IT9048444A1 - Composizione disperdente per cemento. - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
a corredo di una domanda di brevetto per invenzione dai titolo:
"Composizione disperdente per cemento"
a nome:
La presente invenzione si riferisce ad un originale agente disperdente per prevenire la riduzione della fluidità delle composizioni cementizie.
Il termine di composizione cementizia o di cemento si riferisce ad un miscuglio di cemento puro oppure di un cemento a cui è stato aggiunto un materiale inerte con uno o più diversi tipi di agenti di mescolamento ed acqua, per esempio pasta di cemento, boiacca di cemento, malta e calcestruzzo.
Agenti riducenti acquosi sono stati proposti per l'impiego nelle composizioni cementizie ed in particolare gli agenti riducenti acquosi ad ampia gamma per aumentare la fluidità del calcestruzzo. Tuttavia, tali agenti riducenti acquosi ad ampia gamma comportano una graduale diminuzione della consistenza (perdita di consistenza con il passare del tempo). Questo è un problema reale poiché la maggior parte del calcestruzzo usato attualmente nei cantieri viene fornito come calcestruzzo in conglomerato pronto. Pertanto, per evitare la perdita di consistenza dopo il mescolamento, al calcestruzzo vengono aggiunti agenti riducenti acquosi ad ampia gamma come additivo da aggiungere sul posto oppure come aggiunta ritardata. Tuttavia, una tale aggiunta richiede speciali attrezzature e tecnici per lo scopo ed è una operazione fastidiosa. Inoltre, gli agenti riducenti acquosi che agiscono come agenti inibitori di perdita di consistenza presentano prestazioni variabili.
L'aggiunta degli agenti disperdenti per il cemento è stata proposta per superare questi problemi. Tuttavia, la presenza di noti agenti disperdenti per il cemento tende a produrre un problema nella stabilità a lungo termine e/o nella durata della fluidità e/o nella perdita di consistenza.
Per ridurre questi problemi, in conformità con l'invenzione, viene fornita una soluzione acquosa, da impiegare come agente disperdente per cemento, di un saie polimerico il quale è formato facendo reagire un acido policarbossilico con un polimero acrilico azotato. PreferibiImente, la soluzione presenta un pH neutro, con maggiore preferenza pH 6,5-7,5.
La soluzione del sale polimerico secondo l'invenzione può essere aggiunto direttamente ad una composizione cementizia.
La soluzione del sale polimerico secondo l'invenzione riduce la tendenza della composizione cementizia a perdere gradualmente fluidità con il passare del tempo dopo il mescolamento.
Preferibi lmente, il sale polimerico in conformità con l'invenzione è il prodotto di reazione di una parte in peso di un acido poiicarbossilico e da 0,001 a 10 parti in peso di un polimero acrilico azotato, con maggiore preferenza fra 0,005 e 1 parte in peso di polimero acrilico azotato.
Prefer ibilmente, l'acido po1icarbossi1ico è un acido che è ottenuto da un monomero scelto fra:
acido metacrilico,
acido crotonico,
anidride maleica,
acido maleico,
monoestere maleico,
anidride tetraidroftalica,
acido tetraidroftalico, e
un monomero suscettibile di essere copolimerizzato con uno o più dei precedenti.
Con maggiore preferenza, gli acidi policarbossilici sono scelti fra:
un copolimero di acido metacrilico e metacrilao idrossipropi1ico,
un copolimero di acido metacrilico e di metti polietilen glicol metacrilato,
un copolimero di stirene e metil polietilen glicol maleato ,
un copolimero di stirene e butil maleato,
un copolimero di metil polietilen glicolaliti etere ed acido maleico,
un copolimero di vinil acetato ed acido maleico e
un copolimero di metil vinil etere ed acido maleico.
Preferibilmente, il polimero acrilico azotato è ottenuto da un monomero scelto fra:
dialchil ammino alchil metacrilammide,
dialchil ammino alchil acrilammide,
monoalchil metacrilammide,
monoalchil acrilammide,
dialchil metacrilammide,
dialchil acrilammide,
metacriìoil dicianodiammide,
acriloil dicianodiammide,
dialchil amminoalchil metacrilato,
dialchil ammino alchil acrilato e
un monomero suscettibile di essere copolimerizzao con uno o più dei summenzionati monomeri.
