MXPA00008249A - Composicion de cemento que inhibe el levantamiento de polvo, de mayor resistencia. - Google Patents

Abstract

La presente invencion proporciona una composicion de cemento que inhibe el levantamiento de polvo, la cual dificilmente forma polvo y que ademas es capaz de mejorar la resistencia del concreto o mortero de la misma. Una composicion de cemento que inhibe el levantamiento de polvo a la presente invencion comprende 100 partes en peso de cemento, 0.01 ? 0.1 partes en peso de politetrafluoroetileno fibrilable y 0.001 ? 1.0 partes en peso de antiespumante a base de alcohol y/o antiespumante a base de silicon.

Description

' / COMPOSICIÓN DE CEMENTO QUE INHIBE EL LEVANTAMIENTO DE POLVO, DE MAYOR RESISTENCIA CAMPO TÉCNICO L La presente invención se relaciona con una composición que inhibe el levantamiento de polvo, la cual es tratada para inhibir la emisión de polvo de cemento durante el transporte o almacenamiento del cemento.

TÉCNICA ANTERIOR ' - 10 Con el propósito de prevenir varios de los efectos nocivos causados por el polvo de cemento emitido hacia el aire del cemento durante el transporte o almacenamiento, se han desarrollado cementos que inhiben el levantamiento de polvo, los cuales son inhibidos 15 contra la emisión de polvo hacia el aire capturando el polvo de cemento con redes aleatorias de fibrillas finas de politetrafluoetileno de tamaño submicrónico (aqui posteriormente el politetrafluoretileno es denotado como PTFE) agregando PTFE fibrilable al cemento y sometiendo 20 la mezcla a corte por compresión para fibrilar el PTFE. Una técnica para manufacturar el cemento que inhibe el levantamiento de polvo, puede mencionarse en la Patente Japonesa Kokoku Publicación Hei 5-24872. Además, la Publicación de Patente Japonesa 25 Kokoku Sho 52-32877 describe que una mezcla de PTFE fibrilable y un material pulverizado se somete a corte por compresión a 20-200 °C para fibrilar el PTFE para inhibir la emisión de polvo del material pulverizado.

• • La densidad aparente del cemento sometido al 5 proceso para inhibir el levantamiento de polvo basado en la técnica descrita en la Publicación de Patente Japonesa Kokoku Hei 5-24872 o Sho 52-32877 tiende a disminuir cuando entra aire en el polvo debido a la existencia de fibrillas de PTFE. Además, la resistencia del concreto o 10 mortero utilizando el cemento que inhibe el levantamiento •• de polvo disminuye hasta aproximadamente 85-95% cuando se compara con aquéllos sin el tratamiento. De este modo, ha sido deseada una mejora en la resistencia. Los inventores de la presente hicieron estudios 15 sobre causas de la disminución de la resistencia del concreto o mortero que utiliza el cemento que inhibe el levantamiento de polvo, y encontraron que se forman numerosas burbujas de aire en el concreto o mortero #• debido a la influencia del agente que inhibe el 20 levantamiento de polvo, PTFE, lo que hace disminuir la resistencia a la compresión del concreto o mortero hecho de cemento que inhibe el levantamiento de polvo. El problema a ser resuelto por esta invención es proporcionar una composición de cemento que inhibe el 25 levantamiento de polvo, la cual emite mucho polvo y además es capaz de mejorar la resistencia del concreto o mortero obtenido de la misma.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Una composición de cemento que inhibe levantamiento de polvo de acuerdo a la presente invención comprende 100 partes en peso de cemento, 0.01~0.1 partes en peso de politetrafluoroetileno fibrilable y 0.001-1.0 partes en peso de antiespumante a base de alcohol y/o antiespumante a base de silicón. Es deseable que el PTFE flbrilable se fibrile completamente o en su mayoría para dar lugar al efecto que inhibe el levantamiento de polvo. Las fibrillas se forman cuando el PTFE fibrilable se mezcla con cemento, etc., y la mezcla es sometida al corte por compresión para preparar la composición de cemento que inhibe el levantamiento de polvo de la invención.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS La Figura 1 es una gráfica que muestra la relación entre las cantidades agregadas de antiespumante y la resistencia a la compresión.

