TITULO DE LA INVENCIÓN ADITIVO PARA YESOS Y MORTEROS ESPECIALES, COMPOSICIONES QUE CONTIENEN EL ADITIVO Y USO DEL ADITIVO EN YESOS Y MORTEROS ESPECIALES CAMPO TÉCNICO DE LA INVENCIÓN La presente invención se encuadra dentro del campo de los compuestos y composiciones útiles como materiales de construcción conglomerantes, y más concretamente en el sector de los aditivos retenedores de agua para materiales de construcción conglomerantes tales como los morteros especiales y los yesos. ESTADO DE LA TÉCNICA ANTERIOR A LA INVENCIÓN En los últimos años, las composiciones aditivadas de materiales de construcción conglomerantes se están utilizando cada vez más en sustitución de los materiales de construcción conglomerantes, ya que presentan ventajas notables tanto en cuanto a sus condiciones de puesta en obra, tales como la manejabilidad, grado de adherencia inicial y poder de retención de agua durante el amasado, etc., como en cuanto a sus propiedades finales, como por ejemplo sus cualidades de adherencia, resistencia y acabado. Estas composiciones aditivadas de materiales de construcción conglomerantes incorporan aditivos, adicionales a los componentes de los materiales de construcción conglomerantes tradicionales, que confieren las propiedades ventajosas anteriormente mencionadas. Dentro de las diferentes clases de materiales aditivados conglomerantes de construcción, existen unos cuyas propiedades finales requieren la utilización de un agente espesante y retenedor de agua. Entre estos materiales se encuentran los morteros especiales y los yesos que se emplean en aplicaciones tan diversas como por ejemplo la unión entre cerramientos o soleras con distintos materialee cerámicos, revestimientos de fachadas, reparación y enlucido. Los yesos y morteros especiales, tales como los morteros cola, convencionalmente comprenden una serie de
¿ - aditivos, como por ejemplo agentes retenedores de agua. Un agente retenedor de agua es un producto que debido a su estructura molecular y a sus propiedades superficiales se une al agua mediante "enlaces débiles" y retienen el agua en la matriz de los conglomerantes durante el proceso de fraguado y endurecimiento. También mejoran la reologia en la pasta que se forma. Los aditivos retenedores de agua convencionalmente empleados para materiales de construcción conglomerantes tales como morteros especiales y yesos, se basan en derivados celulósicos, no conociéndose hasta la fecha de la presente invención alternativa válida alguna a los mismos. La solicitud de patente europea EP-A-0773198 describe un sistema espesante que contiene al menos un éter celulósico, un éter de almidón, componentes espesantes y un silicato de capas como la sepiolita, la bentonita y otras arcillas, que corresponde a tal aditivo del mercado. Los derivados celulósicos confieren, en base a sus efectos espesantes, una mayor consistencia a los materiales de construcción conglomerantes además de aumentar su capacidad de retención de agua y de adherencia. Sin embargo, los derivados celulósicos tienen la desventaja de ser relativamente costosos por lo que los materiales de construcción conglomerantes tales como los morteros y yesos tradicionales, carentes o con dosificaciones inferiores a las necesarias de tales derivados, siguen empleándose, a pesar de sus cualidades inferiores frente a las composiciones aditivadas, para muchas aplicaciones donde realmente el uso de una composición conglomerante suficientemente aditivada seria más adecuado. La patente estadounidense US-A-5637144 describe una composición sustitutoria del amianto que comprende agua, agentes de retención y arcillas finamente divididas, especialmente bentonita, mientras que la patente estadounidense US-A-4028127 describe una mezcla de un cemento a base de yeso con el producto resultante de hacer reaccionar un éter hidroxialquilico de guar con glioxal que sirve para
tapar grietas y agujeros en superficies. Ninguna de las composiciones descritas en las patentes estadounidense anteriormente mencionadas es susceptible ser aplicada como mortero o yeso OBJETO DE LA INVENCIÓN Es un objeto de la presente invención superar los inconvenientes de los yesos y morteros especiales convencionales, que comprenden derivados celulósicos, mediante la sustitución de tales derivados por un nuevo aditivo que permite conseguir cualidades de puesta en obra y finales al menos análogas a los de dichas composiciones aditivadas convencionales y a la vez permite una reducción del coste total de las composiciones finales. Ee un ulterior objeto de la invención, poner a disposición un nuevo aditivo que mejore al menos una de las cualidades de puesta en obra y finales frente a los yesos y morteros especiales convencionales. Es otro objeto de la invención poner a disposición un nuevo aditivo para yesos, morteros especiales tales como los morteros cola y los morteros monocapa. La presente invención también tiene por objeto composiciones aditivadas a base de yesos y morteros especiales que contienen el aditivo asi como el uso del nuevo aditivo en yesos y morteros especiales. DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Los objetos anteriormente definidos se consiguen mediante un nuevo aditivo para yesos y morteros especiales, libre de derivados celulósicos, cuyo aditivo comprende al menos un componente mineral sólido seleccionado entre arcillas, y al menos una goma natural modificada, en el que el componente mineral es un componente mineral sólido seleccionado entre sepiolita de grado reológico, atapulgita de grado reológico y mezclas de las mismas. Preferentemente, el aditivo según la invención comprende 20-75%, y más preferentemente 35-60%, del componente mineral sólido;
