MX2008011031A - Mezclas de aditivos de material para construccion que comprende estructuras polimericas hinchables. - Google Patents

Abstract

La invención trata del uso de estructuras poliméricas hinchables que tienen bases, en mezclas de materiales para la construcción que fraguan hidráulicamente, para mejorar su resistencia a la congelación y/o resistencia a congelación-descongelación.

Description

MEZCLAS DE ADITIVOS DE MATERIAL PARA CONSTRUCCIÓN QUE COMPRENDE ESTRUCTURAS POLIMERICAS HINCHABLES La presente invención trata sobre el uso de micropartículas poliméricas en mezclas de material para construcción que fraguan hidráulicamente con el propósito de aumentar su resistencia a la congelación y su durabilidad cíclica a la congelación/descongelación. El concreto es un material para construcción muy importante y se define en DIN 1045(07/1988) como una piedra artificial que se forma cuando se endurece una mezcla de agua, cemento, arena y grava, en conjunto con mezclas de concreto y aditivos de concreto si se considera apropiado. Una forma en la que se clasifica el concreto es mediante su subdivisión en grupos de resistencia (BI-BII) y clases de resistencia (B5-B55) . La incorporación de sustancias formadoras de gas o formadoras de espuma produce concreto aireado o concreto celular (Rómpp Lexikon, 10th. Ed. , 1996, Georg Thieme Verlag) . El concreto tiene dos propiedades que dependen del tiempo. En primera, mediante desecación, sufre una reducción en volumen a la que se denomina refracción de fraguado. Sin embargo, la mayoría del agua se encuentra combinada en la forma de agua o cristalización. El concreto, más que secarse, fragua: es decir, la pasta de cemento que es en inicio altamente móvil (cemento y agua) comienza a endurecerse, se vuelve rígida, y finalmente, solidifica, dependiendo del tiempo y el avance de la reacción química/mineralógica entre el cemento y el agua, conocida como hidratación. Como resultado de la capacidad de retención de agua del cemento es posible que el concreto, a diferencia de la cal, endurezca y permanezca sólido aún bajo el agua. En segunda, el concreto sufre deformación por compresión, a lo que se le conoce como percolación . El ciclo de congelación/descongelación se refiere a la alternancia de temperaturas climáticas alrededor del punto de congelación del agua. En particular, en el caso de los materiales para construcción combinados con minerales como lo es el concreto, el ciclo de congelación/descongelación es un mecanismo dañino. Estos materiales poseen una estructura porosa, capilar y no son herméticos. Si una estructura de este tipo que está llena de agua es sometida a temperaturas por debajo de 0°C, entonces el agua se congelaría en los poros. Como resultado de la anomalía de densidad del agua, el hielo tendería a expandirse, lo cual equivaldría a un material para construcción dañado. Dentro de los poros muy finos, como resultado de los efectos superficiales, hay una reducción en el punto de congelación. En los microporos el agua no se congela hasta estar por debajo de los -17°C. Ya que, como resultado del ciclo de congelación/descongelación, el material en sí también se expande y se contrae, hay un efecto de bombeo capilar adicional, el cual más adelante incrementa la absorción de agua y por consiguiente, de forma indirecta, el daño. El número de ciclos de congelación/descongelación es por lo tanto de suma importancia con respecto al daño. Los factores decisivos que afectan la resistencia del concreto a la congelación y al ciclo de congelación/descongelación bajo exposición simultánea a los agentes de descongelación son su estructura no porosa, una cierta resistencia de la matriz, y la presencia de una cierta microestructura porosa. La microestructura de un concreto combinado con cemento es atravesada por poros capilares (radio: 2µp? - 2mm) y poros de gel (radio: 2-50 nm) . El agua presente en esos poros difiere en su estado dependiendo del diámetro del poro. Mientras que el agua en los poros capilares retiene sus propiedades habituales, el agua en los poros de gel se clasifica en agua condensada (mesoporos : 50nm) y en agua superficial combinada de manera adsortiva (microporos : 2nm) , cuyos puntos de congelación bien pueden estar por debajo de los -50°C [M.J.Setzer, Interaction of water with hardened cement paste, Ceramic Transactions 16(1991)415-39] . Por consiguiente, aun si el concreto se expone a bajas temperaturas, un poco del agua de los poros permanece sin congelarse (agua metaestable) . Sin embargo, a una temperatura dada, la presión de vapor sobre el hielo es menor que sobre el agua. Como el hielo y el agua metaestable están presentes de manera conjunta y simultánea, se desarrolla una gradiente vapor-presión la cual conduce a la difusión del agua que aún está en estado líquido al hielo y a la formación de hielo de dicha agua, lo cual da como resultado la remoción de agua de los poros más pequeños o la acumulación del hielo en los poros más grandes. Esta redistribución de agua como resultado del enfriamiento se lleva a cabo en todo sistema poroso y depende de sobremanera en el tipo de distribución de los poros. Por lo tanto, la introducción artificial de poros de aire microfinos