispersión | Resistencia en | |
| muestra | cúbico de hormigón | (Glenium 51) | de caída | Mpa 1 día de | |
| por m^{3} de hormigón | (mm) | 28 días | |||
| 1 | 270 kg de cemento | 4,3 kg | 660 | 11,7 | 39,8 |
| 120 kg de material de carga fino | |||||
| 5,4 kg de sol de sílice 1 | |||||
| (sol de sílice modificada con Al) | |||||
| 2 | 270 kg de cemento | 4,1 kg | 670 | 9,6 | |
| 120 kg de material de carga fino | |||||
| 5,4 kg de sol de sílice 2 | |||||
| 3 | 270 kg de cemento | 4,1 kg | 700 | 8,2 | |
| 120 kg de material de carga fino | |||||
| 5,4 kg de sol de sílice 4 | |||||
| (sol de sílice modificada con Al) | |||||
| 4 | 240 kg de cemento | 4,1 kg | 680 | 7,6 | |
| 120 kg de material de carga fino | |||||
| 5,4 kg de sol de sílice 5 | |||||
| 5 | 240 kg de cemento | 3,4 kg | 660 | 7,1 | 28,1 |
| 120 kg de material de carga fino | |||||
| 4,8 kg de sol de sílice 3 | |||||
| 6 | 240 kg de cemento | 3,6 kg | 670 | 8,0 | 30,3 |
| 120 kg de material de carga fino | |||||
| 4,8 kg de sol de sílice 4 | |||||
| (sol de sílice modificada con Al) |
\vskip1.000000\baselineskip
Volviendo a la tabla 1, se puede concluir que la
muestra 1, que comprende una sol de sílice modificada con aluminio,
tiene una resistencia inicial (después de 24 horas) y una
resistencia a largo plazo (después de 28 días) superiores a la
muestra 2, que comprende una sol de sílice no modificada, aunque el
contenido en sílice de la muestra 1 es ligeramente inferior que el
de la muestra 2.
Del mismo modo, la muestra 3, que comprende una
sol de sílice modificada con aluminio, muestra una resistencia
inicial superior que la muestra 4, que comprende una sol de sílice
no modificada (las dos muestras tienen de forma sustancial el mismo
contenido en sílice). La muestra 6, que comprende una sol de sílice
modificada con aluminio, muestra una resistencia inicial superior y
una resistencia superior a largo plazo que la muestra 5, aunque el
contenido en sílice es inferior en la muestra 5 que en la muestra
6.
En la preparación de las muestras
1-6 descritas a continuación se añadió una sol de
sílice modificada con aluminio o una no modificada con aluminio a un
cemento de clase II (Bygg Cement-Skövde CEM
II/A-L42.R). Se añadieron a ello 200 kg de agua, 120
kg de material de carga fino (carbonato cálcico), materiales inertes
y un súper-plastificante (Glenium 51) (véase la
tabla 2). Los materiales inertes se añadieron de forma que el peso
total de cemento, carbonato cálcico y material inerte era de 2140
kg/m^{3}. El súper-plastificante y las soles de
sílice se añadieron en cantidades como las que se recogen en la
tabla 2. La manipulabilidad del hormigón se estimó midiendo la
dispersión inicial (véase el ejemplo 1). La dispersión se midió
también después de 90 minutos (dispersión de caída). Se calculó
también la pérdida de manipulabilidad, es decir la diferencia entre
la dispersión inicial y la dispersión después de 90 minutos. Cuanto
mayor sea la dispersión de caída, es decir, la dispersión 90 minutos
después de la medición de la dispersión inicial, menor será la
pérdida de manipulabilidad.