Con maggiore preferenza, i polimeri acrilici azotati sono scelti fra:
un copolimero di acrilammide e metacriloil dicianodiammide,
un copolimero di acrilammide e dimetil amminopropil metacri1ammide,
un copolimero di acrilammide e dimetil amminoetil metacri lato,
un copolimero di acrilammide e dimetil amminoetil acrilammide, e
un copolimero di acrilammide e dimetil acrilammide .
Un sale polimerico secondo l'invenzione è stabile in una gamma di pH acida o neutra, mentre, nella gamma alcalina, esso gradualmente si dissocia e fornisce dei polianioni ottenuti dall'acido poiicarbossi1ico e dal polimero acrilico azotato. Quando questo sale polimerico viene aggiunto ad una composizione cementizia, poiché usualmente il pH della fase liquida della composizione cementizia è approssimativamente di 12, immediatamente dopo l'aggiunta inizia la dissociazione di una parte del sale polimerico che è legato in modo relativamente debole ed i polianioni ottenuti per dissociazione sono assorbiti sulle particelle del cemento per disperdere le particelle del cemento, agendo così come agente disperdente per il cemento.
Quella parte del sale polimerico che non è stata ancora dissociata non può essere assorbita sulle particelle del cemento immediatamente dopo l'aggiunta e perciò non agisce nel senso di disperdere le particelle di cemento. Con il passare del tempo, la parte non dissociata del sale polimerico gradualmente si dissocia ed alla fine praticamente tutto il saie polimerico si dissocia e con la dissociazione vengono messe in evidenza delle proprietà di dispersione del cemento. In questa maniera, la composizione cementizia mantiene la sua fluidità per un lungo periodo di tempo e si evita efficacemente la perdita di consistenza. In questi ultimi anni, frequentemente è necessario che il calcestruzzo in conglomerato pronto sia disponibile lungo la strada per un lungo periodo di tempo e, come risultato, vi è il problema reale della diminuzione della consistenza con il passare del tempo. Mediante l'aggiunta del sale polimerico secondo l'invenzione, la perdita di fluidità e la perdita di consistenza vengono ridotte per il calcestruzzo in conglomerato pronto in maniera molto conveniente.
Il dosaggio della soluzione del sale polimerico secondo l'invenzione è una quantità capace di disperdere il cemento. Più preferibiImente, la quantità aggiunta della soluzione di sale polimerico è da 0,05 a 2% del cemento presente nella composizione cementizia (prefer ibiImente alla temperatura di 20°C).
E' preferibile aggiungere la soluzione del sale polimerico in conformità con l'invenzione al momento del mescolamento del calcestruzzo nell'impianto di fabbricazione. Tuttavia, è anche possibile aggiungere la soluzione del sale polimerico secondo l'invenzione in qualsiasi momento dopo il mescolamento nell'impianto di fabbricazione.
E' possibile usare ulteriormente uno o più agenti riducenti acquosi convenzionalmente largamente noti ed usati nell'industria del calcestruzzo insieme con l'agente disperdente del cemento in conformità con l'invenzione. Tali agenti riducenti acquosi sono preferibilmente i prodotti di condensazione di formaldeide ed acido naftalen solfonico, il prodotto di condensazione di formaldeide ed acido melammina solfonico, un 1ignoso1fonato, un acido po1icarbossi1ico (oppure un suo sale), un ossicarbossilato, un glucosaccaride, un copolimero di olefina a catena o ciclica contenente da 4 a 6 atomi di carbonio ed anidride dicarbossi1ica etilenicamente insatura.
Quando una soluzione di un sale polimerico secondo l'invenzione viene aggiunta ad un calcestruzzo in conglomerato pronto in cui è stato aggiunto un agente riducente acquoso (specialmente un agente riducente acquoso ad ampia gamma), esso provocherà il mantenimento di una elevata fluidità sostanzialmente senza alcuna perdita di consistenza dipendente dal tempo. Ciò contribuisce a fornire un perfezionato rendimento di lavoro sul posto di costruzione e a migliorare la qualità del calcestruzzo, impedendo di formare delle parti difettose nel calcestruzzo indurito.
