ES3045232T3

ES3045232T3 - Use of calcium nitrate to modify the permeability for carbon dioxide of a hardened cementitious composition

Info

Publication number: ES3045232T3
Application number: ES16801154T
Authority: ES
Inventors: Wolfram Franke; Giuseppe Cilluffo; Mehrdad Torabzadegan
Original assignee: Yara International ASA
Current assignee: Yara International ASA
Priority date: 2015-11-10
Filing date: 2016-11-10
Publication date: 2025-11-27
Anticipated expiration: 2036-11-10
Also published as: BR112018009232A2; CA3000052C; CA3000052A1; AU2016353474A1; EP3398917A1; EP3374327C0; MA43222A; EP3374327A2; EP3374327B1; CY1123683T1; BR112018009232A8; BR122022020364B1; WO2017081119A3; PL3374327T3; ES2765980T3; US20190071367A1; AU2016353474B2; CA3187229A1; EP3398917B1; MY184411A

Abstract

La invención se refiere al uso de nitrato de calcio para reducir la distribución del tamaño de poro de una composición cementosa endurecida, preferiblemente una composición de hormigón endurecido, donde la composición cementosa (hormigón) comprende entre un 1 % en peso y un 4 % en peso de nitrato de calcio del contenido de cemento de la composición, dependiendo del tipo de cemento. Esto resulta en una menor permeabilidad de la composición cementosa (hormigón) fraguada al dióxido de carbono (CO<Sub>2</Sub>) y, por lo tanto, en una mayor resistencia a la carbonatación. La invención se refiere además a un método para producir dicha composición cementosa (hormigón) endurecida y a una composición de hormigón vertible y curable (húmedo). La invención también se refiere a un hormigón sólido reforzado con acero con una alta resistencia a la carbonatación y a un método para producir un hormigón sólido reforzado con acero con una alta resistencia a la carbonatación. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

[0001] D E S C R I P C I Ó N

[0003] Uso de nitrato de calcio para modificar la permeabilidad al dióxido de carbono de una composición cementosa endurecida

[0005] Campo de la invención

[0007] La invención se refiere al uso de nitrato de calcio para modificar la permeabilidad de una composición cementosa endurecida.

[0009] La presente divulgación se refiere al uso de nitrato de calcio para modificar la distribución del tamaño de poro de una composición cementosa tras su fraguado. Además, se refiere a un método para producir una composición cementosa con una distribución de tamaño de poro modificada tras su fraguado. También se refiere a una composición de hormigón vertible y a un hormigón sólido reforzado con acero (= hormigón endurecido reforzado con acero) con una elevada resistencia a la carbonatación. Asimismo, se refiere al uso de nitrato de calcio como aditivo para una composición de hormigón reforzado con acero para aumentar la resistencia a la carbonatación del hormigón endurecido reforzado con acero. Finalmente, se refiere a un método para producir un hormigón sólido reforzado con acero con una elevada resistencia a la carbonatación del hormigón sólido.

[0011] Antecedentes de la invención

[0013] El hormigón es un material de construcción compuesto formado principalmente por agregado (a), cemento (c) y agua (w). Normalmente, las relaciones a/c de 0,3 a 0,6 en peso y a/c de 3 a 6 en peso son comunes. Esto da como resultado contenidos de cemento de 300 a 500 kg/m3 de hormigón. Los aditivos se añaden normalmente en una proporción de entre el 0,5% y el 5,0% del peso del cemento. Existen numerosas formulaciones de aditivos añadidos que proporcionan diversas propiedades. El árido suele ser grava gruesa o rocas trituradas como la caliza o el granito, junto con un árido fino como la arena. El cemento suele pertenecer al grupo del cemento Portland, pero también puede ser simple, como el CEM I, o mezclado, como el CEM II, III o IV, donde entre el 20% y el 50% del peso del cemento Portland se sustituye por otro material semirreactivo. Otros materiales cementantes, como las cenizas volantes y el cemento de escoria, sirven como aglutinante para el árido. También se añaden diversos aditivos químicos para lograr diversas propiedades.

