ES2344252T3 - Composiciones a base de cemento y su utilizacion. - Google Patents
Composiciones a base de cemento y su utilizacion. Download PDFInfo
- Publication number
- ES2344252T3 ES2344252T3 ES02713071T ES02713071T ES2344252T3 ES 2344252 T3 ES2344252 T3 ES 2344252T3 ES 02713071 T ES02713071 T ES 02713071T ES 02713071 T ES02713071 T ES 02713071T ES 2344252 T3 ES2344252 T3 ES 2344252T3
- Authority
- ES
- Spain
- Prior art keywords
- weight
- cement
- polymer
- calcium
- amount
- 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
- C04B28/00—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements
- C04B28/02—Compositions of mortars, concrete or artificial stone, containing inorganic binders or the reaction product of an inorganic and an organic binder, e.g. polycarboxylate cements containing hydraulic cements other than calcium sulfates
- C04B28/06—Aluminous cements
-
- 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
- C04B2111/00146—Sprayable or pumpable mixtures
- C04B2111/00155—Sprayable, i.e. concrete-like, materials able to be shaped by spraying instead of by casting, e.g. gunite
-
- 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
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00482—Coating or impregnation materials
-
- 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
- C04B2111/00474—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00
- C04B2111/00724—Uses not provided for elsewhere in C04B2111/00 in mining operations, e.g. for backfilling; in making tunnels or galleries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Ceramic Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Curing Cements, Concrete, And Artificial Stone (AREA)
- Paints Or Removers (AREA)
- Macromonomer-Based Addition Polymer (AREA)
Abstract
Una composición endurecible que comprende (i)un componente a base de cemento que comprende al menos un 25% de aluminato de calcio del cual al menos un 40% es monoaluminato de calcio, de forma que dicho componente contiene opcionalmente uno o más rellenos de partículas pero contiene menos del 10% en peso de sulfato de calcio, de tal forma que el porcentaje en peso se basa en el peso de componente de cemento y (ii)una emulsión acuosa de un polímero orgánico, de tal forma que la cantidad de (ii) en relación con la de (i) es tal que proporciona un porcentaje en peso de sólidos poliméricos frente al peso de (i) entre 0,5:1 y 10:1, preferiblemente 0,6:1 a 2,5:1, o bien (iii)un polímero orgánico dispersable y donde la cantidad de polímero dispersable es tal que el porcentaje en peso de polímero respecto al peso de (i) oscila entre 0,5:1 y 10:1, preferiblemente 0,6:1 y 2,5:1. donde el componente a base de cemento (i) contiene una cantidad de fibra reforzante eficaz para mejorar la resistencia a la tensión de los revestimientos obtenidos a partir de la composición endurecible pero que no excede el 5% en peso del componente a base de cemento (i).
Description
Composiciones a base de cemento y su
utilización.
La presente invención se refiere a los
materiales adecuados para ser utilizados en el revestimiento de
superficies, en particular superficies de roca, a un método para su
preparación y a un método para el tratamiento de las superficies que
emplean los materiales de la invención.
\vskip1.000000\baselineskip
Ya se ha propuesto la aplicación de un
revestimiento a una superficie de una roca en una mina para
protegerla o bien de una barrera de gas mediante la pulverización de
una emulsión acuosa de un polímero orgánico y haciendo que la
emulsión coagule para crear un revestimiento flexible en forma de
una película o piel en la superficie.
Los polímeros que se han destacado en estas
aplicaciones incluyen los poliuretanos y el policloropreno. Este
último se ha descrito en la patente de Sudáfrica número 8203384.
Más recientemente se ha descrito en la WO
98/58886 una composición que comprende dos partes. Una es una
emulsión acuosa de un polímero orgánico como el copolímero de
etileno y acetato de vinilo. La otra parte es una composición a
base de cemento capaz de absorber al menos su propio peso de agua.
La composición a base de cemento descrita es una composición que
forma etringita. Un método bien conocido para formar etringita es a
partir del sulfato de calcio, una fuente de cal viva y de cemento
con un alto contenido en alúmina. En la WO 98/58886 se utiliza el
cemento con alto contenido en alúmina y la cal viva procede del
cemento ordinario Portland y el sulfato de calcio de la
anhidrita.
En la práctica las dos partes se pulverizan
sobre una roca de una mina para crear un revestimiento. Esta patente
también informa sobre una mezcla seca de sólidos formada a partir de
una composición de cemento y una emulsión de polímero seca a la que
posteriormente se ha añadido agua.
La solicitud de patente japonesa nº 05 170496A
describe un material de pavimentación flexible, resistente al
agua, que comprende un cemento con alto contenido en alúmina y que
contiene de 5 a 50 partes de fibra, de 30 a 300 partes de polímero
y de 50 a 300 partes de agregado por 100 partes en peso de cemento.
El polímero se añade al cemento como si se tratara de una
dispersión acuosa. La patente informa de que cuando se utilizan
menos de 50 partes de agregado o menos de 5 partes de fibra no se
desarrolla suficiente fuerza.
La patente americana 5.269.845 describe una
composición a base de cemento de aluminato de calcio que es adecuado
para ser utilizada en moldes. También aporta un proceso para
fabricar la composición y un proceso para aplicar la composición y
conseguir la forma deseada.