en el concreto mejora en primera lo que se conoce como cámaras de expansión para expandir el hielo y el agua de hielo. Dentro de estos poros, el agua congelada se puede expandir o la presión interna y las tensiones del hielo y del agua de hielo pueden ser absorbidas sin la formación de microfisuras y por lo tanto sin daño de congelación al concreto. Se ha descrito la forma fundamental de acción de dichos sistemas de poros de aire, en conexión con el mecanismo de daño de congelación al concreto, en un gran número de publicaciones [Schulson, Erland M. (1998) Ice damage to concrete. CRREL Special Reporfc 98-6; S. Chatterji, Freezing of air-entrained cement-based materials and specific actions of air-entraining agents, Cement & Concrete Composites 25 (2003) 759-65; G. W. Scherer, J. Chen & J. Valenza, Methods for protecting concrete from freeze damage, US Patent 6,485,560 Bl (2002) ; M. Pigeon, B. Zuber & J.Marchand, Freeze/thaw resistance, Advanced Concrete Technology 2 (2003)11/1-11/17; B. Erlin & B. Mather, A new process by which cyclic freezing can damage concrete - the Erlin/Mather effect, Cement & Concrete Research 35 (2005) 1407-11] . Una condición previa para una mejor resistencia del concreto al ser expuesto al ciclo de congelación y descongelación es que la distancia entre cada punto en el cemento endurecido desde el siguiente poro de aire artificial no exceda un valor definido. También se hace referencia a esta distancia como el "Factor de espaciamiento de Powers" [T.C.Powers, The air requirement of frost -resistant concrete, Proceedings of the Highway Research Board 29 (1949) 184-202] . Las pruebas de laboratorio han demostrado que excederse del "Factor de espaciamiento de Powers" crítico de 500 i resulta en el daño del concreto en el ciclo de congelación/descongelación . Para poder lograr lo anterior con un contenido de poros de aire limitado, el diámetro de los poros de aire introducidos artificialmente debe ser por consiguiente menor a 200 - 300 im [K.Snyder, K. Natesaiyer & K. Hover, The stereological and statistical properties of entrained air voids in concrete: A mathematical basis for air void systems characterization, Materials Science of Concrete VI (2001) 129-214] .

La formación de un sistema de poros de aire artificial depende principalmente de la composición y la conformación de los agregados, el tipo y cantidad del cemento, la consistencia del concreto, la mezcladora utilizada, el tiempo de mezcla, y la temperatura, pero también de la naturaleza y cantidad del agente que forma los poros de aire, el agente inclusor de aire. Aunque estos factores influyentes pueden controlarse si se toman en cuenta las reglas de producción apropiadas, puede haber una multiplicidad de efectos negativos no deseados, que resultan en última instancia en que el contenido de aire del concreto esté por encima o debajo del nivel deseado y que por consiguiente afecte de manera negativa la fuerza o la resistencia a la congelación del concreto. Los poros de aire artificiales de este tipo no pueden ser medidos directamente; en cambio, el agente inclusor de aire mediante mezclado se estabiliza por medio de la adición de los antes mencionados agentes inclusores de aire [L. Du & K. J. Folliard, Mechanism of air entrainment in concrete, Cement & Concrete Research 35 (2005) 1463-71] . Los agentes inclusores de aire convencionales son en su mayoría de tipo surfactante en estructura y separan el aire introducido al mezclarlo con pequeñas burbujas de aire que tienen un diámetro en la mayor medida de lo posible menor a 300 pm, y las estabiliza en la microestructura mojada del concreto. Se hace una distinción entre los dos tipos. Un tipo - por ejemplo oleato sódico, la sal sódica del ácido abiético o la resina Vinsol , un extracto de las raíces de pino - reacciona con el hidróxido cálcico de la solución porosa en la pasta del cemento y se precipita como sal cálcica insoluble. Estas sales hidrófobas reducen la tensión superficial del agua y se reúnen en la interfaz entre la partícula del cemento, aire y agua. Estabilizan las microburbujas y por lo tanto se encuentran en las superficies de estos poros de aire en el concreto conforme se endurece. El otro tipo - por ejemplo sulfato lauril sódico (SDS) o dodecil-fenilsulfonato sódico - reacciona con el hidróxido cálcico para formar sales las cuales, en contraste, son solubles, pero emiten un comportamiento de solución anormal. Debajo de una cierta temperatura crítica la solubilidad de estos surfactantes es muy baja, mientras que por encima de esta temperatura su solubilidad es muy buena. Como resultado de la acumulación preferencial en el límite del aire/agua estos también reducen la tensión superficial, de manera que estabilizan las microburbujas, y se encuentran de preferencia en las superficies de estos poros de aire en el concreto endurecido. El uso de los agentes inclusores de aire de la técnica anterior se encuentra acompañado por una gran cantidad de problemas [L. Du & K. J. Folliard, Mechanism of air entrainment in concrete, Cement & Concrete Research 35 (2005)1463-71] . Por ejemplo, los tiempos de mezclado prolongados, las diferentes velocidades de la mezcladora y la alteración de