[0015] Cuando el agua se añade a la mezcla de hormigón seco, ésta se puede moldear (normalmente verter o moldear) y luego solidificar y endurecer (curar, fraguar) hasta obtener un hormigón de gran resistencia mediante un proceso químico llamado hidratación. El agua reacciona con el cemento, que une los demás componentes, creando finalmente un material robusto similar a la piedra. Durante el fraguado del hormigón recién producido, las fases del cemento Portland (silicatos de calcio, aluminatos de calcio y ferritas de calcio y aluminio) reaccionan con el agua para formar lápidas o piedras de cemento (hidratos de silicato de calcio, hidratos de calcio y aluminio e hidratos de ferrita de calcio y aluminio). El proceso de hidratación conduce a la formación de cristales, así como de hidróxido de calcio. La cristalización causada por la presencia de agua provoca la formación de huecos en la lápida, que suelen representar aproximadamente el 3% del volumen del hormigón endurecido. Estos huecos suelen estar parcialmente conectados, lo que permite la penetración de gases y líquidos en el hormigón.

[0017] Además de la posibilidad de tener diferentes formulaciones de hormigón que proporcionen diversas propiedades, también existe una distinción entre hormigón armado y no armado. Normalmente, se utilizan varillas de acero para reforzar el hormigón. Estas varillas están protegidas por la alcalinidad (alto nivel de pH) del agua intersticial del hormigón, debido a la alta concentración de hidróxido de calcio. Las varillas son necesarias para soportar fuerzas de tracción y son esenciales, por ejemplo, para soportar la flexión de las vigas de hormigón.

[0019] El mecanismo que destruye el hormigón armado con acero expuesto a la humedad se denomina carbonatación. En este proceso, el dióxido de carbono o CO migra al hormigón a través de los huecos, donde reacciona con Ca(OH) para formar CaCO (piedra caliza). Esto provoca una reducción del pH. Para el hormigón en sí, ésto no supone un problema, pero sí lo es para el refuerzo. El refuerzo, normalmente de acero, se ve afectado por la acidez. En consecuencia, se crea un entorno corrosivo para el acero de refuerzo. Esto provoca la falla del refuerzo, lo que finalmente provoca la pérdida de la integridad estructural del hormigón armado o su desconchado.

[0021] Sin embargo, esta carbonatación es un proceso lento. El frente de carbonatación se desplaza a través del hormigón comenzando por la superficie. La capa de hormigón que separa la armadura de la atmósfera ambiente debe tener un espesor determinado por el Eurocódigo 2 u otras directrices, dependiendo de las condiciones ambientales. La velocidad de reacción aumenta con la porosidad, ya que el CO puede difundirse más fácilmente en el hormigón y reaccionar con el Ca(OH).

[0023] Para solucionar este problema, se suele aplicar recubrimientos. El término "recubrimiento" se usa a menudo de forma amplia para referirse a prácticamente cualquier material líquido o semisólido aplicado al hormigón curado, incluyendo recubrimientos y capas de cemento, pinturas y sistemas de áridos epóxicos. Los selladores de hormigón se aplican para protegerlo de daños superficiales, corrosión y manchas. Estos obstruyen los poros del hormigón para reducir la absorción de agua y sales o forman una capa impermeable que impide el paso de dichos materiales. Un ejemplo de sellador de hormigón es un sellador tópico que puede mejorar visualmente la capa superior del hormigón, además de brindar protección tópica contra manchas y productos químicos.

[0025] Requieren una superficie seca y limpia durante la aplicación para obtener adherencia. Otro ejemplo de sellador de hormigón es un sellador penetrante, como el silano o el siloxano, que puede aplicarse a superficies de hormigón secas o húmedas. Es importante que los selladores penetrantes se adapten correctamente a la porosidad del sustrato para que penetren eficazmente en la superficie del hormigón y reaccionar.

[0027] La reacción química une los ingredientes activos dentro del sustrato, bloqueando la humedad superficial. Otros ejemplos de recubrimientos aplicables a la superficie del hormigón son las membranas de película tópica, como las resinas acrílicas y los sistemas epoxi/uretano.

[0029] La desventaja de todos los recubrimientos descritos anteriormente es que tienen una vida útil limitada y solo protegen una capa de hormigón situada cerca de la superficie superior. La mayor concentración del recubrimiento permanece cerca de la superficie. En caso de destrucción de esta capa, por ejemplo, por impacto químico o físico, se pierde la protección.

[0031] Como alternativa a los recubrimientos, se puede utilizar cementos que aumentan la densidad y reducen la porosidad del hormigón. Un ejemplo de ello son los cementos de escoria de alto horno granulada molida (CEM III), lo que suele prolongar el proceso de curado y, en consecuencia, consumir mucho tiempo y dinero.