MEJOR MODO PARA LLEVAR ACABO LA INVENCIÓN Como para el cemento, en cementos mezclados tales como el cemento Portland, cemento de escoria de horno de fundición, cemento de cenizas volantes, cemento de silice, cemento de pozolano y cemento de relleno, asi como otros cementos tales como el cemento de alúmina, cemento de pozo geotérmico, cemento de pozo de petróleo, cemento de endurecimiento más rápido, cemento de coloide y cemento expansivo, pueden ser empleados. El PTFE fibrilable es uno manufacturado por una polimerización en emulsión del tetrafluoroetileno como se muestra en la Patente U.S. No. 2,559,750, y se fibrila fácilmente por corte por compresión. Existen dos formas del PTFE fibrilable, a saber en forma de polvo y en forma de emulsión, y ambas de ellas pueden ser utilizadas como el agente que inhibe el levantamiento de polvo de la presente invención. El antiespumante a base de alcohol y el antiespumante a base de silicón se emplean independientemente o en combinación, y pueden restringir la formación de poro en el concreto o mortero que son causados por el uso del agente que inhibe el levantamiento de polvo, PTFE y previenen la disminución de la resistencia del concreto o. mortero_. Para el antiespumante a base de alcohol, existen alcoholes, glicones, sus éteres y esteres superiores, y son ejemplificados de manera especifica por el alcohol hexadecilico, polioxialquilenglicol, éteres de alcohol superior de polioxialquilenglicol y esteres de ácido 5 graso de polioxialquilenglicol. Como el antiespumante a base de silicón, pueden mencionarse el' aceite de dimetilsilicón, compuestos de aceite de silicón, emulsiones de silicón y polisiloxanos modificados con polieter . 10 Cuando el contenido de PTFE por 100 partes en •• peso de cemento es menor de 0.01 partes en peso, no puede * obtenerse un efecto de inhibición del levantamiento de polvo satisfactorio, y el contenido de más de 0.1 partes en peso causa aglomeración excesiva del cemento dando 15 como resultado una dispersión inferior. Además, cuando el contenido de antiespumante de alcohol y/o silicón es menor de fj.001 partes en peso, no pueden obtenerse mejoras suficientes en la resistencia, y no puede esperarse un efecto avanzado adicional debido a un 20 incremento de contenido de más de 1.0 partes en peso que lo haga antieconómico. Mediante el uso de una cantidad apropiada del antiespumante, la composición de cemento que inhibe el levantamiento de polvo de acuerdo a la presente invención 25 puede lograr mejoras no sólo en la resistencia del concreto o mortero, sino también en la capacidad de trabajo para la preparación de concreto o mortero sin prevenir la formación de burbujas de microtamaño basadas en los agentes que introducen aire como los agentes AE y 5 los agentes reductores de agua AE, y además puede lograr mejoras en las propiedades anticongelantes del concreto o mortero obtenido el contenido máximo del antiespumante cuando se utiliza de manera conjunta con mezclas tales como los agentes AE es de aproximadamente 0.5 partes en 10 peso, y una adición excesiva del antiespumante tiende •• hacer disminuir los efectos anteriormente mencionados del agente AE, etc., debido a la disminución de la cantidad de aire introducido. La presente invención será explicada, además, 15 con detalle más adelante por medio de ejemplo, sin embargo, la invención nunca se restringirá a los siguientes Ejemplos. En los pasos de producción del cemento Portland, la escoria apagada es triturada en un molino 20 determinado bajo la adición de aditivos tales como el yeso, y después del control de tamaño de particula, se obtiene el producto de cemento. Al cemento descargado a 100-120 °C del molino de terminado, se agrega una emulsión acuosa de PTFE fibrilable y un antiespumante, a 25 continuación el material resultante se mezcla y agita para inducir el corte por compresión para la fibrilación del PTFE, y la composición de cemento que inhibe el levantamiento de polvo de acuerdo a la presente invención • • se obtiene de manera eficiente. 5 Parra la preparación de la composición de acuerdo a la presente invención, el mezclado con el cemento puede lograrse fácilmente cuando la emulsión de PTFE y el antiespumante se emplean bajo dilución o disolución con agua, y puede obtenerse una preparación 10 efectiva de la composición de cemento que inhibe el •• levantamiento .de polvo de la invención manteniendo la temperatura del cemento a aproximadamente 90 °C mediante el uso de un aparato de calentamiento o un aparato de aislamiento térmico para fibrilar el PTFE más fácilmente. 15 - Además la adición del antiespumante al cemento se efectúa de manera preferible antes de la adición del PTFE fibrilable, sin embargo, puesto que puede ocurrir una vaporización o evaporación del antiespumante, asi como una disminución de la efectividad del antiespumante 20 debido a la generación de calor durante el tratamiento para inhibir el levantamiento de polvo dej. cemento, es posible, sino es que necesario, preparar la composición de cemento que inhibe levantamiento de polvo de acuerdo a la presente invención agregando el antiespumante antes de o después de la adición del agua para la preparación del concreto o mortero. Para mantener la temperatura del cemento a aproximadamente 90 °C, es posible además, adoptar un 5 método en el cual la temperatura se eleva mediante el uso del calor de hidratación obtenido por el mezclado con agua de un material capaz de generar calor de hidratación (tal como la cal viva o dolomita suavemente quemada, etc) . 10 El mezclado y agitación para provocar el corte *• por compresión se logra mediante el uso de mezcladores de mezclado forzado, sin embargo, puesto que las aptitudes de un mezclador difieren dependiendo del tipo de cemento, a las cantidades de emulsión acuosa de PTFE fibrilada 15 agregada, los métodos de elevación de la temperatura, las cantidades de agua adicionadas y similares, preferiblemente se selecciona un mezclador apropiado de mezcladores del tipo de charola, mezcladores del tipo de molino grande de dos ejes y mezcladores de tipo de 20 rodillo en base a los resultados de pruebas preliminares. En los Ejemplos mencionados más adelante, se emplea un mezclador del tipo de rodillo para el mezclado y la agitación. Además, un mezclador del tipo de rodillo es el 25 más adecuado para obtener un cemento que inhibe el levantamiento de polvo agregando menos cantidad de agua, puesto que el cemento puede ser sometido efectivamente a las acciones combinadas de corte por compresión y prensado en el espacio entre el rodillo y el fondo del recipiente de amasado del mezclador del tipo de rodillo.