secuencias de medición en el caso de los concretos preamasados resultan en la expulsión del aire estabilizado (en los poros de aire) . El transporte de concretos con tiempos excesivos de transporte, un escaso control de temperatura y un equipo de transporte y bombeo diferido, así como también la introducción de estos concretos en conjunto con un proceso alterado posterior, condiciones de temperatura y vibración, pueden producir un cambio significativo en el contenido de poros de aire establecidos de antemano. En el peor de los casos esto puede significar que un concreto no cumple con los valores limitantes requeridos de una cierta clase de exposición y por lo tanto se vuelve inservible [EN 206-1 (2000) , Concrete - Part 1: Specificat ion, performance, production and conformity] . La cantidad de sustancias finas en el concreto (por ejemplo, el cemento con diferente contenido alcalino, aditivos tales como las cenizas volantes, el cuarzo molido o los aditivos colorantes) también afectan de manera negativa a los agentes inclusores de aire. También puede haber interacciones con mej oradores de flujo que tienen una acción antiespumante y por consiguiente expele poros de aire, aunque también puede introducirlos de una manera descontrolada . Una posibilidad relativamente nueva para mejorar la resistencia a la congelación y la durabilidad cíclica de congelación/descongelación es alcanzar el contenido de aire por medio de la dosificación pura o mezclada de las micropartículas poliméricas (microesferas huecas) [H. Sommer, A new method of making concrete resistant to frost and de-icing salts, Betonwerk & Fertigteiltechnik 9 (1978) 476-84] . Como las micropartículas por lo general tienen tamaños de partícula de menos de 100 [im, también pueden distribuirse de manera más fina y uniforme en la microestructura del concreto que los poros de aire introducidos de forma artificial. Por lo tanto, aún las pequeñas cantidades son suficientes para la suficiente resistencia del concreto en el ciclo de congelación y descongelación. El uso de micropartículas poliméricas de este tipo para mejorar la resistencia a la congelación y la durabilidad cíclica de congelación/descongelación del concreto ya es conocida desde la técnica anterior [cf. DE 2229094 Al, US 4,057,526 Bl, US 4,082,562 Bl, DE 3026719 Al] . Las micropartículas descritas ahí se distinguen en particular por el hecho de que poseen un espacio menor a 200 lm (en diámetro) y en que el núcleo hueco tiene aire (o una sustancia gaseosa) . Esto incluye de la misma manera micropartículas porosas de la escala de 100 l , las cuales pueden poseer una gran cantidad de espacios y/o poros relativamente pequeños. La producción de estas micropartículas núcleo/envoltura es algo compleja, por lo general involucra síntesis en múltiples etapas, por medio de polimerización por emulsión o polimerización por suspensión, por ejemplo, lo cual requiere, además, un paso de hinchamiento durante o después de la etapa de producción real de micropartícula . Ya se ha utilizado de manera ocasional superabsorbentes en las mezclas para construcción. Los superabsorbentes (otros nombres comunes en la publicación: hidrogel, gel polielectrolito, polímero hidrófilo, polímero higroscópico, material superabsorbente (SAM por sus siglas en inglés) o polímero superabsorbente (SAP) ) son compuestos que tienen la capacidad de realizar una absorción espontánea y rápida en grandes cantidades de fluidos acuosos. Por lo general se preparan mediante polimerización por solución hasta que se obtiene un gel. Posteriormente este gel se seca, se tritura por medios mecánicos, y se filtra [cf. Ullmann's Encyclopedia of Industrial Chemistry, Reléase 2006, 7th Edition, Markus Frank, Superabsorbents" , DOI : .1002/14356007. f25_f01] . Se ha descubierto que, en virtud de su capacidad para almacenar agua, los superabsorbentes son capaces de evitar que las mezclas para construcción se autosequen [Jensen, Ole Mejlhede; Hansen, Per Freiesleben "Water- entrained cement-based materials II. Experimental observations" Cement and Concrete Research (2002) , 32(6) , 973-978] y pueden ser utilizadas para sellar las grietas en el concreto [Tsuji, Masanori; Koyano, Hiroshi; Okuyama, Atsushi; Isobe, Daisuke "Study on method of test for leakage through cracks of hardened concrete" Sementó, Konkurito Ronbunshu (1999) , 53 462-468] . Se mejoraron la resistencia a la congelación y la durabilidad cíclica a la congelación/descongelación, además, mediante el uso de superabsorbentes triturados que tienen un tamaño de partícula promedio de 125 im [Moennig, S., "Water saturated super - absorbent polymers used in high strength concrete" Otto Graf Journal (2005) , 16, 193-202] . Sin embargo, tanto para las micropartículas huecas como para los superabsorbentes, se necesitan altos niveles de aditivos para poder obtener valores por debajo de los "Factores de espaciamiento de Powers" críticos, la razón de esto recae al menos en parte en el gran diámetro de partícula de >100 [im. Este hecho, en combinación con los altos costos de preparación comparativos, es resultado de procesos de preparación de múltiples etapas, han sido perjudiciales para el establecimiento de este tipo de tecnología