\vskip1.000000\baselineskip
Los revestimientos, en particular los que se
aplican a las paredes de una mina necesitan ser flexibles y tener
una resistencia a la tracción adecuada. Los revestimientos que se
han preparado a partir de las composiciones descritas en la WO
98/58886 anteriormente mencionada han mostrado una pérdida gradual
de flexibilidad con el tiempo. Los productos que inicialmente son
flexibles exhiben una tendencia a la fragilización transcurridos
unos meses. La pérdida de la flexibilidad a largo plazo es una
característica no deseable, especialmente para los revestimientos
que se han aplicado a las paredes de una mina y existe una necesidad
de incrementar la flexibilidad a largo plazo de dichos
revestimientos.
La presente invención aporta una solución a este
problema mediante una composición nueva a base de aluminato de
calcio. Contrariamente a las expectativas, se ha descubierto que la
flexibilidad a largo plazo de los revestimientos procedentes de las
composiciones aumenta al reducir las cantidades de sulfato de calcio
y de cal viva frente a las descritas en WO 98/58886, o en el caso
del sulfato de calcio, eliminándolo por completo de las
composiciones.
Otro problema es que existe la necesidad de
incrementar la resistencia a la tracción prematura, por ejemplo, la
resistencia desarrollada a las 2 ó 4 horas del revestimiento
utilizado en las minas. Otro aspecto de la invención proporciona una
solución. Se ha descubierto que la resistencia a la tracción a las 2
y 4 horas se ve incrementada de forma significativa por la
incorporación al material de revestimiento de cantidades mínimas, en
general inferiores al 5% en peso de fibras de refuerzo.
\newpage
De acuerdo con la presente invención se dispone
de una composición endurecible que comprende
- (i)
- un componente a base de cemento que comprende al menos un 25%, preferiblemente entre un 30 y un 99%, de aluminato de calcio del cual al menos un 40% es monoaluminato de calcio, de forma que dicho componente contiene opcionalmente uno o más rellenos de partículas pero contiene menos del 10% en peso de sulfato de calcio, de tal forma que el porcentaje en peso se basa en el peso de componente de cemento y
- (ii)
- una emulsión acuosa de un polímero orgánico, de tal forma que la cantidad de (ii) en relación con la de (i) es tal que proporciona un porcentaje en peso de sólidos poliméricos frente al peso de (i) entre 0,5:1 y 10:1, preferiblemente 0,6:1 a 2,5:1, o bien
- (iii)
- un polímero orgánico dispersable y donde la cantidad de polímero dispersable es tal que el porcentaje en peso de polímero respecto al peso de (i) oscila entre 0,5:1 y 10:1, preferiblemente 0,6:1 y 2,5:1.
\vskip1.000000\baselineskip
La ventaja de emplear composiciones que
contienen aluminato de calcio con un contenido bajo en sulfato de
calcio es que aportan revestimientos de una flexibilidad elevada a
largo plazo y la ventaja de composiciones con un contenido mínimo
en sulfato de calcio pero que contienen fibra reforzante es que dan
lugar a revestimientos que no solamente han incrementado la
flexibilidad a largo plazo sino que también han aumentado la
resistencia a la tracción prematura.
\vskip1.000000\baselineskip
El término aluminato de calcio pretende incluir
no solo la forma del aluminato de calcio que a menudo se escribe en
la nomenclatura del cemento como CA sino también otros cementos que
contienen aluminato que se escriben como CA_{2}, C_{3}A,
C_{12}A_{7,} C_{4}AF y C_{11}A_{7}CaF_{2} y además el
sulfoaluminato de calcio y el ferroaluminato de calcio.
El término endurecible incluye composiciones que
no contienen agua pero que se regularán por la adición de agua. La
composición seca que comprende las partes (i) y (iii) mencionadas se
puede mezclar con agua en la mina.
Preferiblemente, el componente a base de cemento
(i) contiene una cantidad de fibra eficaz para mejorar la
resistencia a la tracción de los revestimientos obtenidos a partir
de la composición variable pero que no excede el 5% en peso del
componente a base de cemento (i).
\vskip1.000000\baselineskip
El componente de cemento contiene
preferiblemente entre el 30 y el 99% en peso de aluminato de calcio.
El equilibro del componente de cemento puede comprender material de
relleno, por ejemplo, escoria o piedra caliza, preferiblemente en
forma de partículas finamente divididas, preferiblemente de un
tamaño de partículas similar al del cemento Portland comercial.
El material de relleno, si está presente, está
preferiblemente en una cantidad inferior al 100% en peso de
monoaluminato de calcio o bien (en el caso en que el aluminato de
calcio provenga de un cemento con elevado contenido en alúmina)
inferior al 50% en peso de cemento con elevado contenido en
alúmina.
Se pueden incluir agentes tixotropos y de
control en la composición a base de cemento si se desea.
El componente a base de cemento contiene
normalmente menos de un 5% en peso de sulfato de calcio,
preferiblemente menos de un 1% de sulfato de calcio y más
preferiblemente no contiene sulfato de calcio.
El sulfato de calcio, si está presente, puede
proceder de un material que contiene sulfato de calcio como la
beta-anhidrita, el yeso o el yeso de Paris o yeso
fino.
En una configuración preferida de la invención
el componente a base de cemento aparte de la fibra de refuerzo, si
está presente, y de aditivos minoritarios como un retardador,
acelerador y agentes de suspensión como gomas, puede constar
esencialmente de un grado comercial de cemento con alto contenido en
alúmina.