[0033] Otra alternativa es añadir humo de sílice al hormigón, apuntando a la densidad y la porosidad del hormigón. Sin embargo, estos hormigones tienen el inconveniente de que son más frágiles y tienden a agrietarse cuando se exponen a la flexión.

[0035] El documento WO 2014/048871 se refiere a un aditivo para una composición cementosa y a un método que utiliza dicho aditivo para fabricar una composición cementosa duradera, en particular un hormigón, en condiciones de clima frío, como en invierno o en zonas geográficas frías.

[0037] El documento EP 2888208 se refiere a una composición de mortero o cemento multiusos para (i) inhibir la corrosión del acero en estructuras de mortero o cemento, (ii) reparar, rellenar y/o pulverizar daños, grietas, defectos y cavidades en estructuras de mortero o cemento y/o (iii) revestir, recubrir y/o proteger superficies de mortero u hormigón.

[0039] De lo anterior, se puede concluir que actualmente no se conocen soluciones exitosas que mantengan las propiedades comunes del hormigón y, al mismo tiempo, eviten la carbonatación del hormigón mediante una solución en el hormigón. Por lo tanto, existe la necesidad de proporcionar una solución que cumpla con estos requisitos.

[0041] Resumen de la invención

[0043] La invención se refiere al uso de nitrato de calcio para modificar la permeabilidad de la composición cementosa endurecida al dióxido de carbono (CO2), en donde la composición cementosa comprende entre 1% en peso y 4% en peso de nitrato de calcio del contenido de cemento (o en peso de cemento) de la composición cementosa, dependiendo del tipo de cemento.

[0045] Según un uso particular según la invención preconizada, la composición cementosa es una composición de hormigón.

[0047] Un vacío observado en una composición de hormigón endurecido suele tener un diámetro de entre 10 pm y 3000 pm. Si bien la distribución del tamaño de poro depende de diversos factores, como el tipo de composición cementante, el método de preparación y colado, las condiciones ambientales, etc., en promedio se observará una mayor densidad de poros con un tamaño de aproximadamente 100 pm y de aproximadamente 1000 pm. El contenido total de vacíos de aire en el volumen total de la composición cementante define la porosidad de la composición.

[0049] La modificación de la distribución del tamaño de poro de la composición cementosa endurecida mediante la adición de nitrato de calcio permite obtener más y menos huecos grandes en la composición. Sorprendentemente, se ha descubierto que la adición de una cantidad específica de nitrato de calcio, según el tipo de cemento utilizado, logra este efecto. De esta manera, se reduce la permeabilidad de la composición cementosa endurecida al dióxido de carbono (CO). Cabe destacar que, si bien se altera la distribución del tamaño de poro de la composición cementosa endurecida, la porosidad del hormigón sólido apenas se modifica.

[0051] En general, se observa que la adición de nitrato de calcio hace que la distribución del tamaño de los huecos se desplace hacia el rango sub 300 pm, en particular el rango sub 150 pm y más en particular el rango sub 100 pm; es decir, la cantidad total de huecos con un tamaño por debajo de 300, 150 y/o 100 pm, respectivamente, aumenta mientras que la cantidad total de huecos con un tamaño por encima de 300, 150 y/o 100 |jm, respectivamente, disminuye en la misma cantidad.

[0053] El cambio en la distribución del tamaño de los huecos produce un aumento de al menos el 5% y como máximo el 50% en el recuento de huecos en el rango de 30 jm a 300 jm . El cambio es más pronunciado en el rango de 50 jm a 150 jm , donde se observa un aumento de al menos el 10% y como máximo el 50%. El cambio es especialmente pronunciado en el rango de 60 a 100 jm , donde se observa un aumento de al menos el 20% y como máximo el 50%.

[0055] En un aspecto adicional de acuerdo con la invención preconizada, se utiliza nitrato de calcio para aumentar la densidad de huecos con un diámetro de hueco inferior a 300 jm , particularmente inferior a 150 jm , más particularmente inferior a 100 jm en al menos un 10%; particularmente al menos un 20%; más particularmente al menos un 30%; más particularmente al menos un 40%.

[0057] El nitrato de calcio se utiliza en particular para aumentar la densidad de huecos con un diámetro de hueco que varía de al menos 30 jm a como máximo 300 jm en al menos un 5% a como máximo un 50%; particularmente en al menos un 10% a como máximo un 50%; más en particular en al menos un 20% a como máximo un 45%; más en particular en al menos un 30% a como máximo un 45%.