In ulteriore conformità con l'invenzione, viene fornita una composizione cementizia che comprende:
(A) cemento
(B) un sale polimerico secondo l'invenzione, e (C) acqua.
Preferibilmente , la quantità del sale polimerico presente in una quale composizione è compresa fra 0,05 e 2% in peso delia quantità di cemento. Preferibilmente, la quantità di acqua presente è compresa fra il 100 ed il 400% in peso del cemento presente nella composizione.
Preferibilmente, il sale polimerico è presente nella forma di una soluzione acquosa, preferibiImente a pH neutro.
Ancora ulteriormente in conformità con l'invenzione viene fornito un sale polimerico formato mediante reazione di un polimero acrilico azotato con un acido policarbossil ico.
Preferibilmente, la quantità di polimero acrilico azotato è compreso fra 0,001 e 10 parti per 1 parte di acido poiicarbossi l ico, con maggiore preferenza fra 0,005 parti e 1 parte di polimero acrilico azotato per una parte di acido poiicarbossi1ico.
L'invenzione verrà illustrata e descritta dai seguenti esempi.
Nei seguenti esempi, l'acido po1icarbossi1ico sarà abbreviato in acido PCA ed il polimero acrilico azotato sarà abbreviato polimero NAP. I monomeri usati sono riportati nella tabella 1 e nella tabella 2 che seguono.
Nelle tabelle 1 e 2 i simboli sono i seguenti:
ESEMP IO 1
a. Il 25% di una soluzione acquosa di NAP-1 (vedere la tabella 2) viene aggiunto a 50 parti in peso di una soluzione acquosa di PCA-1 (vedere la tabella 1) mentre si applica una buona agitazione meccanica alla temperatura di 20°C. La viscosità della soluzione aumenta ed una condizione di gelificazione si verifica temporaneamente ma, quando l'agitazione viene continuata, la condizione di gelificazione scompare e la so luz ione di venta uniforme. A seguito di regolazione del pH a 7 con una soluzione di soda caustica al 253⁄4, si ottiene una soluzione al 253⁄4 del sale polimerico (PIC-1) come specificato nella tabella 3).
ESEMPI 2-15
Soluzioni acquose di sali polimerici (da PIC-2 a PIC-15 della tabella 3 che segue) possono essere preparate da appropriati polimeri da NAP 2 a NAP 15 (tabella 2) e da PCA 2 a PCA 15 (tabella 1) in conformità con il procedimento dell'esempio di cui sopra. b. Campioni delle soluzioni di sali polimerici Ida PIC-1 a PIC-15) della tabella 3 vengono mescolati insieme con cemento, sabbia, pietrisco ed acqua per produrre calcestruzzo e si accertano gli effetti di prevenzione della perdita di consistenza dei campioni.
1 materiali usati ed i dettagli delie condizioni di mescolamento (a) e (b) sono riportati nella tabella 4. I risultati delle misurazioni a seguito di esecuzione di prove sul calcestruzzo in conformità con le norme JIS A 6204 sono riportati nelle tabelle 5 e 6 che seguono:
(seguono tabelle)
Materiali usati:
cemento : ordinariamente cemento portland (mescola di 3 qualità in parti uguali; peso specifico, 3,16) aggregato fine: miscuglio di sabbia di cava del sistema Oi River e sabbia di montagna Kisarazu (peso specifico, 2,62; F.M., 2,71)
aggregato grezzo: Ome, Tokyo, pietrisco frantumato graywacke (peso specifico, 2,64; grandezza massima, 20 mm)
agente riducente acquoso ad ampia gamma
BNS: condensato di formaldeide ed acido naftalen solfonico
MS: condensato di formaldeide ed acido melammina so1fonico .
(segue tabe l l a )
La tabella 5 mostra le consistenze del calcestruzzo utilizzando BNS (il condensato di formaldeide con acido naftalen solfonico) e MS (il condensato di acido melammina solfonico con formaldeide) che sono agenti riducenti acquosi ad ampia gamma. Le consistenze del calcestruzzo con l'uso della soluzione del sale polimerico della presente invenzione difficilmente diminuiscono dopo 90 minuti.