25-80%, y más preferentemente 40-65%, de una goma natural modificada. Según la invención, el componente mineral sólido es al menos una arcilla de grado reológico seleccionada entre atapulgita, sepiolita y mezclas de las mismas. El componente mineral sólido es preferentemente sepiolita de grado reológico como la que se describe por ejemplo en las solicitudes de patente europea EP-A-0454222 y EP-A-0170299, cuyo contenido se incorpora en la presente descripción por referencia. La sepiolita de grado reológico, comercializada por ejemplo por TOLSA, S.A., Madrid, España bajo la marca PANGEL, y obtenida a partir de sepiolita natural mediante procesos especiales de micronización que sustancialmente evitan la rotura de las fibras de la sepiolita, se dispersa fácilmente en agua y otros líquidos polares y presenta una superficie externa con un alto grado de irregularidad, una elevada superficie específica, superior a 300 m2/g, y una elevada densidad de centros activos para la adsorción, que le confieren elevada capacidad de retención de agua al ser capaz de formar, con relativa facilidad, puentes de hidrógeno con dichos centros activos. El carácter microfibroso de las partículas de la sepíolita de grado reológico hace que ésta sea un material de elevada porosidad y baja densidad aparente. Por las propiedades anteriormente mencionadas, es capaz de formar pastas de elevada viscosidad con excelente comportamiento tixotrópico y pseudoplástico. De acuerdo con la invención, se ha podido comprobar que, cuando la sepiolita de grado reológico se añade a materiales conglomerantes proyectables para la construcción, tales como los morteros y los hormigones, mejora su bombeabilidad, adhesividad, cohesión, rendimiento superficial y textura. Adicionalmente, la sepiolita presenta una capacidad de cambio catiónico muy baja y la interacción con electrolitos es muy débil, lo cual a su vez resulta en que la sepiolita de grado reológico prácticamente no se ve afectada por la
presencia de sales en el medio en el que se encuentra, y que permanece estable en un amplio rango de pH. Esta ventaja resulta de suma importancia ya que los medios en los que se trabajan son de elevado contenido en sales. Las ventajas y cualidades anteriormente señaladas con respecto a la sepiolita de grado reológico, también pueden atribuirse a las atapulgitas de grado reológico con tamaños de partícula inferiores a 40 mieras, tales como por ejemplo la gama de productos ATTAGEL (por ejemplo ATTAGEL 40 y ATTAGEL 50) fabricada y comercializada por la firma Engelhard Corporation, Estados Unidos, y la gama MIN-U-GEL de Floridin Company. La goma natural modificada puede seleccionarse entre combinaciones de los monosacáridos glucosa, mañosa, galactosa y/o ácido glucurónico, modificados mediante reacciones sucesivas de alcanilización y eterificación con óxido de etileno y/u óxido de propileno y/u óxido de butileno. Preferentemente, la goma natural modificada es un galactomano, es decir, polisacáridos formados exclusivamente por galactosa y mañosa y modificados por eterificación con óxido de polipropileno. Estas gomas naturales presentan una cadena principal sustancialmente idéntica a la estructura química de la celulosa pero difieren de ésta última en que poseen cadenas laterales de loe otros monómeros. Su propiedad funcional más destacable es la de agente reológico en fluidos acuosos y la de ser un eficaz retenedor de agua. Opcionalmente, el aditivo según la presente invención puede complementarse con otros agentes espesantes como por ejemplo almidones modificados o poliacrilamidas. El aditivo según la presente invención, puede prepararse mediante mezclado de sus componentes sin que sea necesario algún orden específico de adición, por ejemplo durante 5 minutos en una mezcladora en V hasta obtener un producto homogéneo.
Para adicionar el aditivo a un material de construcción conglomerante como por ejemplo a un mortero especial o a un yeso, el aditivo puede mezclarse conjuntamente con las fracciones de áridos y cemento durante la fabricación en el caso de los morteros especiales o, en el caso de los yesos, durante la fabricación de los yesos. Asimismo, el aditivo según la presente invención también puede añadirse in situ durante el mezclado con el agua de a aeado. El aditivo eegún la invención, ee incorpora en la fracción de cemento, una fracción de yeso o en la fracción de áridos en una proporción de 0,05 - 1,2% en peso preferentemente 0,2-0,9% en peso. La incorporación del aditivo de la presente invención en materiales de construcción conglomerantes, tales como morteros especiales y yesos, implica las siguientes características : Gran capacidad de retención de agua que posibilita que los materiales de construcción conglomerantes presente buenas propiedades en estado fresco y en estado endurecido - Ausencia de segregaciones y exudaciones, basada en las cualidades reguladoras de la viscosidad y tixotrópicas del aditivo que contribuyen a la homogeneidad de la composición de los materiales conglomerantes - Manejabilidad basada en un aumento del carácter tixotrópico conferido al material conglomerante por el aditivo, lo cual permite una reducción de los costes de mano de obra para alcanzar un acabado final satisfactorio Aumento de la capacidad recubriente por unidad de masa del material conglomerante al mejorar su tixotropía y plasticidad - Posibilidad de obtener sobresalientes acabados finales con texturas superficiales muy lisas, al conferir el aditivo una consistencia suave y plástica - Gran adherencia tanto en estado fresco como en estado endurecido.