| Número de | Composición | Súper-plastificante | Dispersión de | Pérdida de | |
| muestra | (Glenium 51) | caída (mm) | manipulabilidad | ||
| por m^{3} de hormigón | Inicial Después de | (mm) | |||
| 90 min | |||||
| 1 | 240 kg de cemento | 3,6 kg | 720 | 580 | 140 |
| 120 kg de material de carga fino | |||||
| 4,8 kg de sol de sílice 1 | |||||
| (sol de sílice modificada con Al) | |||||
| 2 | 240 kg de cemento | 3,6 kg | 750 | 520 | 230 |
| 120 kg de material de carga fino | |||||
| 4,8 kg de sol de sílice 2 | |||||
| 3 | 270 kg de cemento | 4,1 kg | 670 | 440 | 230 |
| 120 kg de material de carga fino | |||||
| 5,4 kg de sol de sílice 7 | |||||
| 4 | 270 kg de cemento | 4,1 kg | 690 | 550 | 140 |
| 120 kg de material de carga fino | |||||
| 5,4 kg de sol de sílice 6 | |||||
| (sol de sílice modificada con Al) | |||||
| 5 | 270 kg de cemento | 4,1 kg | 710 | 640 | 70 |
| 120 kg de material de carga fino | |||||
| 5,4 kg de sol de sílice 4 | |||||
| (sol de sílice modificada con Al) | |||||
| 6 | 270 kg de cemento | 4,1 kg | 720 | 610 | 110 |
| 120 kg de material de carga fino | |||||
| 5,4 kg de sol de sílice 5 |
En la tabla 2 puede verse que la muestra 1, que
comprende una sol de sílice modificada con aluminio, muestra una
pérdida de manipulabilidad inferior que la muestra 2 (la muestra 1
tiene un contenido en sílice ligeramente inferior). Además, puede
verse que la muestra 4, que comprende una sol de sílice modificada
con aluminio, tiene una pérdida de manipulabilidad inferior que la
muestra 3 (mismo contenido en sílice en las muestras 3 y 4). Además,
puede verse que la muestra 5, que comprende una sol de sílice
modificada con aluminio, tiene una pérdida de manipulabilidad
inferior que la muestra 6, aunque el contenido en sílice de la
muestra 5 es ligeramente inferior. En general, a partir de los
resultados obtenidos, se puede concluir que la pérdida de
manipulabilidad es sólo de alrededor de 60 por ciento para las
muestras que contienen soles de sílice modificadas con aluminio, en
relación con las muestras que contienen soles de sílice no
modificadas.
Con la finalidad de evaluar la fluidez de una
suspensión de cemento que comprende soles de sílice, modificadas con
aluminio o soles de sílice no modificadas, se prepararon 4
suspensiones a partir de cemento de clase I (Anläggningscement
Degerhamn CEM I 42,5BV/SR/LA). Las suspensiones tenían una relación
ponderal de agua/cemento de 0,35. Se añadieron a las suspensiones
2% en peso de una sol de sílice y 1% de un
súper-plastificante (una disolución de condensado
de formaldehído de naftaleno sulfonado al 30% en peso), basado en el
peso de cemento.
Las suspensiones se mezclaron con una agitación
moderada. A continuación, se evaluaron el valor del rendimiento y
la viscosidad plástica (una medida de la reología de la suspensión),
por medio de un viscosímetro ConTec modelo 4 (Viscosímetro BML),
después de 15, 30, 60 y 90 minutos, respectivamente. El valor del
rendimiento es una medida de la fuerza necesaria para llevar a cabo,
por ejemplo, un movimiento en la suspensión de cemento.
