MXPA05009033A

MXPA05009033A - Aceleradores de mezclas.

Info

Publication number: MXPA05009033A
Application number: MXPA05009033A
Authority: MX
Inventors: Iwata Raita
Original assignee: Constr Res & Tech Gmbh
Priority date: 2003-02-25
Filing date: 2004-02-19
Publication date: 2005-11-23
Also published as: BRPI0407787A; KR101097568B1; NO20054394D0; GB0304158D0; NO342962B1; NO20054394L; CN100404469C; KR20050107452A; AU2004215680B2; ES2327924T3; PT1597214E; EP1597214A1; EP1597214B2; US20060137576A1; SI1597214T1; US7182808B2; ATE435845T2; ES2327924T5; AU2004215680A1; BRPI0407787B1

Abstract

La presente invencion se refiere a una composicion aceleradora para uso con composiciones cementosas rociadas, la cual es una solucion o dispersion acuosa de una mezcla de los Componentes 1-3 esenciales. Componente 1 - sulfato de aluminio; Componente 2 - al menos uno de una alcanolamina y una diamina o triamina de alquileno; Componente 3 - acido fluorhidrico, opcionalmente con al menos uno de los componentes 4-7, con la condicion que al menos un Componente 4 o Componente 5 esten presentes; Componente 4 - al menos un hidroxido de sodio, hidroxido de potasio, hidroxido de litio, hidroxido de magnesio, carbonato de litio, carbonato de sodio, carbonato de potasio, carbonato de magnesio, sulfato de sodio, sulfato de potasio, sulfato de magnesio y sulfato de litio; Componente 5 - acidos mono- y dicarboxilicos alifaticos C1-C10 y sus sales metalicas; Componente 6 - hidroxido de aluminio; Componente 7 - al menos un acido fosforico y acido fosforoso. Los aceleradores tienen excelente estabilidad termica prolongada y funcionan bien con cementos "dificiles", tales como algunos Japoneses OPCs.

Description

ACELERADORES DE MEZCLAS CAMPO DE LA INVENCIÓN Esta invención se refiere a aceleradores libres de álcalis y álcalis inferiores para composiciones cementosas rociadas.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN El uso en composiciones cementosas tales como concreto para ser aplicado por roció de aceleradores libres de álcalis y álcalis inferiores en lugar de los aluminatos tradicionales y otros materiales fuertemente alcalinos, está ahora bien establecido. Los componentes principales de tales aceleradores son compuestos de aluminio, los más comúnmente encontrados son sulfato de aluminio e hidróxido de aluminio amorfo. Además de estos compuestos de aluminio, se han usado una variedad de otros componentes en tales aceleradores, estos incluyen alcanolaminas, otras sales de aluminio (tales como oxalatos y nitratos) y varios ácidos orgánicos. Composiciones más recientes han involucrado el uso de iones de fluoruro. El problema principal en la técnica, es encontrar una composición aceleradora que combine el funcionamiento aceptable, estabilidad aceptable y una' resistencia compresiva aceptable. La estabilidad puede ser un problema, especialmente en las condiciones más extremas, algunas veces encontradas en túneles, y es necesaria una vida media razonable para un acelerador práctico. Todos los aceleradores usados en concreto rociado disminuyen la resistencia compresiva comparada a la resistencia compresiva del mismo concreto sin acelerador. Es necesario que esta disminución se mantenga a un mínimo. Además, un buen desarrollo de resistencia temprana en el periodo de 1-4 horas después del rociado, es particularmente deseado. Además, la variación mundial en tipos de cemento causa problemas. Que funcione bien con un cemento, se dice, en Europa no necesariamente funcionará bien con un cemento Australiano o uno Japonés. Es difícil formular un acelerador que funcionará aceptablemente bien con todos los tipos.

DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN Se ha encontrado ahora que una combinación particular de materiales da un acelerador que funciona especialmente bien y es muy estable. La invención por lo tanto, proporciona una composición aceleradora adaptada para ser usada con composiciones cementosas rociadas, la cual es una solución o dispersión acuosa de una mezcla de los Componentes 1-3 esenciales: Componente 1 - sulfato de aluminio Componente 2 - al menos uno de una alcanolamina y una diamina o triamina de alquileno Componente 3 - ácido fluorhídrico opciohalmente con al menos uno de los componentes 4-7, con la condición que al menos un Componente 4 o Componente 5 están preséntese- Componente 4 - al menos un hidróxido de sodio, hidróxido de potasio, hidróxido de litio, hidróxido de magnesio, carbonato de litio, carbonato de sodio, carbonato de potasio, carbonato de magnesio, sulfato de sodio, sulfato de potasio, sulfato de magnesio y sulfato de litio; Componente 5 - ácidos mono- y dicarboxílicos alifáticos Ci-Cio y sus sales metálicas; Componente 6 - hidróxido de aluminio; Componente 7 - al menos un ácido fosfórico y ácido fosforoso los ingredientes están presentes en las proporciones siguientes (ingredientes activos en peso) ; Componente 1 - desde 30 hasta 60%, calculado en bases a sulfato de aluminio, al 17%; Componente 2 desde 0.1 hasta 15% Componente 3 desde 0.2 hasta 8.0% Componente 4 hasta 15% Componente 5 hasta. 15% Componente 6 hasta 15% Componente 7 - hasta 5% . Componente 1, sulfato de aluminio, puede ser cualquier sulfato de aluminio usado en la manufactura de aceleradores. Puede ser completamente hidratado, o total o parcialmente calcinado. Un grado típico, y. uno en el cual las proporciones están basadas es sulfato de aluminio al n17%" (A12(S0 ) 3..14.3H20) (llamado asi porque es la proporción de óxido de aluminio en éste) . Debe requerirse cualquier otro sulfato de aluminio, su cantidad apropiada puede ser fácilmente calculada en estas bases. Preferiblemente el Componente 1 está presente en la proporción desde 30-46% en peso de la composición aceleradora total. Componente 2, alcanolamina, alquilen diamina y alquilen triamina pueden ser cualquiera de tales materiales, pero es preferiblemente etilen diamina, etilen triamina, dietanolamina o trietanolamina, más preferiblemente dietanolamina. Está preferiblemente presente en la proporción desde 0.1-10%, más preferiblemente desde 0.1-8% en peso de la composición aceleradora total. Es posible usar una composición de dos o más de tales materiales. Componente 3, el ácido fluorhídrico es generalmente usado como una solución acuosa de aproximadamente HF al 40% en peso. La proporción de ácido fluorhídrico presente en la composición aceleradora total (como HF) es preferiblemente desde 2-4% en peso del acelerador total. Componente 4, puede ser seleccionado de entre los materiales previamente nombrados. Aunque el sodio y potasio son metales álcalis, la proporción de tales metales en las composiciones aceleradoras de conformidad con esta invención puede ser suficientemente baja para permitir que estos aceleradores se consideren como libres de álcali de conformidad con la definición Europea aceptada (menor que 1% (peso) de equivalente Na20) . Hasta 8.5% de equivalente Na2Ü se considera "álcali . inferior" y es aceptable para muchos propósitos - en muchos casos, no son necesarias exclusiones rigurosas de álcalis en la salud y terrenos ambientales y una proporción pequeña de al menos un metal álcali mejora el desarrollo de la resistencia temprana. Así, para propósitos de esta invención, y contrariamente a las prácticas actuales de la técnica con respecto a aceleradores libres de álcalis, se prefiere que una proporción menor de metales álcalis esté presente. Esta proporción es preferiblemente no mayor que 5% de equivalente de a2Ü. La proporción preferida del Componente 4 es desde 1-10% en peso de