\vskip1.000000\baselineskip
Preferiblemente al menos un 60%, más
preferiblemente al menos un 75%, más preferiblemente al menos un 80%
del aluminato de calcio procede del monoaluminato de calcio
(CA).
El aluminato de calcio puede proceder de un
cemento con alto contenido en alúmina, al que a veces se hace
referencia como Ciment Fondu, que normalmente contiene entre un 50%
y un 80% en peso de fases de aluminato de calcio (o bien un 30 a un
65% de monoaluminato de calcio (CA)).
Los cementos con alto contenido en alúmina
contienen generalmente tanto como un 60% de materiales distintos
del monoaluminato de calcio. Estos materiales incluyen habitualmente
entre un 5 y un 10% de gehlenita C_{2}AS, aproximadamente un 2%
de C_{12}A_{7}, aproximadamente un 1% de C_{2}S, acerca de un
3 a un 5% de materiales vítreos y el resto pueden ser
aluminoferritas de calcio mezcladas.
Estos materiales aunque se hidratan reaccionan
de forma relativamente lenta en comparación con el monoaluminato de
calcio y no contribuyen de forma significativa a la resistencia
prematura.
\vskip1.000000\baselineskip
Por cemento con alto contenido en alúmina
queremos decir que se trata de cualquier cemento que se encuentra
dentro de la definición de un cemento con alto contenido en alúmina
conforme a la British Standard 915 Part 2, es decir, un cemento que
contiene no menos del 32% en peso de alúmina y que tiene un
porcentaje de alúmina frente a óxido de calcio entre un 0,85 y
1,3:1. Los cementos adecuados son el cemento Lagarge Fondu descrito
en la patente de Gran Bretaña nº 1.505.417 y un análisis típico de
dicho cemento es por peso:
- 38,5% de óxido de calcio,
- 39,0% de alúmina,
- 16,5% de óxido férrico y
- 4,0% de sílice. Este cemento contiene habitualmente alrededor de un 40% en peso de monoaluminato de calcio (CA).
\vskip1.000000\baselineskip
Un cemento con alto contenido en alúmina
especialmente apropiado es el que vende Lafarge bajo el nombre de
Secar 71 que tiene el análisis siguiente:
- < 31% de óxido de calcio
- > 68,5% de alúmina
- < 0,3% de óxido férrico
- < 0,5% de sílice. El cemento contiene aproximadamente un 65% en peso de monoaluminato de calcio (CA).
\vskip1.000000\baselineskip
El término mina en la presente especificación
pretende incluir minas a cielo abierto, canteras y todos los
trabajos subterráneos incluyendo túneles.
La invención tiene su aplicación en la industria
de la construcción para el tratamiento de edificios, lo que incluye
paredes interiores y exteriores, suelos y techos.
Cuando se utiliza como soporte en una mina, por
ejemplo, como un sustituto para la malla de acero, el producto es un
revestimiento flexible sobre la superficie de roca. Por flexible se
entiende la capacidad del revestimiento para deformarse y permitir
que trozos de roca se desplacen y en el caso del revestimiento para
retener la capacidad de soportar una carga.
\vskip1.000000\baselineskip
La emulsión acuosa de polímero orgánico a la que
a veces se hace referencia como a una emulsión polimérica de látex
puede contener como polímero uno o más de una amplia gama de
homopolímeros o copolímeros de monómeros etilénicamente insaturados
o bien polímeros de aparición natural. Ejemplos de ello son el
estireno, los copolímeros de estireno-butadieno, el
estireno de divinilo, el metacrilato de metilo, los copolímeros de
estireno y el metacrilato de metilo o el anhídrido maleico, las
resinas acrílicas y de ester acrílico, el acetato de vinilo y los
copolímeros del mismo con etileno y otras olefinas (por ejemplo,
etileno-acetato de vinilo, los copolímeros de
cloruro de vinilo plastificado. Los polímeros adecuados se mencionan
en la patente americana nº 4.849.018.
Se puede utilizar una mezcla de polímeros o
copolímeros.
\newpage
Se prefiere emplear un polímero con una
temperatura de transición vítrea, escrito como Tg, entre -50ºC y
50ºC, preferiblemente entre -10ºC y 100ºC.
Los plastificantes como el Cereclor (una
parafina clorada), el ftalato de dibutilo y el dietilenglicol se
pueden añadir para mejorar la flexibilidad.
El contenido adecuado en sólidos poliméricos de
la emulsión oscila entre el 5 y el 80%, siendo preferiblemente de al
menos un 25%, por ejemplo, entre el 30 y el 70%, más preferiblemente
entre el 45 y el 65% en peso en base al peso de la emulsión.
Si se utiliza una forma dispersable de polímero
orgánico, el polímero dispersable se habrá obtenido de forma
conveniente mediante el secado, por ejemplo, mediante un secado por
pulverización de una emulsión polimérica acuosa. Se dispone en el
comercio de polímeros secos.
\vskip1.000000\baselineskip
Las fibras son de 1 a 30 mm de longitud y es
conveniente que tengan además un diámetro entre 10 y 40 micras. No
es adecuado que la longitud exceda los 30 mm pues existe el riesgo
de que se bloquee la boquilla cuando se está pulverizando la
composición. Las fibras pueden ser de un material plástico sintético
como la poliamida o un polímero hidrocarbonado como el
polipropileno o el polietileno. Se pueden emplear fibras de vidrio y
en ese caso es preferible que las fibras sean de un vidrio
resistente a álcalis. Se pueden usar fibras de acero pero no es lo
mejor.