| Número de | Sol de sílice empleada | Valor del rendimiento en Pascales (Pa) | |||
| muestra | en la suspensión | ||||
| 15 min | 30 min | 60 min | 90 min | ||
| 1 | Sol de sílice 1 | 35,0 | 60,6 | 93,1 | 118,0 |
| (sílice modificada con aluminio) | |||||
| 2 | Sol de sílice 2 | 45,0 | 69,2 | 99,0 | 121,0 |
| 3 | Sol de sílice 4 | 31,4 | 48,0 | 74,3 | 95,9 |
| (sílice modificada con aluminio) | |||||
| 4 | Sol de sílice 5 | 37,4 | 54,6 | 80,4 | 99,9 |
Comparando las muestras de la tabla 3, los
valores de rendimientos de las muestras 1 y 4, que comprenden soles
de sílice modificadas con aluminio, son ligeramente inferiores que
las de las muestras 2 y 3. Las suspensiones deben tener un valor de
rendimiento mínimo para obtener prácticamente una cantidad nula de
agua (no se producen fugas)
| Número de | Sol de sílice empleada | Viscosidad plástica en Pascual segundos (Pas) | |||
| muestra | en la suspensión | ||||
| 15 min | 30 min | 60 min | 90 min | ||
| Sol de sílice 1 | 0,40 | 0,97 | 1,93 | 2,60 | |
| 1 | (sílice modificada con aluminio) | ||||
| 2 | Sol de sílice 2 | 0,60 | 1,46 | 2,66 | 3,38 |
| Sol de sílice 4 | 0,53 | 0,79 | 1,28 | 1,48 | |
| 3 | (sílice modificada con aluminio) | ||||
| 4 | Sol de sílice 5 | 0,52 | 0,83 | 1,44 | 1,78 |
La tabla 4 muestra grandes diferencias en la
viscosidad plástica entre las muestras que contienen soles de
sílice modificadas con aluminio y soles de sílice no modificadas.
Cuando se comparan las muestras 1 y 2, que tienen sustancialmente el
mismo contenido en sílice, se ve que la muestra 1 (que contiene una
sol de sílice modificada con aluminio) tiene una viscosidad plástica
inferior que la muestra 2. También puede verse que la muestra 3 (que
contiene una sol de sílice modificada con aluminio) tiene una
viscosidad plástica inferior que la muestra 4 (las muestras 3 y 4
tienen sustancialmente el mismo contenido en sílice). Una suspensión
con buenas propiedades de flujo, y un contenido en agua de
prácticamente cero, es decir que no tiene tendencia a producir
fugas, es muy ventajoso, especialmente en la cementación de pozos.
Una viscosidad plástica baja significa unas buenas propiedades de
flujo, una buena penetración y propiedades de adherencia.
Claims (15)
1. Material de construcción que comprende un
aglomerante hidráulico, agua, y una sílice coloidal modificada con
aluminio.
2. Material de construcción según la
reivindicación 1, en el que la sílice coloidal es una sol de sílice
modificada con aluminio.
3. Material de construcción según cualquiera de
las reivindicaciones 1-2, en el que relación
ponderal entre aglomerante hidráulico y sílice coloidal modificada
con aluminio está entre alrededor de 1:0,0005 y alrededor de
1:0,2.
4. Material de construcción según cualquiera de
las reivindicaciones 1-3, en el que la relación
ponderal entre el aglomerante hidráulico y el agua está entre
alrededor de 1:0,22 y alrededor de 1:4.
5. Material de construcción según cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que el aglomerante
hidráulico es un cemento.
6. Material de construcción según cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que el material de
construcción comprende materiales inertes.
7. Material de construcción según cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que el material de
construcción comprende un material de carga fino.
8. Material de construcción según cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que la relación ponderal
entre material de carga fino y el material inerte está entre
alrededor de 0,001 y alrededor de 0,4.
9. Material de construcción según cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, en el que la sílice coloidal tiene
un contenido en Al_{2}O_{3} de desde alrededor de 0,05 a
alrededor de 3% en peso.
10. Material de construcción según cualquiera de
las reivindicaciones precedentes, que además comprende un
plastificante y/o un súper-plastificante.
11. Material de construcción según la
reivindicación 10, en el que el súper-plastificante
es un policarboxilato y/o un condensado de formaldehído de naftaleno
condensado.
12. Método para preparar un material de
construcción según cualquiera de las reivindicaciones
1-11, que comprende mezclar un aglomerante
hidráulico, agua, y una sílice coloidal modificada con aluminio.
13. Método según la reivindicación 12, en el que
la sílice coloidal es una sol de sílice modificada con aluminio.
14. Método según cualquiera de las
reivindicaciones 12-13, en el que la sílice coloidal
modificada con aluminio se añade después que hayan sido mezclados
los otros componentes.
15. Uso de un material de construcción según se
define en cualquiera de las reivindicaciones 1-11
para carreteras, túneles, puentes, edificios, tuberías de hormigón,
cementación de pozos, cementación subterránea, construcciones
marinas y aplicaciones de minería.
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