[0059] Más particularmente, el nitrato de calcio se utiliza para aumentar la densidad de huecos con un diámetro que varía entre al menos 50 jm a como máximo 150 jm en al menos un 5% a como máximo un 50%; particularmente en al menos un 10% a como máximo un 50%; más particularmente en al menos un 20% a como máximo un 45%; más particularmente en al menos un 30% a como máximo un 45%.

[0061] En particular, el nitrato de calcio se utiliza para aumentar la densidad de huecos con un diámetro de hueco que varía de al menos 60 jm a como máximo 100 jm en al menos un 5% a como máximo un 50%; particularmente en al menos un 10% a como máximo un 50%; más en particular en al menos un 20% a como máximo un 45%; más en particular en al menos un 30% a como máximo un 45%.

[0063] El artículo "Efecto del nitrato de calcio en la resistencia al ciclo de congelación y descongelación del hormigón", publicado en las actas del 2.° Congreso Internacional sobre Durabilidad del Hormigón como ponencia n.° 8, del 4 al 6 de diciembre de 2014, Nueva Delhi, India, por Franke et al. (2014), ya describió en un estudio el efecto de que, en presencia de nitrato de calcio, la cristalización de la composición cementante parece variar ligeramente, pasando de menos huecos grandes a más huecos pequeños. Sin embargo, el estudio no evaluó la permeabilidad ni, en consecuencia, las interconexiones de huecos en una composición cementante endurecida, responsables de la permeabilidad.

[0065] Ahora también se pudo observar que el nitrato de calcio no solo modifica la distribución del tamaño de poro, sino también los enlaces por vacío y, por lo tanto, la permeabilidad de la composición cementosa endurecida. Esto limita la migración de gases (en este caso, dióxido de carbono) y líquidos (en este caso, ácido hidrocarbonado) hacia la composición cementosa endurecida, concretamente el hormigón.

[0067] De acuerdo con los experimentos que se analizan con más detalle más adelante en esta memoria de patente, se puede obtener una reducción de la profundidad de carbonatación en la composición cementosa endurecida de hasta un 40%.

[0069] Como resultado de esta modificación de la distribución del tamaño de poro, cuando se utiliza una composición cementante que incluye nitrato de calcio como base para un hormigón sólido reforzado con acero, aumenta la resistencia a la frontera de carbonatación de la composición cementante endurecida, es decir, la migración de dióxido de carbono y su disolución en agua para formar ácido hidrocarbonado, en el hormigón sólido. De esta manera, se reduce la corrosión inducida por carbonatación del hormigón endurecido.

[0071] En particular, la composición del hormigón comprende 300 - 500kg de cemento por m3 de hormigón endurecido, más en particular cemento Portland.

[0073] Más en particular, una cantidad del cemento se reemplaza por un material de reemplazo de cemento en una concentración de entre 0,1% en peso y 50% en peso del contenido de cemento de la composición cementosa.

[0075] El material de reemplazo de cemento se elige más particularmente entre cenizas volantes, escoria granulada molida, piedra caliza o una combinación de los mismos.

[0077] La composición del hormigón comprende particularmente 150 - 300kg de agua por m3 de hormigón endurecido.

[0079] En particular, la composición del hormigón comprende entre 1,500 - 1,800 kg de agregado por m3 de hormigón endurecido.

[0080] Más particularmente, el agregado comprende arena, grava y piedras.

[0081] Además, se divulga en este documento, pero no forma parte de la invención, una composición de hormigón vertible y curable (húmedo), que comprende por m3 de hormigón curado

[0082] - entre 300 y 500 kg de cemento;

[0083] - entre 150 y 300 kg de agua;

[0084] - entre 1,500 y 1,800 kg de áridos; y

[0085] - entre un 1% en peso y un 4% en peso del contenido

[0086] de cemento de la composición del hormigón, dependiendo del tipo de cemento, de nitrato de calcio.

[0087] En una posible composición de hormigón, una cantidad de cemento se reemplaza por un material de reemplazo de cemento en una concentración de entre 0,1% en peso y 50% en peso del contenido de cemento de la composición de hormigón.

[0088] En una realización particular de una composición de hormigón, el material de reemplazo de cemento se elige entre cenizas volantes, escoria granulada molida, piedra caliza o una combinación de los mismos.

[0089] En particular, el agregado comprende arena, grava y piedras.

[0090] En particular, el cemento es cemento Portland.