La cantidad de fibra adecuada puede oscilar
entre un 0,01 o preferiblemente entre un 0,02 y un 5% en base al
peso de la composición de cemento. Cantidades superiores al 5% se
deberían evitar porque dichas cantidades dificultan la
pulverización.
Según otro aspecto de la invención, un método
para la preparación de una composición endurecible consiste en
crear un componente a base de cemento (i) que tenga al menos un 25%
de aluminato de calcio, del cual al menos un 40% sea monoaluminato
de calcio, dicho componente de cemento contenga opcionalmente uno o
más materiales de relleno a base de partículas pero menos de un 10%
en peso de sulfato de calcio, preferiblemente menos de un 5%, y
preferiblemente no contenga sulfato de calcio, de manera que el % en
peso se base en el peso del componente de cemento y la mezcla de
dicho componente de cemento (i) con (ii) forme una emulsión acuosa
de un polímero orgánico, siendo la cantidad de (ii) en relación a
(i) tal que se obtenga un porcentaje en peso de sólidos poliméricos
con respecto al peso de (i) entre un 0,5:1 y un 10:1,
preferiblemente entre un 0,6:1 y un 2,5: 1 ó bien con iii) forme
un polímero orgánico dispersable, y donde la cantidad de polímero
dispersable sea tal que de un porcentaje en peso de polímero
respecto al peso de (i) entre 0,5:1 y 10:1, preferiblemente 0,6:1 y
2,5:1.
\vskip1.000000\baselineskip
Conforme a otro aspecto de la presente invención
un método para revestir una superficie como una superficie de roca
consiste en pulverizar la superficie con
- a)
- una composición endurecible que comprende el componente a base de cemento (i) y la emulsión acuosa de polímero orgánico (ii) tal como se ha definido antes o bien
- b)
- una composición endurecible que comprende el aluminato de calcio (i) y el polímero secado (iii) tal como se han definido antes, a los que se ha añadido agua y continuar pulverizando hasta formar un revestimiento en la superficie de al menos 2 mm de grosor y dejar secar.
\vskip1.000000\baselineskip
Si se utiliza la emulsión de polímero orgánico
(ii) el agua puede ser agua que ya se encuentra presente en la
emulsión (ii) por lo que el agua de la emulsión acuosa se utiliza
para hidratar los componentes del cemento. También se puede añadir
agua si se prefiere.
Si se utiliza la emulsión polimérica secada
(iii) con el aluminato de calcio (i) es necesario añadir agua para
hidratar los componentes del cemento.
Tanto si se utiliza la emulsión o la emulsión
polimérica secada, el peso de agua es preferiblemente al menos un
50% en peso de la composición de cemento (i), más preferiblemente al
menos un 70% o un 90%. Cantidades de agua superiores al peso de la
composición de cemento (i) se pueden utilizar, por ejemplo, hasta
dos, tres o incluso cinco veces.
Preferiblemente el pH se controla ajustando la
cantidad de álcali/ácido para ajustar con ello el tiempo de
endurecimiento. Se pueden añadir otros aceleradores o
retardadores.
\newpage
Si se desea iniciar o incrementar la velocidad
del endurecimiento esto se puede hacer añadiendo un álcali. Esta
adición se puede hacer de forma conveniente en o cerca de la
boquilla cuando se está pulverizando la mezcla. La adición de un
álcali fuerte puede producir un endurecimiento casi instantáneo.
La adición de un agente gelificante como un
borato puede acelerar la gelificación del polímero. La velocidad de
gelificación se puede ajustar seleccionando un borato de solubilidad
apropiada. Por ejemplo, el borato de calcio es menos soluble que el
borato de zinc y permite una gelificación más larga y por tanto un
tiempo de trabajo mayor.
Las ventajas de todo esto son que el equipo de
mezcla no necesita ser limpiado periódicamente, por ejemplo, después
de 2 a 3 mezclas y se pueden usar aluviones o placeres
continuos.
La invención también proporciona un método para
tratar una superficie de roca en una mina que comprenda pulverizar
una mezcla de cemento y una emulsión de polímero orgánico para
formar una película sobre la superficie de al menos 2 mm de
grosor.
El revestimiento se puede aplicar para dar
soporte. Se ha descubierto que un revestimiento de unos 4 mm (por
ejemplo, de 3 a 7 mm) de grosor se puede utilizar como un sustituto
para la malla de alambre empleada para prevenir el desprendimiento
y que fragmentos de roca sueltos caigan en una mina, por ejemplo,
una malla como la mencionada en la patente americana como malla de
alambre soldada nº7. Los revestimientos se pueden utilizar en minas
que se conocen como "minas de roca dura" como las minas de
níquel o de oro y también en las minas de carbón.
Los revestimientos se pueden usar, por ejemplo,
cuando se vuela la mina por el método de explotación por cámaras y
pilares para reducir el tamaño de los pilares que quedan para dar
soporte y con ello recuperar más carbón. Esto se consigue
pulverizando el revestimiento sobre los pilares y aumentando con
ello su capacidad de soporte de carga.
EL revestimiento se puede utilizar también para
estabilizar los pilares de seguridad y para reparar y sellar las
estructuras de control de la ventilación. Los revestimientos también
se pueden aplicar para reducir o prevenir la alteración por la
acción de agentes atmosféricos, es decir la erosión de superficies
de roca expuestas al aire por el propio aire de la mina o para la
eliminación del gas radón en una mina de uranio o para estabilizar
los terraplenes, por ejemplo, en una cantera, para estabilizar los
techos de los túneles o similares.