[Ejemplo 1] Se prepararon nueve tipos de composiciones de cemento que inhiben el levantamiento de polvo que 10 contenían 0.03% en peso de PTFE fibrilable acompañadas •• respectivamente por 0.06; 0.1; 0.3; 0.5 ó 0.7% en peso del antiespumante. Para la preparación de las composiciones de cemento que inhiben el levantamiento de polvo, se efectuó una emulsión acuosa de PTFE fibrilable 15 para ser sometida a corte por compresión para que todo el PTFE se convirtiera en fibrillas. Como el antiespumante, se utilizó un antiespumante a base de alcohol que contenia un éster de ácido graso de polialquilenglicol como el componente principal. 20 De aquellas 9 composiciones de cemento que inhiben el levantamiento de polvo, se hicieron piezas de prueba de acuerdo al "Método de Prueba de Resistencia" del "Estándar Industrial Japonés R 5201: Los Métodos para las Pruebas Físicas del Cemento", y se midió la 25 resistencia a la compresión. La composición con 11.1% en peso de agua, 66.7% en peso de agregado y 22.2% en peso de cemento se formó en piezas de prueba de 40 mm x 40 mm x 160 mm de tamaño. Los resultados de la medición de la resistencia a la compresión se muestran en la Figura 1. 5 "El cemento base" mostrado con una linea discontinua en la Figura sirvió para medir los valores de las piezas de prueba que se formaron utilizando el cemento sin el tratamiento para inhibir el levantamiento de polvo. La resistencia a la compresión de las piezas de 10 prueba hechas del cemento que inhibe el levantamiento de •• polvo sin la adición de antiespumante (0% de antiespumante) muestran a cualquier edad menos resistencia a la compresión que las piezas de prueba hechas del cemento sin tratamiento para inhibir el 15 levantamiento de polvo (cemento base) de acuerdo a o indicado en la Figura 1. Por otro lado, a medida que se incrementa la cantidad de antiespumante agregada, la resistencia a la compresión se recupera en consecuencia hasta tener una resistencia de compresión igual o 20 superior a la de la pieza de prueba hecha del cemento base cuando la cantidad agregada del antiespumante se vuelve del 0.1% en peso o más. Sin embargo, la mejora de la resistencia a la compresión alcanza un estado saturado cuando la cantidad agregada del antiespumante se 25 convierte en alrededor 0.5% y alcanza un estado donde una mejora adicional en la resistencia a la compresión es inesperable, aún cuando la cantidad agregada esté sobre el 1.0% en peso. Se demostró que la disminución a la resistencia a la compresión de la pieza de prueba hecha de la composición de cemento que inhibe levantamiento de polvo obtenida mediante la adición de PTFE fibrilable y antiespumante al cemento y sometiendo la mezcla resultante a corte por compresión para fibrilar el PTFE 10 es menor en comparación a la de las piezas de prueba •• hechas de la composición de cemento que inhibe el levantamiento de polvo convencional que no contiene antiespumante, y que la resistencia a la compresión es igual o superior a la de la pieza de prueba hecha del 15 cemento base.

[Ejemplo 2] Se preparó una composición de cemento que inhibe levantamiento de polvo similar a la del Ejemplo 1 20 con la excepción de que se empleó un antiespumante a base de silicón del tipo de emulsión que contiene dimetilpolisiloxano como componente principal, el antiespumante. A la composición de cemento se agregó además 0.25% en peso de un jabón de resina como el agente 25 AE . Se hicieron piezas de prueba similares a aquéllas del Ejemplo 1 y se condujeron mediciones de la relación de resistencia, efecto de los agentes AE y evaluación de la completa. Los resultados se muestran en la Tabla 1. En la • • Tabla, la relación de resistencia se juzgó por la relación de la resistencia a la compresión de esas piezas de prueba con una edad de 28 dias en comparación con una pieza de prueba de la misma edad hecha del cemento base como se indica con O aquélla que excede de 95%, con O para aquella entre 90-95% y con ? para aquélla por debajo •• 10 del 90%; el efecto del agente AE juzgó la relación de la velocidad e entrada del aire de esas piezas de prueba comparadas con una pieza de prueba hecha del cemento base indicado con O, con O para aquélla entre 80-90% y con ? para aquélla por debajo de 80%; y la evaluación de 15 completa se indicó con O para aquélla excelente, con O para aquélla buena y con ? para la de nivel común.