la composición aceleradora total. El componente 4 es típicamente agregado a la composición aceleradora como una solución de 30% en peso en agua . Componente 5, puede ser seleccionado de uno o más del grupo de ácidos. Especialmente preferidos son ácidos fórmico, oxálico y glicólico y sus sales metálicas, pero otros ácidos, tales como ácido acético, propiónico, succinico, cítrico y tartárico también son útiles. Proporciones preferidas del Componente 5 son desde 2 - 10%, más preferiblemente desde 4 - 8% en peso del total de la composición aceleradora. Se requiere que al menos uno del Componente 4 y Componente 5 estén presentes en la composición. Los Componentes 4 y/o 5 preferidos para propósitos de esta invención son oxalato de sodio, oxalato de potasio y mezclas de uno o ambos de estos con hidróxido de litio. Las mezclas de oxalato de potasio-sodio/LiOH son particularmente preferidas. Componente 6, hidróxido de aluminio, es preferiblemente hidróxido de aluminio amorfo del tipo normalmente usado en aceleradores para concreto rociado. Está preferiblemente presente en la proporción de hasta 10% en peso de la composición aceleradora total. Es posible usar hidróxido de aluminio cristalino; este es considerablemente más barato, pero es difícil disolver y no funciona también como el material amorfo. Componente 7, ácido fosfórico (H3PO4) o ácido fosforoso (H3PO3) , actúa como un estabilizador. Aunque es posible omitirlo, confiere un grado útil de estabilidad en las composiciones aceleradoras de esta invención, una consideración vital en operaciones de tunelización en donde el acelerador puede permanecer en un estado preparado para usarse por periodos prolongados. Está por lo tanto preferiblemente presente, y en una concentración desde 0.1 - 2% en peso de la composición aceleradora. Es posible usar una mezcla de ambos ácidos, pero se prefiere usar solo ácido fosfórico. Las composiciones aceleradoras pueden ser preparadas simplemente mezclando los componentes mencionados anteriormente en cualquier orden y agitándolos para dar una solución acuosa. En algunos casos, necesitará ser agregada agua adicional. La composición final generalmente comprenderá desde 40-70% en peso de agua. Dada la naturaleza de los ingredientes, la composición aceleradora resultante no será una simple mezcla de ingredientes, sino una mezcla compleja de productos de reacción. Por ejemplo, el HF reaccionará con algunos otros componentes (más específicamente hidróxido de aluminio, si alguno está presente) . Esta composición es muy estable, teniendo una vida de anaquel bajo condiciones normales de almacenaje de varios meses. En uso, la composición aceleradora de la invención se inyecta en una boquilla de rocío en la manera convencional. La dosis es típicamente desde 5 -12% en peso de la composición aceleradora basada en el peso del cemento. La invención también proporciona un método para aplicar una composición cementosa a un sustrato por rocío, que comprende las etapas de mezclar un lote de composiciones cementosas fluidas y transportarla a una boquilla de rocío, siendo inyectado en la boquilla un acelerador como se describe en este documento anteriormente. Composiciones cementosas rociadas que utilizan composiciones aceleradoras de conformidad con esta invención, presentan un aumento inusualmente rápido de resistencia compresiva. Además, las composiciones aceleradoras funcionan bien con una variedad inusualmente amplia de cementos, que incluyen cementos Japoneses, con los cuales otros aceleradores libres de álcalis dan resultados menos satisfactorios. La invención también proporciona una capa cementosa endurecida aplicada a un sustrato por rociado a través de una boquilla de rocío, habiéndose agregado a la boquilla un acelerador como se describe en este documento anteriormente. La invención además se ilustra por los siguientes ejemplos no limitantes en los cuales todas las partes están en peso.