Las figuras 1 y 2 muestran el aparato utilizado
en la mezcla y el pulverizado para aplicar los revestimientos de la
invención.
Con respecto a la figura 1 se conectan tres
líneas, la 2, 4 y 6 a la cámara 7 adyacente a una boquilla
pulverizadora 8. Por la vía 2 circula la emulsión/cemento
previamente mezclada. El aire pasa por la línea 4 y se mezcla con
el acelerador (si se utiliza) de la línea 6 antes de contactar con
la mezcla de emulsión/cemento. Por la boquilla pulverizadora sale
una mezcla de cemento/emulsión, aire y acelerador.
Con respecto a la figura 2 el polvo seco 19 que
consta de cemento y de una emulsión polimérica seca se encuentra en
la tolva o embudo 20 y de aquí es extraído por una rosca 22 a un
conducto 24. Una cantidad controlada de agua procedente de un
medidor 25 se introduce en el conducto 24 y se mezcla con el polvo
por la acción del tornillo 22. La mezcla procedente del conducto 24
pasa por la acción de la gravedad a un recipiente 26 del cual es
extraída por una bomba Moyno 27 y luego pasa a un pulverizador (no
mostrado). La bomba funciona más rápidamente que la mezcla que va
alimentando el recipiente 26 de manera que el tiempo de permanencia
en el recipiente 26 es muy corto. Dicha disposición se conoce como
placer o aluvión continuo.
De acuerdo con otro aspecto de la invención, la
composición endurecible mencionada puede aparecer en forma de un
sistema de dos partes, de manera que cuando se mezclan consiguen la
composición endurecible definida mencionada.
Las dos partes pueden comprender una primera
parte que contiene aluminato de calcio y una emulsión polimérica y
una segunda parte que contiene un acelerador para la reacción de
cemento y la emulsión polimérica.
La primera parte puede contener un retardador
para la reacción de cemento y la segunda parte puede contener un
acelerador para la reacción del cemento.
Básicamente todo el aluminato de calcio
requerido para formar la composición endurecible definida antes se
puede suministrar en la primera parte y básicamente toda la emulsión
polimérica puede estar contenida en la segunda parte.
Cada parte contiene preferiblemente suficiente
emulsión polimérica para conseguir movilidad.
De acuerdo con otro aspecto de la invención se
ha previsto un revestimiento que se obtiene pulverizando una
composición acuosa que comprende un componente a base de cemento, un
polímero orgánico y fibras tal como se ha descrito antes, sobre un
sustrato de manera que dicho revestimiento tenga una resistencia a
la tracción tal que una muestra de 3 mm de grosor tenga una
resistencia a la tracción medida de acuerdo con ASTM D
412-98 de al menos 345 kPa (50 psi) al cabo de 2
horas.
La invención se ha descrito con ayuda de los
ejemplos siguientes.
En todos los ejemplos siguientes la composición
a base de cemento se preparaba por primera vez mezclando como polvo
seco, el cemento de alto contenido en alúmina, anhidrita (si está
presente), carbonato de litio, heptonato de sodio, fibras (si están
presentes) y materiales de relleno (si están presentes).
La composiciones a base de cemento seco así
preparadas se añadían a temperatura ambiente y agitando a la
emulsión polimérica acuosa contenida en un recipiente de mezcla.
Los revestimientos se preparaban vertiendo la
mezcla de la emulsión acuosa polimérica y el componente a base de
cemento en moldes y dejándola endurecer.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplos 1 a
4
Los ejemplos 1 a 3 no están de acuerdo con la
invención y se incluyen con fines comparativos.
Se preparaban una serie de composiciones de
revestimiento endurecible en las cuales la cantidad de sulfato de
calcio variaba y se aplicaban diferentes composiciones.
La resistencia a la tracción se medía a
intervalos de tiempo empezando a las 2 horas de la formación del
revestimiento. 1 psi es 6895 Pa.
También se determinaba la flexibilidad a los 6
meses.
Los detalles de las composiciones y de los
resultados de la resistencia a la tracción y de las mediciones de
flexibilidad se resumen en la tabla 1.
Todas las partes en peso
R.H. significa humedad relativa.
HAC significa cemento con alto contenido en
alúmina.
Tenía una temperatura de transición vítrea de
0ºC y su viscosidad se situaba en el intervalo de 1900 a 2800 cps y
su pH oscilaba entre 4,0 y 5,0.
Los resultados en la tabla 1 indican que la
flexibilidad a largo plazo mejora reduciendo la cantidad de sulfato
de calcio (anhidrita) en la composición.
La composición más flexible después de un
almacenamiento de 6 meses era la del ejemplo 4 que no contenía
sulfato de calcio.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplos 5 y
6
Los ejemplos 5 y 6 están de acuerdo con la
invención. En los ejemplos 5 y 6 se han incluido distintas
cantidades de fibra.
La resistencia a la tracción de los
revestimientos obtenidos a partir de las composiciones se medía a
intervalos de tiempo empezando a las 2 horas de la formación del
revestimiento.
Los detalles de las composiciones y de las
mediciones de la resistencia a la tracción se muestran en la tabla
2. 1 psi es 6895 Pa.