[0091] Se observa que, después de agregar agua a una composición cementosa (de hormigón) seca, que consiste en el cemento como aglutinante, el agregado y el nitrato de calcio, y mezclarla, se obtiene una composición cementosa (de hormigón) húmeda y vertible.

[0092] También se divulga en este documento, pero no es parte de la invención, el uso de nitrato de calcio como aditivo para una composición de hormigón reforzado con acero para aumentar la resistencia a la carbonatación del hormigón endurecido reforzado con acero, en donde la composición de hormigón comprende cemento y el nitrato de calcio en una dosis de 1% en peso a 4% en peso del contenido de cemento de la composición de hormigón.

[0093] En un uso más particular, la composición de hormigón es una de acuerdo con la aplicación como se divulgó anteriormente.

[0094] También se divulga en este documento el uso de nitrato de calcio como aditivo para una composición de hormigón reforzado con acero para aumentar la densidad de huecos con un diámetro de hueco inferior a 300 pm, particularmente inferior a 150 pm, más en particular inferior a 100 pm en al menos un 10%; particularmente al menos un 20%; más en particular al menos un 30%; más en particular al menos un 40%.

[0095] En particular, el nitrato de calcio se utiliza para aumentar la densidad de huecos con un diámetro de hueco que varía de al menos 30 pm a como máximo 300 pm en al menos un 5% a como máximo un 50%; particularmente en al menos un 10% a como máximo un 50%; más en particular en al menos un 20% a como máximo un 45%; más en particular en al menos un 30% a como máximo un 45%.

[0096] El nitrato de calcio se utiliza más en particular para aumentar la densidad de huecos con un diámetro de hueco que varía de al menos 50 pm a como máximo 150 pm en al menos un 5% a como máximo un 50%; particularmente en al menos un 10% a como máximo un 50%; más en particular en al menos un 20% a como máximo un 45%; más en particular en al menos un 30% a como máximo un 45%.

[0097] El nitrato de calcio se utiliza en particular para aumentar la densidad de huecos con un diámetro que varía de al menos 60 pm a como máximo 100 pm en al menos un 5% a como máximo un 50%; particularmente en al menos un 10% a como máximo un 50%; más en particular en al menos un 20% a como máximo un 45%; más en particular en al menos un 30% a como máximo un 45%.

[0098] También se divulga en este documento, pero no es parte de la invención, un sólido de hormigón reforzado con acero que tiene una resistencia elevada a la carbonatación que se obtiene al curar la composición de hormigón vertible y curable de acuerdo con la aplicación descrita anteriormente.

[0099] Además se divulga en este documento, pero no forma parte de la invención, un método para producir un sólido de hormigón reforzado con acero que tiene una resistencia elevada a la carbonatación, comprendiendo el método los pasos de:

[0100] I) preparar una composición de hormigón según la divulgación descrita anteriormente que comprende mezclar el agua, el cemento, el agregado y el nitrato de calcio;

[0101] II) verter la composición de hormigón en un molde provisto de un refuerzo de acero; y

[0102] III) hacer que la composición de hormigón se endurezca en el sólido de hormigón reforzado con acero con la resistencia elevada a la carbonatación.

[0103] Breve descripción de las figuras

[0104] La figura 1 muestra un diagrama en el que se muestra la profundidad de carbonatación en cm de dos composiciones cementosas diferentes A y B en condiciones aceleradas.

[0105] La figura 2 muestra un diagrama en el que se muestra la profundidad de carbonatación en cm de dos composiciones cementosas diferentes A y B en condiciones atmosféricas normales.

[0106] La figura 3 muestra un gráfico en el que se muestra la frecuencia acumulada en % en función del tamaño del hueco en |jm para tres composiciones cementosas diferentes.

[0107] Descripción detallada de la invención

[0108] La presente invención se refiere al uso de nitrato de calcio para modificar la permeabilidad de la composición cementosa endurecida para el dióxido de carbono (CO2), más preferiblemente una composición de hormigón endurecido. La modificación de la distribución del tamaño de poro de la composición cementosa endurecida mediante la adición de nitrato de calcio significa que se obtienen más huecos pequeños y menos grandes en la composición cementosa endurecida.

[0109] Un poro es el espacio vacío incrustado en la matriz sólida de un medio poroso, en este caso la composición cementosa endurecida, más específicamente el hormigón endurecido (también llamado hormigón "fraguado" o "curado"). La porosidad de un hormigón endurecido es el volumen total de poros. Cuando se modifica la distribución del tamaño de poro de la composición cementosa en comparación con las composiciones cementosas fraguadas conocidas del estado de la técnica, es decir, con más huecos pequeños y menos grandes, se reduce la permeabilidad de la composición cementosa endurecida al dióxido de carbono (CO).