La posibilidad de prescindir de derivados celulósicos, para conseguir las cualidades anteriormente mencionadas en materiales conglomerantes, permite obtener una reducción del coste del material conglomerante frente a los materiales conglomerantes que comprenden derivados celulósicos. MODOS DE REALIZACIÓN DE LA INVENCIÓN La presente invención se ilustra adicionalmente en base a los siguientes ejemplos de realización.
Ejemplo 1: Se preparó una muestra de 50kg del aditivo según la invención mezclándose en una mezcladora en V durante 5 minutos, los siguientes componentes:
24kg de sepiolita de grado reológico de TOLSA,
S.A., Madrid (España) 26kg de hidroxipropilguar
obteniéndose un producto homogéneo.
Ejemplo 2: Se prepararon dos muestras de un mortero cola, una con un derivado celulósico comercial (TYLOSE 10004 MH de HOECHST AG) como aditivo, y la otra con el aditivo según la presente invención preparado de acuerdo con el ejemplo 1. Para ello, se mezclaron durante 5 minutos cemento Portland, áridos gruesos con un tamaño de partícula inferior a lmm, áridos finos con un tamaño de partícula inferior a 0,5mm, y respectivamente uno de los aditivos antes mencionados, y se amasó cada una de las muestras hasta obtener morteros cola de las características que se especifican en la siguiente tabla:
Tabla 1: Muestra Cemento Arena gruesa Arena fina Ag a Derivado Aditivo Portland (p.p) (p.p) (P-P) Celulósico invención IIB- 5A (p.p) (p.p) (P-P) I 310 560 130 250 II 310 560 130 250 6,3
El coste de la adición del aditivo por cada tonelada de mortero cola, era de aproximadamente 3.220,-ptas/t para la muestra I, es decir para el aditivo convencional, y de 2.250,- ptas/t para la muestra II, es decir para el aditivo según la presente invención. Las propiedades de los morteros cola según las muestras I y II se evaluaron de acuerdo con las normas europeas sobre adhesivos para baldosas cerámicas. Se testificó la retención de agua, la consistencia, el deslizamiento vertical, adherencia a 28 días y manejabilidad después de 20 minutos y a 28 días de los morteros cola preparados. Los resultados se reflejan en la siguiente tabla:
Tabla 2; Muestra Retención Consn Deslizamiento Adherencia Manejabilidad a de agua (%) (pro) vertical (inri) 28 dias 20 mn y 28 dias (kg/cm2) (kg/cm2)
I 99,93 180 11 9,1 II 99, 9 180 11,1 9,0
Los resultados muestran que el aditivo objeto de la presente invención (=muestra II) confiere al menos las mismas propiedades que el aditivo convencional a base de derivados celulósicos, pero a un coste sustancialmente menor.
Ejemplo 3: Se prepararon dos muestras de un mortero cola, una con un derivado celulósico comercial (METHOCEL HB de DOW CHEMICAL) como aditivo, y la otra con el aditivo según la
presente invención preparado de acuerdo con el ejemplo 1. Para ello, se mezclaron durante 5 minutos cemento Portland, áridos gruesos con un tamaño de partícula inferior a lmm, áridos finos con un tamaño de partícula inferior a 0,5mm, y respectivamente uno de los aditivos antes mencionados, y se amasó cada una de las muestras hasta obtener morteros cola de las características que se especifican en la siguiente tabla:
Tabla 3: Muestra Cemento Arena gruesa Arena f na Agua Derivado Aditivo Portland (p.p) (p-P) <P-P> Celulósico invención IIB-45A (p.p) (p.p) (P-P> III 200 600 200 250 2,5 0 IV 200 600 200 250 0 5,25
El coste de la adición del aditivo por cada tonelada de mortero cola, era de aproximadamente 2.875,-ptas/t para la muestra III, es decir para el aditivo convencional, y de 2.200,- ptas/t para la muestra IV, es decir para el aditivo según la presente invención. Las propiedades de los morteros cola según las muestras III y IV se evaluaron de acuerdo con las normas europeas sobre adhesivos para baldosas cerámicas. Se testificó la retención de agua, la consistencia, el deslizamiento vertical, adherencia a 28 días y manejabilidad después de 20 minutos y a 28 días de los morteros cola preparados. Los resultados se reflejan en la siguiente tabla:
Tabla 4: Muestra Retención Consistencia Deslizamiento Adherencia Manejabilidad a de agua (%) (rtm) vertical (pin) 28 dias 20 p n y 28 dias (kg/cm2) (kg/cm2)
99,93 180 0 12,2 10,0 99,93 180 0 12,0 10,3
Los resultados muestran que el aditivo objeto de la presente invención (=muestra IV) confiere al menoe lae iemae propiedadee que el aditivo convencional a base de derivados celulósicos, pero a un coste suetancialmente menor.