La HAC fue la Secar 71 empleada en los ejemplos
1 a 4.
\vskip1.000000\baselineskip
Las muestras se fundían en moldes de 3 mm de
profundidad de acuerdo con ATM D 412-98a.
Las muestras se desmoldaban al cabo de 2 horas y
(en el caso de una muestra analizada hacía 2 horas inmediatamente) o
se dejaban curar a 25ºC y 65% de R.H. hasta que se analizaban.
El método de análisis era el siguiente: las
muestras se trituraban en un Tensómetro Hounsfield ajustado con una
célula de carga de 5000N a una velocidad de 10mm/minuto. La
resistencia a la tracción se determinaba dividiendo la carga máxima
por el área de sección en la rotura. La elongación en la rotura se
medía mediante un movimiento transversal.
Los ejemplos 5 y 6 muestran el efecto de incluir
fibras en la fórmula.
La resistencia a la tracción aumenta de forma
significativa, en particular la resistencia a la tracción a las 2 y
4 horas.
La flexibilidad a los 6 meses a 25ºC y 65% de
humedad relativa de los productos de los ejemplos 5 y 6 era
básicamente la misma que la del ejemplo 4.
\vskip1.000000\baselineskip
Ejemplos 7 a
12
Se preparaban una serie de composiciones en las
cuales la cantidad de fibra variaba y se aplicaba como un
revestimiento. El ejemplo 7 es un ejemplo comparativo.
La HAC y la fibra eran las mismas que las
utilizadas en los ejemplos 5 y 6.
La resistencia a la tracción se medía a
intervalos de tiempo empezando a las 2 horas de la formación del
revestimiento. 1 psi es 6895 Pa.
También se medía la flexibilidad a los 6
meses.
Los detalles de las composiciones y los
resultados de las mediciones de la resistencia a la tracción se
registran en la tabla 3.
La flexibilidad de los revestimientos era
esencialmente la misma que la de los ejemplos 5 y 6.
Los resultados en la tabla 3 muestran un efecto
sorprendente: el incorporar fibras a las composiciones da lugar a un
incremento porcentual mucho mayor en la resistencia a la tracción a
las 2 y 4 horas que a las 24 horas.
\vskip1.000000\baselineskip
Se preparaba una composición a base de cemento a
partir de los componentes mencionados en las primeras 6 líneas en la
tabla 4 y se mezclaba con la emulsión polimérica Taevalon para
obtener un porcentaje en peso de sólidos poliméricos respecto a la
composición de cemento de 1,5:1.
La resistencia a la tracción se determinaba a
intervalos de tiempo a 30ºC y a un 65% y a un 100% de humedad
relativa y los resultados se registraban en la tabla 5. 1 psi es
6895 Pa.
La fibra y el HAC eran los mismos a los
empleados en los ejemplos 5 y 6.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
La flexibilidad a los 6 meses era buena pues no
aparecían grietas al doblar una curva de 18 mm de diámetro.
\newpage
Se preparaba una composición endurecible del
modo anteriormente descrito a partir de los ingredientes de la tabla
6.
\vskip1.000000\baselineskip
\vskip1.000000\baselineskip
Las muestras se analizaban tal como se ha
descrito antes. La flexibilidad de las muestras a los 6 meses
resultaba ser buena.
Claims (10)
1. Una composición endurecible que comprende
- (i)
- un componente a base de cemento que comprende al menos un 25% de aluminato de calcio del cual al menos un 40% es monoaluminato de calcio, de forma que dicho componente contiene opcionalmente uno o más rellenos de partículas pero contiene menos del 10% en peso de sulfato de calcio, de tal forma que el porcentaje en peso se basa en el peso de componente de cemento y
- (ii)
- una emulsión acuosa de un polímero orgánico, de tal forma que la cantidad de (ii) en relación con la de (i) es tal que proporciona un porcentaje en peso de sólidos poliméricos frente al peso de (i) entre 0,5:1 y 10:1, preferiblemente 0,6:1 a 2,5:1, o bien
- (iii)
- un polímero orgánico dispersable y donde la cantidad de polímero dispersable es tal que el porcentaje en peso de polímero respecto al peso de (i) oscila entre 0,5:1 y 10:1, preferiblemente 0,6:1 y 2,5:1.
donde el componente a base de cemento (i)
contiene una cantidad de fibra reforzante eficaz para mejorar la
resistencia a la tensión de los revestimientos obtenidos a partir de
la composición endurecible pero que no excede el 5% en peso del
componente a base de cemento (i).
\vskip1.000000\baselineskip
2. Una composición endurecible tal como se
reivindica en la reivindicación 1 que contiene agua en una cantidad
igual a al menos un 50% en peso del peso del componente a base de
cemento (i), preferiblemente entre el 70% y el 250%.
3. Una composición endurecible tal como se
reivindica en la reivindicación 1 ó 2 donde las fibras están
formadas por un material plástico sintético, vidrio o acero.
4. Una composición endurecible tal como se
reivindica en la reivindicación 3 de manera que el material plástico
sintético es un polímero hidrocarbonado o una poliamida.
5. Una composición endurecible tal como se
reivindica en cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, de manera
que las fibras tienen una longitud entre 1 y 30 mm y un diámetro
entre 10 y 40 micras.
6. Una composición endurecible tal como se
reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el
aluminato de calcio es aportado por un cemento de alto contenido en
alúmina habitual en el comercio.