en el mercado. El objetivo en el que se basa la presente invención, por lo tanto, fue el de proporcionar medios para mejorar la resistencia a la congelación y la durabilidad cíclica a la congelación/descongelación para mezclas de material para construcción que fraguan hidráulicamente que desarrollan su actividad total aún a bajos niveles de aditivos, y los cuales, además, pueden prepararse de forma fácil y no costosa. Otro objetivo fue, o al menos de manera considerable, el no perjudicar la fuerza mecánica de la mezcla de material para construcción como resultado de los antes mencionados medios. Por muy sorprendente que parezca, ahora se ha descubierto que las formaciones poliméricas que se hinchan mediante el uso de una base y que comprenden uno o más monómeros insaturados de forma monoetilénica y uno o más degradadores extraordinariamente apropiados para alcanzar el objetivo descrito. En comparación a la técnica anterior, las formaciones poliméricas descritas en el presente documento poseen más propiedades de gran ventaja: Una característica en particular atractiva es que estas formaciones poliméricas pueden prepararse a costos muy favorables en comparación con los sistemas de micropartículas conocidos. Como resultado de su tamaño relativamente pequeño, se mejora la dispersibilidad en la mezcla para construcción, lo cual conduce a su vez a una distribución homogénea más significativa de las formaciones poliméricas en la mezcla para construcción, que también conduce de manera automática a un "Factor de espaciamiento de Powers" más favorable. Las formaciones poliméricas de la invención también funcionan como pequeñas esponjas contenedoras de agua, que actúan en contra del autosecado de la mezcla de construcción. Sin embargo, como resultado de su pequeño diámetro de partícula y la considerablemente mayor área superficial específica asociada, también sueltan el agua atrapada de manera más rápida a la mezcla para construcción circundante. Su actividad con respecto a la resistencia a la congelación y la durabilidad cíclica a la congelación/descongelación se encuentra disponible de manera más rápida, lo cual se manifiesta en un mucho mejor factor de intemperie. El método de acción puede explicarse de la siguiente manera: las formaciones poliméricas hinchadas se encuentran presentes en principio en una distribución homogénea en la mezcla para construcción en la forma de cámaras, las cuales en un principio están llenas de agua. Conforme la mezcla para construcción fragua, se saca el agua de las formaciones poliméricas mediante la matriz circundante, de manera que se dejan pequeñas cámaras llenas de aire con la formación polimérica deshinchada. En el caso de las mezclas de material para construcción que se exponen de manera muy rápida después del endurecimiento a la congelación/descongelación, la ventaja de acuerdo a la invención se manifiesta sobre todo en el factor de intemperie, lo cual representa una evaluación cualitativa para el daño visible a la congelación en la superficie de la muestra . Las formaciones poliméricas de la invención son micropartículas que se preparan de preferencia mediante polimerización por emulsión y que pueden incluir además constituyentes. Sin pretender restringir la invención a este efecto, estos constituyentes pueden servir para estabilización y/o compatibilidad. Los valores numéricos proporcionados hacen referencia, a menos de que se indique lo contrario, a las formaciones poliméricas deshinchadas. La formación polimérica comprende por lo menos un polímero con base en por lo menos un monómero insaturado de forma monoetilénica que contiene un grupo ácido. Los grupos ácidos del monómero utilizado pueden ser neutralizados de manera total o parcial, de preferencia neutralizados de forma parcial. Se hace referencia al contexto anterior en DE 195 29 348, cuyo contenido de divulgación se incorpora de ahora en adelante por referencia y se considera como parte del contenido de divulgación del presente documento. Los monómeros insaturados de forma monoetilénica preferidos que contienen un grupo ácido son el ácido acrílico, el ácido metacrílico, el ácido etacrílico, el ácido a-clorarílico, el ácido Ct-cianoacrílico, el ácido p-metilacrílico (ácido crotónico) , el ácido d-fenilacrílico, el ácido p-acriloiloxipropiónico, el ácido sórbico, el ácido a- clorosórbico, el ácido 2 ' -metilisocrotónico, el ácido cinámico, el ácido p-clorocinámico, el ácido p-estearílico, el ácido itacónico, el ácido citracónico, el ácido mesacrónico, el ácido glutacónico, el ácido aconítico, el ácido maleico, el ácido fumárico, el anhídrido tricarboxietileno y el maleico, los ásteres que contienen hidroxilo o amino de los arriba mencionados ácidos, de preferencia del ácido acrílico o metacrílico, tal como el 2-hidroxietil acrilato, N, N-dimetilaminoetil acrilato, y los derivados análogos del ácido metacrílico, se le da preferencia particular al ácido acrílico y también al ácido metacrílico y aún mayor preferencia para el ácido acrílico. Además del monómero insaturado de forma monoetilénica que contiene un grupo ácido, este polímero puede también basarse en más comonómeros diferentes al monómero insaturado de forma monoetilénica que contiene