[Tabla 1] • • •• De acuerdo a lo indicado por la Tabla 1, el efecto de la mejora de las resistencias se vuelve reconocible cuando el antiespumante es agregado en más de 0.001% en peso; el efecto de mejorare la resistencia se incrementa de acuerdo con el incremento de la cantidad agregada; se vuelve superior al 95% a aproximadamente 0.04% y va a un más allá del 100% hasta alcanzar el estado saturado del efecto mejorado. Por otro lado, el 10 efecto de aire entrante por medio del agente AE tiende a disminuir gradualmente cuando la cantidad de antiespumante agregada cede de aproximadamente el 0.1%, y el efecto del agente AE se vuelve irreconocible cuando la cantidad de espumante agregada excede del 0.5% en peso. 15 En consecuencia, la cantidad de antiespumante a ser agregado junto con el agente AE está preferiblemente en los intervalos de 0.001-0.5% en peso, y los efectos más deseables se obtienen cuando esta está en el intervalo de 0.04-0.1% en peso.

[Ejemplo 3] Se prepararon ocho tipos de composición de cemento que inhibe el levantamiento de polvo agregando el 0.1% en peso de antiespumante y 0.0; 0.01; 0.03; 0.05; 10 0.08; 0.10; 0.12; 0.15% en peso de PTFE fibrilable al •• cemento, y se midieron la propiedad de inmunición de levantamiento de polvo, la propiedad de maniobrabilidad y se condujo evaluación completa. Se emplearon los mismos materiales que aquéllos del ejemplo 1 como . el 15 antiespumante y el PTFE. El resultado se muestra en la Tabla 2. En la Tabla, la propiedad de inhibición del levantamiento de polvo fue juzgada por la cantidad de polvo emitido medida con medidores de polvo digitales como se indica con O para una emisión de polvo a 50 cpm, 20 con O para 50-150 cpm y con X para superior a 150 cpm; la propiedad de maniobrabilidad se evaluó por la facilidad durante el transporte y uso de acuerdo a lo indicado por O para excelente; con O para buena y con ? para el nivel común; y la evaluación de completa se indicó con O para excelente; con O para buena y con ? para el nivel común.

• [Tabla 2] • Como se muestra en la Tabla 2, la propiedad de inhibición de levantamiento de polvo suficiente no puede lograrse cuando la cantidad de PTFE agregada es menor de 0.01% en peso, y la calidad de maniobrabilidad cae cuando 10 la cantidad de PTFE agregada es mayor del 0.01% en peso debido al deterioro de la dispersabilidad debido a la aglomeración excesiva del cemento.

La composición de cemento que inhibe el levantamiento de polvo de esta invención tiene efectos tales como, (1) es difícil que ocurra levantamiento de polvo, (2) la propiedad de maniobrabilidad es fina, y (3) la resistencia del concreto o mortero es alta. Por cierto, la densidad aparente del cemento 10 que inhibe el levantamiento de polvo tratado con PTFE se •• vuelve más baja debido a la entrada de aire de las fibrillas de PTFE. Como resultado, el concreto o mortero hecho de cemento que inhibe el levantamiento de polvo que contiene numerosas burbujas de aire, y su resistencia se 15 vuelve relativamente baja. Aunque el_ antiespumante a base de alcohol y el antiespumante a base de silicón impiden la formación de burbujas de aire, el uso del antiespumante en una cantidad apropiada no perturba el efecto de entrada de aire del agente de entrada de aire o 20 agente que reduce el agua que entra con el aire. Se hace constar que con relación a esta fecha, el mejor método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el convencional para la manufactura de los objetos a que 25 la misma se refiere.

Claims (2)

1. REIVINDICACIONES Habiéndose descrito la invención como antecede, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes • • reivindicaciones. 1. Una composición de cemento que inhibe levantamiento de polvo, caracterizada porque comprende 100 partes en peso de cemento, 0.01-0.1 partes en peso de politetrafluoroetileno fibrilable y 0.001-1.0 partes en peso de antiespumante a base de alcohol y/o antiespumante •• 10 a base de silicón.
2. 2. La composición de cemento que inhibe levantamiento de polvo de conformidad con la reivindicación 1, caracterizada porque todo la mayor parte del tetrafluoetileno fibrilable es fibrilado.