7. Una composición endurecible tal como se
reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores donde el
aluminato de calcio comprende al menos un 60% en peso de
monoaluminato de calcio.
8. Una composición endurecible tal como se
reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores que
comprende entre un 0,02 y un 5% de fibra reforzante en peso del
componente a base de cemento (i).
9. Método para preparar una composición
endurecible de manera que dicho método consiste en formar un
componente a base de cemento (i) que comprenda al menos un 25% de
aluminato de calcio del cual al menos un 40% es monoaluminato de
calcio, donde dicho componente a base de cemento contiene
opcionalmente uno o más materiales de relleno a base de partículas
pero contiene menos del 10% en peso de sulfato de calcio, estando el
% en peso basado en el peso del componente a base de cemento y la
mezcla de dicho componente de cemento (i) con (ii) una emulsión
acuosa de un polímero orgánico, siendo la cantidad de (ii) en
relación a (i) tan grande que se obtiene un porcentaje en peso de
sólidos poliméricos respecto al peso de (i) entre 0,5:1 y 10:1,
preferiblemente 0,6:1 y 2,5:1, o bien con (iii) un polímero orgánico
dispersable y donde la cantidad de polímero dispersable es tan
grande que se obtiene un porcentaje en peso de polímero respecto al
peso de (i) entre 0,5:1 y 10:1, preferiblemente 0,6:1 y 2,5:1, de
manera que una cantidad de fibras reforzante eficaz para mejorar la
resistencia a la tracción de los revestimientos obtenidos de la
composición endurecible, de manera que la cantidad de fibra no
exceda el 5% en peso del componente a base de cemento (i).
10. Un método de aplicación de un revestimiento
a una superficie de tal modo que el método comprende la formación de
una composición endurecible tal como se reivindica en la
reivindicación 1 y pulverizar la composición sobre la superficie
para formar un revestimiento de al menos 2 mm de grosor.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GBGB0109173.5A GB0109173D0 (en) | 2001-04-12 | 2001-04-12 | Cementitious compositions and a method of their use |
| GB0109173 | 2001-04-12 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ES2344252T3 true ES2344252T3 (es) | 2010-08-23 |
Family
ID=9912747
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ES02713071T Expired - Lifetime ES2344252T3 (es) | 2001-04-12 | 2002-04-10 | Composiciones a base de cemento y su utilizacion. |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6926769B2 (es) |
| EP (1) | EP1377532B1 (es) |
| CN (2) | CN1602286A (es) |
| AT (1) | ATE469107T1 (es) |
| AU (1) | AU2002244861B2 (es) |
| DE (1) | DE60236501D1 (es) |
| ES (1) | ES2344252T3 (es) |
| GB (1) | GB0109173D0 (es) |
| PL (1) | PL205697B1 (es) |
| PT (1) | PT1377532E (es) |
| RU (1) | RU2301205C2 (es) |
| WO (1) | WO2002083593A1 (es) |
| ZA (1) | ZA200307312B (es) |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2211638T3 (es) * | 1999-10-19 | 2004-07-16 | Minova International Limited | Composiciones cementosas y procedimiento para su uso. |
| US7276551B2 (en) * | 2004-04-06 | 2007-10-02 | Jean-Roch Pageau | Cement composition |
| DE102008043516A1 (de) | 2008-11-06 | 2010-05-12 | Wacker Chemie Ag | Verfahren zur Applikation von polymermodifizierten Nassbetonmischungen |
| DE102008063965C5 (de) * | 2008-12-19 | 2019-02-21 | Evonik Degussa Gmbh | Hydrophobierte zementhaltige Zusammensetzungen |
| EP2450417B1 (en) * | 2010-08-17 | 2016-05-18 | Services Pétroliers Schlumberger | Self-repairing cements |
| WO2013062534A1 (en) * | 2011-10-26 | 2013-05-02 | Empire Technology Development Llc | Reinforcing element |
| US8906292B2 (en) * | 2012-07-27 | 2014-12-09 | General Electric Company | Crucible and facecoat compositions |
| SI3187028T1 (sl) | 2014-10-13 | 2020-03-31 | Tae Technologies, Inc. | Sistem za strnjevanje in zgošćanje kompaktnih torusov |
| CN108352199B (zh) | 2015-11-13 | 2022-09-09 | 阿尔法能源技术公司 | 用于frc等离子体位置稳定性的系统和方法 |
| EP3535101B1 (en) * | 2016-11-01 | 2020-09-23 | Sika Technology AG | Process for printing a 3d structure with a multi-component mortar system |
| CN113880508A (zh) * | 2021-09-07 | 2022-01-04 | 山西晋煤集团技术研究院有限责任公司 | 用于煤矿底抽巷易风化围岩快速密闭的材料及其使用方法 |