un grupo ácido. Los comonómeros que se prefieren son los monómeros de ácido sulfónico insaturados de forma etilénica, monómeros de ácido fosfónico insaturado de forma etilénica, y acrilamidas . Los monómeros de ácido sulfónico insaturado de forma etilénica son de preferencia ácidos vinilsulfónicos alifáticos o aromáticos o ácidos sulfónicos acrílicos o metacrílicos . Los ácidos vinilsulfónicos alifáticos o aromáticos preferidos son el ácido vinilsulfónico, el ácido alilsulfónico, el ácido 4-vinilbenzilsulfónico, el ácido viniltoluenosulfónico , y el ácido estirensulfónico . Los ácidos acriloil- y metacriloilsulfónicos son el sulfoetil acrilato, el sulfoetil metacrilato, el sulfopropil acrilato, el sulfopropil metacrilato, el ácido 2-hidroxi-3-mtacriloiloxipropilsulfónico, y el ácido 2 -acrilamido-2 -metilpropanosulfónico . Los monómeros de ácido fosfónico insaturados de forma etilénica tal como lo son el ácido vinilfosfónico, el ácido alilfosfónico, el ácido vinilbencilfosfónico, el ácido acrilamidoalquilfosfónico, los ácidos acrilamidoalquildifosfónicos . Las vinilamidas fosfonometiladas, los derivados de ácido (met) acriloilfosfónico . Posibles acrilamidas como lo son las acrilamidas alquil -substituidas o los derivados de acrilamida aminoalquil -sustituidos o de metacrilamida, tales como N-vinilamidas, N-vinilformamidas , N-vinilacetamidas , N-vinil-N-metilacetamidas , N-vinil-N-metilformamidas, N-metilol (met ) acrilamida, vinilpirrolidona, N,N-dimetilpropilacrilamida, dimetilacrilamida o dietilacrilamida, y los derivados de metacrilamida correspondientes, y también acrilamida y metacrilamida, con preferencia en que sea acrilamida . Además, también es posible incluir a los siguientes monómeros insaturados de forma etilénica: estos incluyen, entre otros, nitrilos de ácido (met ) acrílico, y otros metacrilatos que contienen nitrógeno, tales como metacriloilamidoacetonitrilo, 2-metacriloiloxietilmetilcianamida , cianometil metacrilato; metacrilatos que contienen carbonilo, tales como oxazolidiniletil metacrilato, N- (metacriloiloxi ) formamida, acetonil metacrilato, N-metacriloilmorfolina, N-metacriloil-2 -pirrolidonona ; glicol dimetacrilatos , tales como 1,4-butanediol metacrilato, 2-butoxietil metacrilato, 2-etoxietoxiemetil metacrilato, 2-etoxietil metacrilato, metacrilatos de alcoholes éter, tales como tetrahidrofurfuril metacrilato, viniloxietoxietil metacrilato, metoxietoxietil metacrilato, 1-butoxipropil metacrilato, l-metil-(2-viniloxi) etil metacrilato, ciclohexiloximetil metacrilato, metoximetoxietil metacrilato, benciloximetil metacrilato, furfuril metacrilato, 2-butoxietil metacrilato, 2-etoxietoximetil metacrilato, 2-etoxietil metacrilato, aliloximetil metacrilato, 1-etoxibutil metacrilato, metoximetil metacrilato, 1-etoxietil metacrilato, etoximetil metacrilato; oxiranil metacrilatos, tales como 2 , 3-epoxibutil metacrilato, 3 , 4-epoxibutil metacrilato, glicedil metacrilato; metacrilatos que contienen fosforo, boro y/o silicio, tales como 2 - (dimetilfosfato) ropil metacrilato, 2-(etilenofosfito) propil metacrilato, dimetilfosfinometil metacrilato, dimetilfosfonoetil metacrilato, dietil metacriloilfosfonato, dipropil metacriloil fosfato; metacrilatos que contienen azufre, tales como etilsufiniletil metacrilato, 4 -tiocianatobutil metacrilato, etilsufoniletil metacrilato, tiocianatometil metacrilato, metilsulfinilmetil metacrilato, y bis (metacriloiloxietil) sulfuro; vinil ésteres, tal como lo es el vinil acetato; Estireno, estírenos sustituidos con un sustituyente alquilo en la cadena lateral, tales como el *metilestireno y el *etilestireno, por ejemplo, estírenos sustituidos con un sustituyente alquilo en el anillo, tales como el viniltolueno y p-metilestireno ; Compuestos de vinilo heterocíclico, tales como 2-vinilpiridina, 3 -vinilpiridina, 2-metil-5-vinilpiridina, 3-etil-4-vinilpiridina, 2 , 3-dimetil-5-vinilpiridina, vinilpirimidina, vinilpiperidina, 9-vnilcarbazol , 3-vinilcarbazol , 4 -vinilcarbazol , 1-vinilimidazol , 2-metil-l-vinilimidazol , N-vinilpirrolidona, 2-vinilpirrolidona, N-vinilpirrolidona, 3 -vinilpirrolidona, N-vinilcaprolactam, N-vinilbutirolactam, viniloxolano, vinilfurano, viniltiofeno, viniltiolano, viniltiazoles y viniltiazoles hidrogenados, viniloxazoles y viniloxazoles hidrogenados; vinil e isoprenil éteres ; Derivados del ácido maleico, tales como distares del ácido maleico, los residuos de alcohol con 1 a 9 átomos de carbono, anhídrido maleico, anhídrido metilmaleico, maleimida, y metilmaleimida; Derivados del ácido fumárico, tales como diésteres del ácido fumárico, los residuos de alcohol que tienen 1 a 9 átomos de carbono; d-olefinas tales como eteno, propeno, n-buteno, isobuteno, n-penteno, isopenteno, n-hexeno, isohexeno; ciclohexeno . Además se ha descubierto que por medios de los monómeros correspondientes es posible provocar, además de la repulsión iónica, también la repulsión estérica de las formaciones poliméricas. Esto conduce a una estabilización adicional de las formaciones poliméricas en la dispersión y en la mezcla para construcción. De acuerdo con la invención también es posible usar monómeros polimerizables por radicales libres que tienen una masa molar mayor