Claims (16)
- RIVENDICAZIONI Soluzione acquosa da usare come agente disperdente per cemento di un sale polimerico il quale è formato facendo reagire un acido policarbossilico con un polimero acrilico azotato.
- Soluzione secondo la rivendicazione 1, in cui la soluzione è a pH neutro.
- Soluzione secondo la rivendicazione 1 o 2, in cui il sale del polimero è il prodotto di reazione di una parte in peso di un acido poiicarbossi1ico e da 0,001 a 10 parti in peso di un polimero acrilico azotato.
- Soluzione secondo la rivendicazione 3, in cui la quantità di polimero acrilico azotato è da 0,005 a 1 parte in peso per una parte di acido po1icarbossi1ico.
- Soluzione secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui l'acido poiicarbossiIico è un acido che è ottenuto da un monomero scelto fra: acido metacri1ico, acido crotonico, anidride ma1eica, acido maleico, monoestere maleico, anidride tetraidroftalica, acido tetraidrofta1ico e un monomero suscettibile di essere copolimerizzato con uno o più dei precedenti.
- 6. Soluzione secondo la rivendicazione 5, in cui l'acido-poiicarbossi 1ico viene scelto fra i seguenti: un copolimero di acido metacrilico e di idrossipropil metacrilato, un copolimero di acido metacrilico e di metil polietilen glicol metacrilato, un copolimero di stirene e di metil polietilen glicol maleato, un copolimero di stirene e di butil maleato, un copolimero di metil polietilen glicol allil etere e di acido maleico, un copolimero di vinil acetato e di acido maleico e un copolimero di metil vinil etere e di acido maleico.
- Soluzione secondo una qualsiasi delle precedenti rivendicazioni, in cui il polimero acrilico azotato è ottenuto da un monomero scelto fra: dialchil ammino alchil metacrilammide, dialchil ammino alchil acrilammide , monoaichii metacri1ammide, monoalchil acrilammide, dialchil metacri lammide , dialchil acrilammide, metacriloil dicianodiammide, acriloil dicianodiammide , dialchil ammino alchil metacrilato, dialchil ammino alchil acrilato, e un monomero suscettibile di essere copo1imerizzato con uno o più dei summenzionati monomeri.
- Soluzione secondo la rivendicazione 7, in cui il polimero acrilico azotato è scelto fra i seguenti: un copolimero di acrilammide e di metacriloil dicianodiammide, un copolimero di acrilammide e di dimetil amminopropil metacri lammide , un copolimero di acrilammide e di dimetil amminoeti1 metacrilato, un copolimero di acrilammide e di dimetil amminoetil acrilammide, e un copolimero di acrilammide e di dimetil acrilammide .
- 9 Sale polimerico formato mediante reazione di un polimero acrilico azotato con un acido policarbossilico.
- Sale polimerico secondo la rivendicazione 9, in cui la quantità di polimero acrilico azotato è compresa fra 0,001 e 10 parti per 1 parte di acido policarbossi lico.
- 11.sale polimerico secondo la rivendicazione 9 o 10, in cui la quantità di polimero acrilico azotato è compresa fra 0,005 parti e 1 parte di polimero acrilico azotato per 1 parte di acido poiicarbossi1ico.
- 12.Composizione cementizia comprendente: (A) cemento, (B) un sale polimerico definito in una qualsiasi delie precedenti rivendicazioni, e (C) acqua.
- 13. Composiz ione cementizia secondo la rivendicazione 12, in cui la quantità del sale polimerico presente è compresa fra 0,05 e 2% in peso del cemento presente.
- 14. Composizione cementizia secondo la rivendicazione 12 o 13, in cui il sale polimerico è presente nella forma di una soluzione acquosa a pH neutro.
- Soluzione acquosa di un sale polimerico sostanzialmente come finora descritta con riferimento ad uno qualsiasi degli esempi.
- 16.Sale polimerico sostanzialmente come finora descritto con riferimento ad uno qualsiasi degli esempi Composiz ione cementizia sostanzialmente come finora descritta con riferimento ad uno qualsiasi degli esempi.
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