| US20230112351A1 (en) * | 2021-09-30 | 2023-04-13 | Anyway Solid Environmental Solutions Ltd. | Low carbon emission concrete for walkways and paths, binders and methods thereof |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1346779A (en) * | 1971-02-12 | 1974-02-13 | Elkalite Ltd | Cementitious articles |
| JPS60158269A (ja) * | 1984-01-30 | 1985-08-19 | Takeda Chem Ind Ltd | 塗膜形成組成物 |
| JPS6140862A (ja) * | 1984-07-31 | 1986-02-27 | 菊水化学工業株式会社 | モルタル組成物 |
| JP2710351B2 (ja) * | 1988-08-26 | 1998-02-10 | 電気化学工業株式会社 | 急硬性ポリマーセメント組成物 |
| JPH02137755A (ja) * | 1988-11-16 | 1990-05-28 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 道路補修材 |
| US5269845A (en) * | 1992-02-27 | 1993-12-14 | Cer-Con, Inc. | Calcium aluminate composition and process for making same |
| ES2211638T3 (es) * | 1999-10-19 | 2004-07-16 | Minova International Limited | Composiciones cementosas y procedimiento para su uso. |
| ATE255076T1 (de) * | 1999-10-19 | 2003-12-15 | Minova Int Ltd | Zementzusammensetzungen und verfahren zu deren verwendung |
| JP2002316849A (ja) * | 2001-04-17 | 2002-10-31 | Denki Kagaku Kogyo Kk | 吹付用急結剤、吹付用急結剤スラリー、急結性セメントコンクリート、及び吹付工法 |
-
2001
- 2001-04-12 GB GBGB0109173.5A patent/GB0109173D0/en not_active Ceased
-
2002
- 2002-04-10 WO PCT/GB2002/001685 patent/WO2002083593A1/en active IP Right Grant
- 2002-04-10 AU AU2002244861A patent/AU2002244861B2/en not_active Ceased
- 2002-04-10 RU RU2003132869/03A patent/RU2301205C2/ru not_active IP Right Cessation
- 2002-04-10 US US10/474,350 patent/US6926769B2/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-04-10 DE DE60236501T patent/DE60236501D1/de not_active Expired - Lifetime
- 2002-04-10 CN CNA02808103XA patent/CN1602286A/zh active Pending
- 2002-04-10 ES ES02713071T patent/ES2344252T3/es not_active Expired - Lifetime
- 2002-04-10 PL PL366844A patent/PL205697B1/pl not_active IP Right Cessation
- 2002-04-10 CN CNA2008101312734A patent/CN101348359A/zh active Pending
- 2002-04-10 AT AT02713071T patent/ATE469107T1/de not_active IP Right Cessation
- 2002-04-10 EP EP02713071A patent/EP1377532B1/en not_active Expired - Lifetime
- 2002-04-10 PT PT02713071T patent/PT1377532E/pt unknown
-
2003
- 2003-09-18 ZA ZA200307312A patent/ZA200307312B/en unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1377532B1 (en) | 2010-05-26 |
| AU2002244861B2 (en) | 2007-05-17 |
| PT1377532E (pt) | 2010-07-09 |
| GB0109173D0 (en) | 2001-05-30 |
| CN1602286A (zh) | 2005-03-30 |
| PL205697B1 (pl) | 2010-05-31 |
| CN101348359A (zh) | 2009-01-21 |
| EP1377532A1 (en) | 2004-01-07 |
| ZA200307312B (en) | 2004-09-20 |
| RU2003132869A (ru) | 2005-03-27 |
| PL366844A1 (en) | 2005-02-07 |
| US6926769B2 (en) | 2005-08-09 |
| US20040107874A1 (en) | 2004-06-10 |
| WO2002083593A1 (en) | 2002-10-24 |
| DE60236501D1 (de) | 2010-07-08 |
| ATE469107T1 (de) | 2010-06-15 |
| RU2301205C2 (ru) | 2007-06-20 |
| AU2002244861B8 (en) | 2002-10-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| ES2211638T3 (es) | Composiciones cementosas y procedimiento para su uso. | |
| ES2703699T3 (es) | Aglutinante basado en un compuesto mineral sólido rico en óxido de metal alcalinotérreo con activadores que contienen fosfato | |
| ES2344252T3 (es) | Composiciones a base de cemento y su utilizacion. | |
| CN102753499A (zh) | 水泥促进剂 | |
| AU2002244861A1 (en) | Cementitious compositions and a method of their use | |
| ITMI20121255A1 (it) | Additivi acceleranti di presa e indurimento | |
| US6780237B2 (en) | Cementitious compositions and a method of their use | |
| ES2941671T3 (es) | Método para aplicar un material no basado en cemento portland | |
| JP6116350B2 (ja) | セメント混和材およびセメント組成物 | |
| KR100464184B1 (ko) | 숏크리트용 시멘트 광물계 급결제 및 그 제조방법 | |
| ES2394215T3 (es) | Morteros colables de fraguado rápido con elevada fluidez | |
| JP2000072503A (ja) | 被覆細骨材、セメント組成物、セメント組成物の製造方法 | |
| JP4786780B2 (ja) | 吹付セメントコンクリート及び吹付方法 | |
| ES2944261T3 (es) | Mezcla mineral de agentes aglutinantes de endurecimiento rápido | |
| JP7443150B2 (ja) | 急結剤及び吹付材料 | |
| JP4037024B2 (ja) | 吹付け工法 | |
| JP2024501295A (ja) | 三成分系水硬性結合材組成物 | |
| JP2001233661A (ja) | ドライセメントコンクリート、吹付材料及びそれを用いた吹付工法 | |
| JP2003292354A (ja) | 吹付けコンクリート用急結剤及び吹付けコンクリートの施工方法 | |
| JPS6128669A (ja) | 湿式コンクリ−ト吹付法 | |
| JP2018162196A (ja) | 湿式吹付工法用吹付材 | |
| JP2002220266A (ja) | 急結剤スラリー、吹付材料及びそれを用いた吹付工法 | |
| JPH04114941A (ja) | セメント急結剤 |