[0110] Dependiendo del tipo de cemento, se incluye entre un 1% en peso (también llamado porcentaje en masa) y un 4% en peso de nitrato de calcio en la composición cementante seca (antes de añadir agua). Se pueden utilizar todos los tipos de nitrato de calcio, como solución de nitrato de calcio o gránulos que lo contienen.

[0111] La composición cementosa vertible y curable, también denominada composición cementosa "húmeda", preferiblemente la composición de hormigón húmeda, vertible y curable, comprende preferiblemente por m3 de hormigón curado:

[0112] - 300 - 500 kg de cemento, preferiblemente cemento Portland, que sirve como aglutinante de la composición cementante (hormigón)

[0113] - 150 - 300kg de agua;

[0114] - 1,500 - 1,800 kg de áridos, preferiblemente arena (árido fino), grava y piedras (árido grueso); 1% en peso a 4% en peso de nitrato de calcio por peso de cemento.

[0115] Se observa que, después de agregar agua a la composición cementosa (de hormigón) seca que consiste en el aglutinante, el agregado y el nitrato de calcio como aditivo, y mezclar el agua con esta composición cementosa (de hormigón) seca, se obtiene una composición cementosa (de hormigón) húmeda, vertible y curable que fragua después de un cierto período de tiempo.

[0116] Dependiendo de la aplicación y por tanto de las propiedades requeridas del hormigón, se pueden utilizar piedras como, entre otras, rocas trituradas como, por ejemplo, piedra caliza o granito. Es posible reemplazar entre el 0,1% en peso y el 50% en peso del cemento por un material de reemplazo de cemento tal como cenizas volantes, escoria granulada molida, piedra caliza o cualquier combinación de los mismos.

[0117] También se divulga en este documento el uso de nitrato de calcio como aditivo para una composición de hormigón reforzado con acero para aumentar la resistencia a la carbonatación del hormigón endurecido reforzado con acero, en donde la composición de hormigón comprende cemento y el nitrato de calcio en una dosis de 1 a 4% en peso del peso del cemento.

[0118] Además, se describe en este documento un método para producir un sólido de hormigón reforzado con acero que tiene una resistencia elevada a la carbonatación, que comprende los pasos de:

[0119] (I) preparar una composición de hormigón según la invención como se describió anteriormente que comprende mezclar el agua, el cemento, el agregado y el nitrato de calcio;

[0120] (II) (II) verter la composición de hormigón en un molde provisto de un refuerzo de acero; y

[0121] (III) (III) hacer que la composición de hormigón se endurezca en el sólido de hormigón reforzado con acero con la resistencia elevada a la carbonatación.

[0122] Además, se describe en este documento un sólido de hormigón reforzado con acero obtenido a partir del endurecimiento de la composición de hormigón de acuerdo con la invención como se describió anteriormente. Ejemplos

[0123] En un primer estudio del caso, se estudió la carbonatación en un número de muestras de hormigón bajo condiciones aceleradas. Las muestras se prepararon con una relación aguacemento de 0,5. Se utilizaron dos tipos de cemento: CEM 142,5 R (A) y CEM II/AV 42,5 R (B). Los niveles de dosificación de nitrato de calcio fueron 0% en peso (1), 1% en peso (2) y 2% en peso (3). Las muestras se curaron durante 28 días y después se expusieron a una atmósfera con 2% de CO2 hasta los 56 días. Después de 56 días, se realizó el análisis de la profundidad de carbonatación. En la figura 1, se muestra un diagrama que muestra cómo disminuye la profundidad de carbonatación en promedio. Para CEM I, la profundidad de carbonatación ya se minimiza al utilizar una dosis de nitrato de calcio del 1% en peso, mientras que para CEM II/VA la profundidad de carbonatación se minimiza al utilizar una dosis de nitrato de calcio del 2%

[0125] Ejemplo 2: Pruebas no aceleradas

[0127] En un segundo estudio de caso, se estudió la carbonatación en un número de muestras de hormigón en condiciones normales. Las muestras se prepararon con una relación aguacemento de 0,5. Se utilizaron dos tipos de cemento: CEM I 42,5 R (A) y CEM II/AV 42,5 R (B). Las dosis de nitrato de calcio fueron 0 % en peso (1), 1% en peso (2) y 2 % en peso (3). Las muestras se curaron durante 28 días y posteriormente se expusieron a atmósfera ordinaria hasta 182 días. Después de 182 días, se analizó la profundidad de carbonatación. La figura 2 muestra un diagrama que muestra que la profundidad de carbonatación disminuye en promedio. En el caso de CEMI, la profundidad de carbonatación se minimiza al utilizar una dosis de nitrato de calcio del 2 %, mientras que en el caso de CEM II/VA, la profundidad de carbonatación se minimiza con la edad.