Se agrega un número de aceleradores a una mezcla de mortero de prueba que tiene la siguiente constitución: agua 198 partes cemento Portland ordinario 450 w arena (DIN 196-1) 1350 " superplastificador 2.7 " El cemento es Tayheiyo OPC, un cemento Japonés comúnmente usado. El superplastificador usado es NT-1000 ex NMB Ltd . , Japón .

Ejemplo 1 A la mezcla anteriormente mencionada se agregó con mezclado uniforme 31.5 partes mezcladas de un acelerador de conformidad con la invención y que tienen la siguiente composición (dado como porcentajes en peso) : sulfato de aluminio (16¾0) 35 dietanolamina 2.1 sulfato de sodio 11.2 ácido oxálico 7.5 ácido fluorhídrico 6 hidróxido de aluminio amorfo 9.5 agua a 100% Ej emplo 2 Se repitió el Ejemplo 1, con la excepción que las 31.5 partes del acelerador de conformidad con la invención, se reemplazaron por un acelerador libre de álcalis comercialmente disponible vendido como EYCO® SAI 62.

Ej emplo 3 Se repitió el Ejemplo 1, con la excepción que las 31.5 partes del acelerador de conformidad con la invención, se reemplazaron por un acelerador libre de álcalis comercialmente disponible vendido como MEYCOCD SA170. Las muestras se probaron para determinar la resistencia compresiva de conformidad como prEN (Estándar Europea preliminar) 12394 y los resultados obtenidos se muestran abajo: Ejemplo No. Resistencia compresiva (MPa) a 6h Id 7d 1 3.6 20.1 39 2 1.4 1.8 23.2 3 0.8 8.6 28.9 Puede verse que la composición que comprende el acelerador de ' conformidad con la invención, desarrolla resistencia compresiva primero que las composiciones que comprenden los aceleradores comerciales, y que la fuerza final es sustancialmente más alta.

Claims

NOVEDAD DE LA INVENCIÓN Habiéndose descrito la presente se considera como novedad, y por lo tanto, se reclama como propiedad lo contenido en las siguientes:
REIVINDICACIONES 1. Una composición aceleradora adaptada para ser usada con composiciones cementosas rociadas, caracterizada porque está en una solución o dispersión acuosa de una mezcla de los Componentes 1-3 esenciales: Componente 1 - sulfato de aluminio Componente 2 - al menos uno de una alcanolamina y una diamina o triamina de alquileno Componente
3 - ácido fluorhídrico opcionalmente con al menos uno de los componentes
4-7, con la condición que- al menos un Componente 4 o Componente 5 están presentes; Componente 4 - al menos un hidróxido de sodio, hidróxido de potasio, hidróxido de litio, hidróxido de magnesio, carbonato de litio, carbonato de sodio, carbonato de potasio, carbonato de magnesio, sulfato de sodio, sulfato de potasio, sulfato de magnesio y sulfato de litio; Componente
5 - ácidos mono- y dicarboxílicos alifáticos Ci-Cio y sus sales metálicas; Componente
6 - hidróxido de aluminio; Componente
7 - al menos un ácido fosfórico y ácido fosforoso, los ingredientes está presente en las proporciones siguientes (ingredientes activos en peso) ; Componente 1 - desde 30 hasta 60%, calculado en bases a sulfato de aluminio al 17%; Componente 2 - desde 0.1 hasta 15% Componente 3 - desde 0.2 hasta 8.0% Componente 4 - hasta 15% Componente 5 - hasta 15% Componente 6 - hasta 15% Componente 7 - hasta 5%. 2. Un acelerador de conformidad con la reivindicación 1, caracterizado porque el Componente 4 está presente. 3. Un acelerador de conformidad con la reivindicación 2, caracterizado porque el Componente 4 contienen metal álcali y está presente en la magnitud que el contenido de metal álcali está a un máximo de equivalente de Na20 al 8.5%. . Un método para aplicar una composición cementosa a un sustrato por rociado, caracterizado porque comprende las etapas de mezclar un lote de composición cementosa fluida y es transportado a una boquilla de roció, siendo inyectado a la boquilla un acelerador de conformidad con al reivindicación 1. 5. Una capa cementosa endurecida aplicada a un sustrato por rociado a través de una boquilla de roció, caracterizada porque se ha agregado a la boquilla un acelerador de conformidad con la reivindicación 1.