a 200 g/mol que llevan un radical hidrófilo. Se da preferencia particular a monómeros que llevan un bloque de óxido polietilénico que tiene dos o más unidades de óxido etilénico. Se da preferencia al uso de monómeros del grupo de los ésteres (met) acrílicos del metoxipolietilen glicol CH30 (CH2CH20) nH, (donde n=2), ésteres (met) acrílicos de una mezcla de alcohol graso etoxilada C16-C18 (con 2 o más unidades de óxido etilénico) , ésteres metacrílicos de 5-terc-octilfenoxipolietoxietanol (con 2 o más unidades de óxido etilénico) , nonilfenoxipolietoxietanol (con 2 o más unidades de óxido etilénico) o mezclas de los mismos. La degradación se puede llevar a cabo tanto durante la preparación de las formaciones poliméricas como después de dicha preparación. La primer degradación se lleva a cabo por medio de degradadores químicos o mediante degradación por calor o degradación por radiación o la mezcla de los mismos, dando preferencia al tratamiento por degradador químico. Sirve para la estabilización de las micropartículas y es un prerrequisito fundamental para el hinchamiento . La degradación química se logra por medio de degradadores los cuales son de conocimiento común para el experto. Los degradadores de este tipo se utilizan de preferencia en cantidades menores a 20%, de mayor preferencia de menos de 10%, y de una mayor preferencia menos del 5% por peso, con base en el peso total de los monómeros utilizados. De manera inventiva, los degradadores preferidos son los ésteres poliacrí lieos o metacrílieos , los cuales se obtienen, por ejemplo, a través de la reacción de un poliol o poliol etoxilado tales como el etileno glicol, propileno glicol, trimetilolpropano, 1 , 6-hexanediolglicerol , pentaeritritol , polietileno glicol o polipropileno lico con ácido acrílico o ácido metacrílico. También se puede hacer uso de polioles, alcoholes amino y también sus ésteres mono (met) acrílieos , y éteres monoalilos. Además también hay ásteres acrílicos o compuestos monoalilos de los polioles y alcoholes amino. Se hace referencia a lo anterior en DE 195 43 366 y DE 195 43 368. Las divulgaciones se incorporan en el presente documento por referencia y de esa manera se consideran parte del presente contenido de divulgación. Se obtiene otro grupo de degradadores a través de la reacción de polialquilenopoliamidas tales como el ácido dietilenotriamida y trietilenotetraminmetacrílico o el ácido metacrílico. Los degradadores apropiados incluyen 1,4-butanediol diacrilato, 1 , 4-butanediol dimetacrilato, 1,3-butileno glicol diacrilato, 1,3-butileno glicol dimetacrilato, dietileno glicol diacrilato, dietileno glicol dimetacrilato, diacrilato A bisfenol etoxilado, dimetacrilato A bisfenol etoxilado, etileno glicol dimetacrilato, 1 , 6-hexanediol diacrilato, 1 , 6 -hexanediol dimetacrilato, neopentil glicol dimetacrilato, polietileno glicol diacrilato, polietileno glicol dimetacrilato, trietileno glicol diacrilato, trietileno glicol dimetacrilato, tripropileno glicol diacrilato, tetraetileno glicol diacrilato, tetraetileno glicol diacrilato, tetra etileno glicol dimetacrilato, dipentaeritritol pentacrilato, pentaeritritol tetracrilato, pentaeritritol tricrilato, trimetilolpropano triacrilato, trimetilol trimetacrilato, tris (2-hidroxietil) -isocianorato triacrilato, tris (2-hidroxi) isocianorato trimetacrilato, divinil ásteres de ácidos policarboxilicos, dialil ásteres de ácidos policarboxilicos, trialil tereftalatos , dialil maleatos, dialil fumaratos, hexametalienobismaleimida, trivinil trimelitato, divinil adipato, dialil succionato, y etileno glicol divinil éter, ciclopentadieno diacrilato, trialilamina, haluros de tetralilamonio, divinilbenceno, divinil éter, ?,?' -metilenbisacrilamida, ?,?'-metilenbismetacrilamida, etileno glicol dimetacrilato, y trimetilolpropano triacrilato. Los degradadores que se prefieren entre estos son N, ' -metilenobisacrilamida , ?,?'-metilenobismetacrilamida, polietileno glicol diacrilato, polietileno glicol dimetacrilato, y trialilamina. Además, es posible que se realice una degradación posterior. Esto se hace mediante los grupos de ácidos y permite que la superficie de la formación polimérica funcionalice (reacción intramolecular) y/o provoque un enlace covalente de las formaciones poliméricas individuales (reacción intramolecular) . La sustancia formadora ocasiona que la superficie se compacte y reduce el número de grupos ácidos libres en la superficie. Esto representa una ventaja ya que permite una interacción óptima con la matriz de la mezcla para construcción que fraguará. Lo anterior permite por medio de un paso de síntesis simple la preparación en una forma controlada, desde las formaciones poliméricas existentes, formaciones poliméricas más grandes, las cuales, sin embargo, todavía son más pequeñas que aquellas descritas en la técnica anterior. Los degradadores de este tipo se usan de preferencia en una cantidad menor a 30%, de mayor preferencia de menos del 15%, y de mayor preferencia de menos del 10% por peso, con base en el peso total de los monómeros utilizados . Los carbonatos orgánicos también conocidos como "post -degradadores" son apropiados de forma particular para el primer tratamiento, las aminas