[0129] Ejemplo 3: Pruebas de distribución del tamaño del vacío

[0131] En un tercer estudio de caso, se estudió el efecto del nitrato de calcio en la distribución del tamaño de los huecos en varias muestras de hormigón. Las muestras se prepararon con una relación aguacemento de 0,5. Las composiciones de hormigón contenían cemento Portland ordinario (OPC). Se prepararon tres muestras de hormigón armado en cubos con una longitud de arista de 150 mm.

[0133] La primera y la segunda muestra sirvieron como valores de referencia comparativos; en particular, la referencia A contenía una composición cementosa sin ningún aditivo, mientras que la referencia B contenía una composición cementosa con un aditivo que aumenta la porosidad (por ejemplo, una mezcla de surfactantes) comúnmente utilizado en la técnica. La tercera muestra contenía la composición de la referencia B junto con 4% en peso de nitrato de calcio por peso de cemento.

[0135] La medición del contenido total de huecos de aire indicó que la muestra con 4% de nitrato de calcio alcanzó el valor de porosidad más alto, del 6,0 %; sin embargo, el incremento del 0,2 % sobre el valor de porosidad de referencia B, del 5,8%, se consideró insignificante. Por lo tanto, se concluye que la adición de nitrato de calcio prácticamente no tiene un efecto perceptible en la porosidad de hormigón armado.

[0137] Por el contrario, las mediciones de la distribución del tamaño de los huecos de aire presentadas en la Fig. 3 sí mostraron diferencias significativas entre la muestra de nitrato de calcio y las dos muestras de referencia.

[0138] En general, la adición de nitrato de calcio provocó que el número total de huecos con un diámetro de hueco inferior a 300 |jm aumentara.

[0140] En general, la adición de nitrato de calcio provocó que el número total de huecos con un diámetro de hueco inferior a 300 jm aumentara; aumentar, mientras que simultáneamente provoca que disminuya el número total de huecos con un diámetro de hueco superior a 300 jm ; por lo tanto, obteniendo un cambio efectivo en el tamaño de los huecos hacia tamaños de huecos más bajos (es decir, hacia la izquierda en la Fig. 3) después de la adición de nitrato de calcio.El desplazamiento descrito se hace aún más pronunciado por debajo de 150 jm , y es especialmente prominente por debajo de 100 jm .

[0142] Al centrarse en el valor de corte de 100 jm en la muestra que contiene 4% de nitrato de calcio, aproximadamente el 71% de los huecos tienen ahora un diámetro de 100 jm o menos, mientras que aproximadamente el 29% de los huecos tienen un diámetro superior a 100 jm . En comparación, con el mismo valor de corte para la referencia B, solo el 51% de los huecos tienen un diámetro de hueco inferior a 100, y en la referencia A, este valor incluso disminuye al 45%. Por lo tanto, se concluye que la adición de nitrato de calcio provoca el vacío. La distribución del tamaño se desplaza aproximadamente un 39% hacia el rango sub 100 jm ; es decir, la cantidad total de huecos con un tamaño inferior a 100 jm aumenta en un 39% mientras que la cantidad de huecos con un tamaño superior a 100 jm disminuye en un 39%, la mima cantidad.

[0144] Se obtienen observaciones similares con diferentes valores de corte del diámetro del vacío y se presentan a continuación: Tabla 1, que muestra una descripción general de los rangos de distribución del tamaño de los huecos en valores de corte seleccionados de 30, 50, 60, 70, 80, 100, 300 1000 y 2000 jm .

[0146] Luego se puede realizar una comparación similar entre muestras con valores de porosidad similares; es decir, la referencia B y la muestra con 4% en peso de nitrato de calcio. Los resultados se presentan en la Tabla 2.

[0147] En general, se encuentra que el efecto del nitrato de calcio ya es perceptible a partir de 30 |jm en adelante, donde el número total de huecos aumenta en un -40% (es decir, una aproximación debido al bajo número de huecos con tamaño de diámetro de 30 jm o inferior hasta 300 j , con lo que el número totl de huecos aumenta en un 6%.