policuaternarias , los compuestos metálicos polivalentes, y los compuestos que tienen por lo menos dos grupos funcionales los cuales pueden reaccionar con grupos carboxilo de la formación polimérica. Estos son, en particular, polioles y amino alcoholes tales como el etileno glicol, dietileno glico, trietileno glicol, tetraetileno glicol, polietileno glicol, glicerol, poliglicerol , propileno glicol, etanolamina, dietanolamina , trietanolamina , propanolamina , polioxipropileno, polímeros de bloques oxietileno-oxipropileno, ésteres de ácidos grasos sorbitán, ésteres de ácidos grasos polioxietilensorbitan, trimietlolpropanepentereritritol , polivinil alcohol y sorbitol, compuestos de éter poliglicidilo, tales como el etileno glicol diglicidil éter, polietileno glicol diglicidil éter, glicerol diglicidil éter, glicerol poliglicidil éter, pentereritritol poliglicidil éter, propileno glicol diglicidil éter, y polipropileno glicol diglicidil éter, compuestos de poliaceridina, tales como 2,2-bishidroximetilbuntanol tris [3- ( 1 -aceredinil ) propionato] , 1 , 6-hexametilenodietileno-urea y difenilmetano-bis-4 , 4 ' -N, N' -dietileneurea; compuestos haloepóxicos tales como etilenodiamina, dietilenotrialmina, trietilenotetramina, tetraetilenopentamina, pentaetilenohexamina, y poletilenominas, compuestos de poliisocianato tales como 2,4-tolileno diisocianato y hexametileno diisocianato, hidróxidos de zinc, haluros de calcio, de aluminio, de hierro, de titanio, y de circonio, carbonatos alquílenos tales como 1,3-dioxalan-2 -ona y 4 -metil - 1 , 3 -dioxalan-2 -ona . Compuestos metálicos polivalentes tales como sales, aminas policuaternarias tales como productos de condensación de dimetilaminas y epiclorohidrina, homopolímeros y copolímeros de cloruro de dialildimetilamoniaco y homopolímeros y copolímeros de sales de cloruro de amonio dietilalilamino (met) acrilatometilo. De entre dichos compuestos se prefiere el dietileno glicol, trietileno glicol, polietileno glicol, glicerol, poliglicerol , propileno glicerol, dietanolamina , trietanolamina, polioxipropileno, copolímero del bloque oxietilenoxipropileno, ésteres de ácidos grasos sorbitán, ésteres de ácido graso polioxietileno sorbitán, trimetilolpropano, pentereritritol , alcohol polivenilo, sorbitol, carbonatos alquilénicos tales como 1,3-dioxolan-2-ona, 1 , 3 -dioxolan-2 -ona, 4-metil-l, 3 -dioxolan-2 - ona, ona, 4 , 5-dimetil-l, 3-dioxolan-2-ona, 4 , 4 -dimetil-1 , 3 -dioxolan-2-ona, 4-etil-l, 3-dioxolan-2-ona,hidroxilmetil-l, 3-dioxolan-2 -ona, 1, 3-dioxan-2-ona, 4-metil-l, 3 -dioxan-2 -ona , 4, 6-dimetil-l, 3 -dioxan-2 -ona, 3 -dioxopan-2 -ona, poli-1,3-dioxolan-2-ona, y etileno glicol diglicidil éter. Las polioxazolinas tales como 1,2-etilenobisoxazolina, los degradadores con grupos silano tales como y-glicidiloxipropiltrimetoxisilano y y-aminopropiltrimetoxisilano, las oxazolidinonas tales como 2-oxazolidinona, bis- y poli -2 -oxazolidinonas diglicol silicatos. Entre los antes mencionados post - degradadores , se prefiere de manera particular el carbonato etilénico. Durante la polimerización por emulsión o después es posible que los polímeros hidrosolubles sean utilizados con el propósito de estabilización adicional. Como ejemplos de lo anterior se tienen los homopolímeros o copolímeros hidrosolubles de los monómeros antes mencionados, tales como el ácido poliacrílico, el acetato polivinílico parcialmente saponificado, el alcohol polivinílico, el glicol polialquilénico, el almidón, los derivados del almidón, almidón polimerizado por injerto de una cadena, celulosa y derivados de la celulosa, tales como carboximetilcelulosa, hidroximetilcelulosa y también galactomanan y derivados oxalquilados de los mismos. Las formaciones poliméricas se hinchan mediante bases. Este .linchamiento es sinónimo de una diprotonación de los grupos ácidos en la formación polimerica. El hinchamiento se puede llevar a cabo durante la polimerización por emulsión, a partir de entonces, en la dispersión y/o en la mezcla para construcción, la cual el experto sabe que es básica. Las bases apropiadas, además de la mezcla para construcción, son los hidróxidos metálicos alcalinos, el amoníaco y las aminas alifáticas primarias y secundarias, y también los carbonatos metálicos alcalinos y los carbonatos hidrogenados metálicos alcalinos. Se da preferencia a los hidróxidos metálicos alcalinos, al hidróxidos de sodio y al hidróxido de potasio y también a NH3,NH40H, y a la sosa. Las formaciones poliméricas de la invención pueden prepararse de manera preferible por medio de polimerización por emulsión y de mayor preferencia que tengan un tamaño de partícula promedio de 10 a 10 000 nm; se prefiere de manera particular el tamaño de partícula promedio de 50 a 50 000 nm. La mayor preferencia es en tamaños de partícula promedio de 80 a 1000 nm. Para que la preparación de las formaciones poliméricas de la invención es posible utilizar todos los iniciadores y reguladores comunes para la polimerización por emulsión. Como ejemplos de iniciadores se tienen los peróxidos inorgánicos, peróxidos orgánicos o H202, y también mezclas de los mismos con, si se considera apropiado, uno o más agentes reductores . De acuerdo con la presente