[0149] Tabla 1: Rangos de distribución del tamaño de los huecos

[0151]

[0154] Tabla 2: Incremento comparativo en el tamaño del hueco

[0156]

[0159] Sin embargo el efecto se define claramente en el rango de 50 a 150 jm , donde el nitrato de calcio muestra un aumento efectivo en el recuento de huecos de al menos un 13 %; especialmente en el rango de 60 a 100 jm , se observa un aumento drástico en el recuento de huecos de al menos un 37 %. El mayor incremento de huecos, del 45 %, se observa para un diámetro de hueco de 80 jm .

[0161] Después de 300 jm , se observa que las tres muestras se igualan en el número total de huecos, lo que indica que el número total de huecos con un tamaño de diámetro superior a 300 jm se redujo en las mismas cantidades que lo informado anteriormente y se confirma que la porosidad total no se ve afectada por el nitrato de calcio.

[0163] En conclusión, la adición de 4% en peso de nitrato de calcio a la tercera muestra provocó que el número total de huecos con un tamaño de diámetro inferior a 300 jm aumentara, en particular por debajo de 150 jm , más en particular por debajo de 150 jm ; mientras que simultáneamente provocó que el número total de huecos con un tamaño de diámetro superior a 300, 150 y/o 100 jm , respectivamente, disminuyera. Como resultado, la porosidad general de la composición cementosa endurecida permaneció aproximadamente similar, es decir, produjo sólo cambios perceptibles en la porosidad general, aunque la distribución del tamaño de poro se modificó significativamente

Claims

1. R E I V I N D I C A C I O N E S

1. Uso de nitrato de calcio para modificar la permeabilidad al dióxido de carbono de una composición cementosa endurecida, en donde la composición cementosa comprende entre 1% en peso y 4% en peso de nitrato de calcio del contenido de cemento de la composición cementosa, dependiendo del tipo de cemento.

2. Uso según la reivindicación 1, en el que la composición cementosa es una composición de hormigón, que comprende preferiblemente 300500 kg de cemento por m3 de hormigón endurecido, preferiblemente cemento Portland.

3. Uso según la reivindicación 2, en el que una cantidad del cemento se sustituye por un material de sustitución del cemento en una concentración de entre el 0,1% en peso y el 50% en peso del contenido de cemento de la composición cementosa, preferiblemente en el que el material de sustitución del cemento se elige entre cenizas volantes, escoria granulada molida, piedra caliza o una combinación de los mismos.

4. Uso según cualquiera de las reivindicaciones 2 ó 3, en el que la composición de hormigón comprende entre 150 y 300 kg de agua m3 de hormigón endurecido.

5. Uso según cualquiera de las reivindicaciones 2 a 4, en el que la composición de hormigón comprende entre 1.500 - 1.800 kg de árido por m3 de hormigón endurecido, preferiblemente en el que el árido comprende arena, grava y piedras.

6. Uso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en el que el nitrato de calcio aumenta la densidad de huecos con un diámetro inferior a 300 pm en al menos un 10%; preferiblemente en al menos un 20%; más preferiblemente en al menos un 30%; lo más preferiblemente en al menos un 40%.

7. Uso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en el que el nitrato de calcio aumenta la densidad de huecos con un diámetro comprendido entre al menos 30 pm y como máximo 300 pm en al menos un 5% a como máximo un 50%; preferiblemente en al menos un 10% a como máximo un 45%; más preferiblemente en al menos un 20% a como máximo un 45%; lo más preferiblemente en al menos un 30% a como máximo un 45%.

8. Uso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el nitrato de calcio aumenta la densidad de huecos con un diámetro comprendido entre al menos 50 pm y como máximo 150 pm en al menos un 5% a como máximo un 50%; preferiblemente en al menos un 10% a como máximo un 45%; más preferiblemente en al menos un 20% a como máximo un 45%; lo más preferiblemente en al menos un 30% a como máximo un 45%.

9. Uso según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el nitrato de calcio aumenta la densidad de huecos con un diámetro comprendido entre al menos 60 pm y como máximo 100 pm en al menos un 5% a como máximo un 50%; preferiblemente en al menos un 10% a como máximo un 45%; más preferiblemente en al menos un 20% a como máximo un 45%; lo más preferiblemente en al menos un 30% a como máximo un 45%.