invención es posible utilizar cualquier emulsificador iónico o no iónico durante o después de la preparación de la dispersión. En el caso de la preparación mediante polimerización por emulsión, las partículas se obtienen en la forma de una dispersión acuosa. Por consiguiente, la adición de las micropartículas a la mezcla de material para construcción se lleva a cabo de preferencia de igual manera, en esta forma. A través de la distribución bimodal de partícula es posible lograr una combinación óptima de propiedades con respecto al autosecado reducido y la mejora de la resistencia a la congelación y su durabilidad cíclica a la congelación/descongelación . En este contexto la primera propiedad se determina en particular mediante grandes formaciones poliméricas, en especial aquellas conocidas desde la técnica anterior, la siguiente mediante las formaciones poliméricas de la invención. Un sistema preferido se logra a través de mezclas de formaciones poliméricas que tienen un diámetro de entre 10 nm y 500 µ??, por lo menos uno de los tipos de las formaciones poliméricas contenían en la mezcla un diámetro menor a 1000 nm. El tamaño promedio de partícula se determina, por ejemplo, mediante la medida de una cantidad estadísticamente significativa de partículas por medio de micrografías electrónicas de transmisión. Las formaciones poliméricas se añaden a la mezcla de material para construcción en una cantidad preferible de 0.01% a 5% por volumen, en particular 0.1% a 0.5% por volumen La mezcla de material para construcción en la forma por ejemplo de concreto o argamasa, también pueden incluir en este caso los aglutinantes que fraguan hidráulicamente habituales, tales como el cemento, la cal, el yeso, o la anhidrita, por ejemplo. Mediante el uso de las formaciones poliméricas de la invención es posible mantener a un nivel muy bajo la entrada de aire en la mezcla de material para construcción. Las altas fuerzas de compresión son de interés, además y de manera particular, en la medida en que sea posible la reducción del contenido de cemento en el concreto, que se necesita para desarrollar la fuerza, y de ese modo permite una reducción importante en el precio por m3 del concreto .

Claims (15)

1. REIVINDICACIONES 1. El uso de formaciones poliméricas en mezclas de material para construcción que fraguan hidráulicamente, caracterizado porque las formaciones poliméricas que se utilizan se encuentran hinchadas mediante el uso de una base y que comprenden de uno o más degradadores y también uno o más monómeros insaturados de forma monoetilénica .
2. 2. El uso de formaciones poliméricas de acuerdo con la Reivindicación 1, caracterizado porque las bases se seleccionan de un grupo de aminas, compuestos metálicos alcalinos y compuestos metal alcalinotérreos .
3. 3. El uso de formaciones poliméricas de acuerdo con la Reivindicación 2, caracterizado porque las bases son NH3, NaOH o NH4OH.
4. 4. El uso de formaciones poliméricas, de acuerdo con la Reivindicación 2, caracterizado porque el hinchamiento se lleva a cabo en la mezcla para construcción básica.
5. 5. El uso de formaciones poliméricas de acuerdo con la Reivindicación 1, caracterizado porque los monómeros insaturados de forma monoetilénica se seleccionan del grupo de monómeros que contienen un grupo ácido.
6. 6. El uso de formaciones poliméricas de acuerdo con la Reivindicación 1, caracterizado porque se utilizan emulsionantes .
7. 7. El uso de formaciones poliméricas de acuerdo con la Reivindicación 1, caracterizado porque se utilizan formaciones poliméricas de distintos tamaños.
8. 8. El uso de formaciones poliméricas de acuerdo con la Reivindicación 7, caracterizado porque se incluyen las formaciones poliméricas de diferentes tamaños, con un diámetro de entre lOnm y 500 µp?, donde por lo menos uno de estos tipos de formaciones poliméricas incluidas en la mezcla tienen un diámetro de menos de 10 000 nm.
9. 9. El uso de formaciones poliméricas de acuerdo con la Reivindicación 1, caracterizado porque las formaciones poliméricas tienen un tamaño de partícula promedio de 10 a 10000 nm.
10. 10. El uso de formaciones poliméricas de acuerdo con la Reivindicación 9, caracterizado porque las microparticulas tienen un tamaño de partícula promedio de 50 a 5000 nm.
11. 11. El uso de formaciones poliméricas de acuerdo con la Reivindicación 10, caracterizado porque las microparticulas tienen un tamaño de partícula promedio de 80 a 1000 nm.
12. 12. El uso de formaciones poliméricas de acuerdo con la Reivindicación 1, caracterizado porque se utilizan polímeros hidrosolubles .
13. 13. El uso de formaciones poliméricas de acuerdo con la Reivindicación 1, caracterizado porque las formaciones poliméricas se utilizan en una cantidad de 0.01% a 5% por volumen, con base en la mezcla de material para construcción.
14. 14. El uso de formaciones poliméricas de acuerdo con la Reivindicación 1, caracterizado porque las mezclas de material para construcción están compuestas de un de un aglutinante seleccionado de un grupo de cemento, cal, yeso y anhidrita .
15. 15. El uso de formaciones poliméricas de acuerdo con la Reivindicación 1, caracterizado porque las mezclas de material para construcción son concreto y argamasa.